5.2.Оценка проходимости.

Проходимость является одним из важнейших эксплутационных свойств лесных машин. Под проходимостью лесной машины подразумевается способность надежно и устойчиво двигаться в наиболее тяжелых эксплуатационных условиях, обеспечивая при этом заданный экономический эффект.

Различают проходимость опорную и геометрическую. Опорную проходимость характеризует сила сопротивления движению и суммарная сила тяги, т.к. они определяют возможность движения машины в заданных условиях. Геометрическая проходимость, кроме того, связана с геометрическими параметрами машины и характеризует возможность преодоления ею различных препятствий в виде пней, рвов, завалов, а также возможность маневрирования в плане среди деревьев.

Понятие проходимости является комплексным, и поэтому для объективной ее оценки пользуются показателями, определяющими различные, влияющие на нее факторы.

Для определения глубины колеи при одноразовом нагружении почвы используется зависимость:

,

где q_max- максимальное давление колесного движителя на опорную поверхность; a - коэффициент линейной деформации массива лесного почвогрунта.

Максимальное давление (кПа) колесного движителя на опорную поверхность в соответствии с ГОСТ 26953-86 определяется по зависимости

,

где К₁ - коэффициент, зависящий от наружного диаметра шины (в нашем случае К₁=1,2); К₂ - коэффициент продольной неравномерности распределения давления по площади контакта шины с грунтом, 1,5; q_ср - среднее давление колесного движителя на жесткое основание.

Практический опыт показывает, что параметры движителя следует выбирать с учетом деформации грунта и образования колеи. На процесс образования колеи влияют физико-механические свойства грунта, особенности ходового аппарата, размеры и внешние силы, нагружающие грунт и многие другие факторы.

Среднее давление (кПа) колесного движителя на жесткое основание в соответствии с ГОСТ 26955-86, определяется по формуле:

,

где F_k – контурная площадь контакта колеса с жёстким основанием, определяемая по формуле:

,

где a_k и b_k – длина и ширина отпечатка контурной площади на жёстком основании, м, определяемые по формулам:

;

где f_CT – статический прогиб шины при нагрузке G_k; R_пр – приведенный радиус шины, м:

,

где D, H и В – диаметр, высота и ширина профиля шины (соответственно 1120мм, 265мм ,294 мм); С₃ – поправочный коэффициент, определяемый по формуле:

,

где n – норма слойности шины, 3.

Коэффициент линейной деформации определяется по формуле:

,

где μ – коэффициент продольного расширения грунта, 0,2; Е₀ – общий модуль деформации, 3,1 МПа; χ – отношение ширины опорной поверхности к ее длине, 1,14; b’– величина, зависящая от вида деформации, которая определяется по формуле:

,

где h_max – максимальная деформация уплотнения почвы до максимальной упаковки частиц:

где ρ₀ – начальная плотность почвы, 0,91 г/см³; ρ_тв – плотность почвы в состоянии наибольшей упаковки частиц, 2,74 г/см³; w –влажность почвы, 0,5; Н₀ – толщина эквивалентного слоя почвы:

,

где ω – коэффициент зависящий от формы и размера площадки, передающей нагрузку, 0,85.

b’ можно определить по зависимости:

.

Тогда толщина эквивалентного слоя почвы:

Тогда

Коэффициент линейной деформации будет равен:

.

Поправочный коэффициент определим по формуле:

.

Приведенный радиус шины, м:

.

Длина и ширина отпечатка контурной площади на жёстком основании:

,

.

Контурную площадь контакта колеса с жёстким основанием определим по формуле:

.

Определим среднее давление колесного движителя на жесткое основание, учитывая, что на ось приходится два колеса и на задние оси приходится двухскатная ошиновка:

• на колеса передней оси:

• на колеса задних осей:

В качестве q_ср принимаем значение для колёс передней оси: q_ср=138,25кПа.

Максимальное давление колесного движителя на опорную поверхность :

.

Глубина колеи при одноразовом нагружении почвы:

.

Определим глубину колеи после нескольких проходов

Сила сопротивления качению колеса будет равна:

где D – диаметр колеса, 1,12 м; G_k – часть веса машины приходящаяся на колесо, 35,5 кН; h₁₀ – высота колеи после десяти проходов, 0,213 м

Проведенная работа по определения проходимости и полученные значения являются обязательными для учета при дальнейшей разработке машины.