2. Mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu
2.4.1 Lực bám của bộ phận di ựộng xắch:
Phản lực tiếp tuyến Pk tác dụng lên xắch ựược tạo thành bởi hai thành phần: lực ma sát giữa xắch và mặt ựường, và lực chống cắt của ựất khi các mấu bám tác dụng lên nó theo phương tiếp tuyến. Do ựó lực kéo tiếp tuyến PK (hay lực chủ ựộng) của máy kéo xắch có thể ựược thể hiện theo công thưc:
PK =ộG+2τSn (2.30)
Trong ựó: ộ - hệ số ma sát giữa xắch và mặt ựường; G- trọng lượng máy kéo;
τ - ứng suất tiếp tuyến trong ựất;
S Ờ diện tắch mặt tựa sau của một mấu bám; n Ờ số mấu bám ựang bám với mặt ựường.
Hình 2.6. Sơ ựồ xác ựịnh lực bám và ựộ trượt
Khi xắch bị trượt hoàn toàn, trị số của lực kéo tiếp tuyến ựạt cực ựại và ựược gọi là lực bám, ký hiệu Pϕ:
Pϕ =ộG+2τmaxSn (2.31)
Hoặc: Pϕ =ϕG
Trong ựó: ϕmax- ứng suất tiếp cực ựại trong ựất;
ϕ- hệ số bám của máy kéo xắch.
Qua ựó ta thấy lực bám của máy kéo xắch phụ thuộc vào các thông số cấu tạo của dải xắch, trọng lượng máy và các tắnh chất cơ lý của ựất. để tăng khả năng bám có thể tăng kắch thước của mấu bám, tăng chiều dài của nhánh xắch tựa và giảm chiều dài của mắt xắch, tăng trọng lượng máỵ Tuy nhiên, việc thay ựổi các thông số ựó sẽ ảnh hưởng ựến các chỉ tiêu kỹ thuật khác như lực cản lăn, tắnh năng quay vòng, chi phắ chế tạoẦDo vậy kết cấu của xắch phải ựược tắnh cho phù hợp với công việc chắnh và ựiều kiện làm việc của từng loại máy kéo cụ thể.
độ trượt của bộ phận di ựộng xắch:
Do sự biến dạng của ựất theo phương tiếp tuyến sẽ gây ra hiện tượng trượt. độ trượt của máy kéo xắch cũng ựược ựịnh nghĩa như ở máy kéo bánh:
t t v v v − = δ
Trong ựó: vt Ờ vân tốc lý thuyết: vt =rkϖk
v - vận tốc thực tế: v=rϖk
rk,r - bán kắnh lăn lý thuyết và bán kắnh lăn thực tế.
ωk Mk G ộG lX τ τ r τ ∆l L τ
Bán kắnh lăn lý thuyết của máy kéo xắch có thể chấp nhận bằng bán kắnh ựộng lực học ựược xác ựịnh theo công thức (2.4).
Cần lưu ý rằng vận tốc lý thuyết vt của máy kéo xắch là ựại lượng ngẫu nhiên có tắnh chu kỳ, ngay cả trường hợp tốc ựộ quay của bánh chủ ựộng là không thay ựổị Do ựó trị số của vận tốc ựược xác ựịnh theo các công thức trên chỉ là những giá trị trung bình.
để giải thắch vấn ựề này ta khảo sát sự di ựộng cua nhánh xắch chủ ựộng (hình 2.7)
Hình 2.7 Sơ ựồ dịch chuyển của các mắt xắch ở nhánh chủ ựộng a- khi bánh ựè xắch nằm trên mắt xắch
b- khi bánh ựè xắch nằm trên chốt xắch
Khi bành ựè xắch sau cùng ở vị trắ như hình 2.7a nhánh chủ ựộng luôn căng, nghĩa là bộ phận di ựộng xắch ựang tạo ra lực chủ ựộng ựể ựẩy máy kéo chuyển ựộng với vận tốc lý thuyết vt =rkϖk
Tại thời ựiểm bành ựè xắch sau cùng dịch chuyển sang mắt xắch tiếp theo (hình 2.7b), mắt xắch 1 có thể quay tự do, nhánh chủ ựộng bị trùng lại ựột ngột và không tạo ra lực chủ ựộng, nghĩa là không tạo ra sự chuyển ựộng tịnh tiến của máy kéọ Tuy nhiên, trong thời gian ựó máy kéo vẫn chuyển ựộng ựược là nhờ lực quán tắnh.
Hiện tượng trên lặp lại có tắnh chu kỳ và do ựó vt, v và δ là những ựại lượng biến thiên có tắnh chu kỳ. Biên ựộ dao ựộng của vận tốc phụ thuộc vào các thông số cấu tạo của bộ phận di ựộng xắch, trong ựó chiều dài của các mắt xắch gây ảnh hưởng cơ bản nhất. b) a) ωK 2 1 ωK 2 1
Nếu ta quy ước vận tốc lý thuyết là ựại lượng không ựổi vt=const, thì trong giá trị của ựộ trượt ựược tắnh theo công thức lý thuyết xem như không kể ựến mất vận tốc do bánh chủ ựộng quay không tải trong thời gian nhánh xắch chủ ựộng bị trùng lạị đó là một ựiểm khác nhau giữa ựộ trượt của máy kéo xắch và máy kéo bánh.
Về nguyên nhân gây ra sự trượt của máy kéo xắch, cơ bản vẫn do biến dạng của ựất theo phương tiếp tuyến.
Tại cùng một thời ựiểm, ựộ biến dạng của ựất do các mấu bám gây ra sẽ không như nhau, mấu bám sau cùng (hình 2.6) gây ra biến dạng lớn nhất và mấu bám ựầu tiên sẽ gây ra biến dạng nhỏ nhất.
Giả sử không có hiện tượng trượt, trong khoảng thời gian mắt xắch tiếp xúc với mặt ựường máy kéo sẽ dịch chuyển ựược một quãng ựường bằng chiều dài của một mắt xắch lx. Do bị trượt cùng trong thời gian ựó máy kéo chỉ dịch chuyển ựược một ựoạn ựường lx Ờ ∆l.Do vậy ựộ trượt của máy kéo có thể ựược xác ựịnh theo công thức sau:
x x x x l l l l l l ∆ = ∆ − − = ( ) δ
độ biến dạng của ựất ∆l phụ thuộc vào tải trọng tiếp tuyến và tắnh chất cơ lý của ựất. Quan hệ giữa ứng suất tiếp τ và ựộ biến dạng của ựất ∆l ựã ựược nghiên cứu trong chương 1 và có thể biểu diễn theo công thức:
l
kc ∆
= .δ.
τ
Trong ựó: kc - hệ số chống biến dạng ngang của ựất(theo phương song song với mặt ựường.
δ - ứng suất pháp tuyến (vuông góc với mặt ựường). Kết hợp hai công thức trên ta có:
x
c l
k σδ
τ =
Thay τ vào công thức (2.31) với lưu ý rằng nlx=L (chiều dài nhánh xắch tựa), ta nhận ựược:
SL k G
Từ ựó rút ra mối quan hệ giữa ựộ trượt các thông số cấu tạo và ựiều kiện ựất ựai như sau:
SFL k G P c k σ ộ δ 2 − = (2.32) Hoặc: SFL k G P P c f m σ ộ δ 2 − + = (2.33)
Công thức (2.33) chỉ ra rằng, ựộ trượt của máy kéo xắch phụ thuộc vào trọng lượng của máy, các thông số cấu tạo của xắch, tải trọng kéo và các tắnh chất cơ lý của ựất.
đường ựặc tắnh trượt δ = f(Pk) hoặc δ = f(Pm) cũng có dạng tương tự như ở máy kéo bánh. Nhưng ựộ trượt của các máy kéo xắch thường nhỏ hơn nhờ diện tắch tiếp xúc với ựất lớn hơn và số mấu bám với ựất cũng lớn hơn.
Hình 2.8.đặc tắnh trượt của máy kéo