Một số nghiên cứu về hệ thống di động xích mề mở ngoài nước

Một phần của tài liệu Nghiên cứu tính năng kéo bám của hệ thống di động xích máy nông nghiệp tự hành (Trang 46)

Theo các nghiên cứu đã công bố, phân bố áp suất pháp dưới một dải xích mềm (xích kim loại bước ngắn) có dạng lượng sóng hoặc hình sin. Trị số ứng suất pháp đạt giá trị cực đại thường ngay dưới bánh đè xích riêng (Rowland, 1972), áp suất tiếp xúc tối đa dưới các bánh đè xích đo được ởđộ sâu 23 cm lớn hơn gấp 1,2 đến 2,0 lần so với áp lực tiếp xúc trung bình của một nhánh xích mềm, trong trạng thái làm việc với đất yếu (Cleare, 1871), đối với đất phù xa, áp lực tiếp xúc tối đa ởđộ sâu 30cm là 1,3 lần lớn hơn áp lực tiếp xúc trung bình.

Một công bố bởi Fujii et al. (1984), khi tiến hành đo sự phân bố của áp suất tiếp xúc đối với máy kéo trọng lượng 113 kN, khi làm việc trên đất cát chứa nước khoảng 24%, áp suất tiếp xúc tối đa giảm xuống khoảng 0,63 lần so với áp

lực tiếp xúc trung bình 64 kPa – hiện tượng này được tác giả giải thích bởi các

điểm đo đã lệch khỏi đường trung tâm đi qua tâm của các bánh đè xích.

Sofiyan et al. (1965) đo trực tiếp phân bố áp xuất tiếp xúc dưới dải xích mềm của một máy kéo chạy trên đất cát được áp suất tiếp xúc tối đa lớn hơn 3,0

đến 3,5 lần áp xuất tiếp xúc trung bình. Vì vậy, rõ ràng rằng các giá trị tối đa, chu kỳ hoặc dạng sóng của áp suất tiếp xúc phụ thuộc vào tính chất của đất và độ

nhám bề mặt địa hình, kích thước hoặc số lượng bánh đè xích, cơ chế kết nối và hệ thống treo, lực căng xích giữa các khớp bản lề của mắt xích, hình dạng của mấu xích, cấu trúc của dải xích.

Wong et al. (1975) đo quỹ đạo hình e líp của các hạt đất dưới bánh xe cứng trong chếđộ chủ động với các độ trượt khác nhau. Tác giả cho rằng chuyển

động tương đối giữa một dải xích mềm với đất trở nên đáng kể theo cả hai hướng ngang và dọc, đặc biệt là các chuyển động tức thời dưới bánh đè xích. Thực nghiệm quan sát thấy rằng các hạt đất dưới một dải xích mềm dịch chuyển về

phía sau khi dải xích làm việc ở dạng chủ động và các hạt đất bị đẩy về phía trước khi dải xích ở dạng bị kéo (Sgiyama, 1976).

Bekker (1956, 1960) đã nghiên cứu quan hệ giữa độ lún của đất phụ thuộc vào số lượng bánh đè xích trên hệ thống di động xích cứng. Ông thấy rằng độ lún giảm 34% khi tăng gấp đôi số lượng bánh đè xích. Cụ thể độ lún giảm nhanh chóng khi số bánh đè xích tăng lên từ 2 đến 5. Nhưng sau đó độ lún có xu hướng

đạt tới một giá trị không đổi khi số lượng bánh đè xích tăng lên từ 5 đến 9.

Wills (1963) và Toni (1976), đã nghiên cứu sự phân bố áp xuất tiếp xúc của máy kéo phụ thuộc vào lực kéo ở móc, các tác giả đã cho thấy một số dạng sóng hình tam giác có xu hướng lệch về phía sau của dải xích tính theo chiều tiến của máy kéo.

Ngoài ra, Bekker (1969) đã khảo sát của thay đổi phân bố áp lực tiếp xúc dưới dải xích mềm đối với một máy kéo trọng lượng 30kN khi cho xe chạy ở tốc

độ khác nhau bằng cách thay đổi lực kéo ở móc máy kéo. Nghiên cứu được thực hiện trên đất pha cát nền yếu với độ ẩm khác nhau. Từ nghiên cứu tác giả xác

định rằng áp suất tiếp xúc tối đa xảy ra tại đầu phía sau của dải xích mềm và nó tăng lên với sự tăng lực kéo khi hàm lượng nước trong đất giảm.

Những nghiên cứu trên đã chỉ ra rằng tương tác xích mềm-đất là rất phức tạp, vì thế đã có nhiều nghiên cứu công bố một số phương pháp mới về tính chất kéo bám của xe xích mềm trên đất yếu: Đó là các nghiên cứu năng lượng của Wong (1980, 1984), phân tích liên quan đến sự tương tác giữa cấu trúc của một dải xích và đất, nghiên cứu sức bền chịu lực của đất, lực căng ban đầu của dải xích.

Wong (1992) sử dụng số liệu đo lực kéo ở móc kéo xe xích M113 và biến dạng tiếp khi khảo sát quá trình làm việc của máy kéo trên đất nền yếu. Tác giả ứng dụng phương pháp số với trợ giúp của máy tính để xác định đặc tính kéo trượt của hệ thống di động xích mềm trên đất hữu cơ có nền yếu (hình 1.23)

Những năm gần đây, nhờ phương pháp số với sự trợ giúp của máy tính, khi khảo sát tính chất kéo bám của hệ thống di động xích trên nền đất, một số tác giả đã xây dựng mô hình toán, tiến hành giải mô hình bằng phương pháp số từ đó khảo sát được tính chất kéo bám của xích mềm- sắt bước ngắn (Wong, 1992; Muro and O’Brien, 2004), nghiên cứu của các tác giả trên đã tìm ra mối quan hệ

giữa lực kéo ở móc với độ trượt của máy kéo (hình 1.23) cũng như hiệu suất kéo khi thay đổi các thông số kết cấu của máy kéo như trọng lượng máy trên một số

loại nền đất khác nhau. Đây chính là những vấn đề rất hữu ích cho việc tham khảo để nghiên cứu tính năng kéo bám của hệ thống di động xích cao su.

Hình 1.23. So sánh đo hiệu suất lực kéo móc kéo của xe xích M113 và dự báo dùng phương pháp hỗ trợ máy tính trên đất hữu cơ (lầy)

Từ phân tích trên đây thấy rằng tính chất kéo bám của máy kéo xích kim loại (xích cứng và xích mềm) đã được khá nhiều các nhà khoa học ngoài nước quan tâm và nghiên cứu. Các tác giả ngoài nước đã xây dựng được mô hình toán cho hệ thống di động xích cứng và xích mềm bằng sắt, đã khảo sát được tính chất kéo bám của các loại xích này trên nền đất có tính chất cơ lý khác nhau

Tuy nhiên, với xích kim loại (cứng hoặc mềm) hệ thống di động của các loại xe này đều có bước xích dài hoặc ngắn, khi làm việc mắt xích đều bị xoay tương đối với nhau trên chốt xích, ngay cả với xích mềm thì khi uốn xích cũng uốn theo từng bước xích ngắn. Quá trình tương tác giữa xích kim loại với đất khác khá nhiều với xích cao su. Từđó thấy rằng để giải quyết nhiệm vụ mà luận án đặt ra ta có thể ứng dụng và phát triển mô hình xích kim loại bước ngắn cho xích cao su khi làm việc trên đất nông nghiệp.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu tính năng kéo bám của hệ thống di động xích máy nông nghiệp tự hành (Trang 46)