Аналіз максимального тиску на ґрунт тракторних сільськогосподарських шин при їх заповненні рідиною

Abstract

В статті наведений аналіз максимального тиску на ґрунт тракторних сільськогосподарських шин при їх баластуванні рідиною, оскільки такий спосіб підвищення зчіпної ваги трактора суттєво відрізняється від традиційного встановлення баластної. Розглянуто два варіанти: баластування одинарних шин при заповнені їх на 75% об’єму та баластування здвоєних шин при заповненні їх на 40%. Встановлений рівень підвищення максимального тиску на ґрунт та особливості формування характеристик жорсткості порожньої і заповненою рідким баластом шини. Для визначення максимального тиску тракторної шини на ґрунт розглянуті питання складових роботи по деформуванню шини. Встановлена необхідна робота по статичному деформуванню каркаса, стисненню повітря і деформуванню протектору шини за якими отримані аналітичні залежності для визначення складових жорсткості шини. Модель шини представлена у вигляді паралельно-послідовного з’єднання пружних елементів з жорсткістю, що відповідає пружності каркасу, протектору і стисненого повітря. Розглянута зміна складових жорсткості шини залежно від внутрішнього тиску і радіальної навантаги. Виявлено, що для шин, заповнених рідиною, змінюється складова жорсткості, що відповідає стисненню повітря, оскільки суттєво змінюється частка об’єму, викликана радіальним прогином шини по відношенню до об’єму, заповненому повітрям. Це спричиняє підвищення жорсткості для шин, заповнених на 75% від внутрішнього об’єму. Для шин, заповнених на 40% зміна жорсткості несуттєва. Встановлено, що максимальний тиск на ґрунт заповненої на 75% шини зростає на 40-45кПа в зоні експлуатаційних навантаг, а при можливому зниженні тиску на 0,1 бар – на 30-35 кПа. При заповненні на 40% від об’єму, що рекомендують для здвоєних шин, максимальний тиск на ґрунт в зоні експлуатаційних навантаг підвищується на 20-25 кПа. Визначено, що на відмінну від порожніх у заповнених баластною рідиною шин максимальний тиск на ґрунт остається практично постійним при навантагах 75-100% від допустимих при заповненні на 75% і 50-100% – при заповненні на 40%. При менших навантагах максимальний тиск на ґрунт у баластованих рідиною шин на відміну від порожніх не знижується, а, навпаки, стрімко зростає.