Диссертация (1025364), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

В связи с этим в общем случае необходиморассматривать расчетный профиль пути как реализацию некоторой случайнойфункции, характеризующейся математическим ожиданием и корреляционнойфункцией.Как показывают исследования [20], математическое ожидание случайнойвеличины профиля пути не оказывает влияние на плавность хода БГМ, поэтомудляопределениярасчетногопрофилядостаточнознатьвыражение,определяющее корреляционную функцию профиля пути. Каждый случайныйпрофиль, вместе с тем, с использованием средств гармонической линеаризацииможно выразить в виде тригонометрического полинома.

Такое представлениепрофиля пути позволяет выделить наименее благоприятные гармоники,движение машины по которым будет сопровождаться наибольшими продольноугловыми и вертикальными амплитудами колебаний.Кроме этого, гармоническая линеаризация позволяет выделить игармоники, параметры которых практически не будут оказывать влияние наплавность хода машины. Так, при максимальной скорости движения машины в16 м/с (57,6 км/ч) длины неровностей более 24 м могут быть отнесены кмакропрофилю, не оказывающему влияние на плавность хода [20].При увеличении средней и максимальной скоростей движения БГМуделять внимание в первую очередь следует бо́льшим длинам неровности, таккакнадеформируемыхгрунтахмашиныбудутнакатыватьтрассыгармонического профиля большей длины, соответствующей резонанснымколебаниям.

Частота внешнего воздействия на большинстве встречающихсятрасс, в свою очередь, будет смещаться к более высоким значениям, выводямашину из резонанса по продольно-угловым колебаниям и приближая условиядвижения к резонансу по вертикальным колебаниям.123Помимо длины неровности, необходим выбор расчетной высотыпериодической неровности, которую можно подобрать, зная среднюю скоростьдвижения Vср.т. Ее можно рассчитать по зависимости [61]:Vср.т = N уд ms ( f ) ,где Nуд – удельная мощность, Вт/Н;ms(f) – математическое ожидание сопротивления движению по пути, длясредней полосы Европейской части России с достаточной точностью можнопринять его равным 0,12 [63].Так, для перспективных БГМ с удельной мощностью порядка 30 л.с./т(2,206 Вт/Н) средняя скорость по ограничениям тяговых возможностейсоставит 17,6 м/с (63,4 км/ч). Для большинства существующих машин,имеющих удельную мощность на уровне 15 – 20 л.с./т, средняя скоростьсоставляет 8 – 12 м/с.Для обеспечения средней скорости движения по условию тяговыхвозможностей машины необходимо, чтобы СП ограничивала скоростьдвижения машины в наименьшей степени или не ограничивала вообще(Рис.

4.3). Для оценки качества работы СП вводится коэффициент качества СПKп, отражающий отношение средней скорости по ограничениям системыподрессориванияисреднейскоростипоограничениямтяговыхвозможностей [20].Таким образом, по известным значениям удельной мощности машины икоэффициентакачестваСП,можноназначитьтребуемыезначения«проходных» высот неровностей и длины периодического профиля дороги.4.2. Определение расчетных характеристик упругих элементовсистемы подрессоривания на примере пневмогидравлических рессор4.2.1 Определение расчетной характеристики упругого элементаоднопоршневой однокамерной пневмогидравлической рессорыЧащевсегонаБГМсПГСПустанавливаютоднокамерныеоднопоршневые ПГР (Рис. 4.3) ввиду их значительной конструктивной124простоты.

В связи с этим рассмотрим метод определения характеристикиупругого элемента такой ПГР. Кроме этого, характеристики упругих элементовдругих типов ПГР следует определять, используя результаты, полученные вэтом разделе.Исходнымиданнымидляопределения расчетной характеристикиупругого элемента ПГР являются:− статическая сила на штоке Pшт.ст, Н;− диаметр поршня Dп, м.

Если рассчитывается характеристика для ПГРобратного хода, необходимо также знать диаметр штока dшт, м;− диаметр поршня-разделителя (для ПГР с пневмоцилиндром) Dп-р, м;− полный ход штока xшт.полн, м;− статический ход штока xшт.ст, м;− коэффициент динамичности, Kдин.В общем случае статическая характеристика упругого элемента ПГРописывается уравнением политропы:nV0p ( xшт ) =  p0 , V0 − Sп xшт (4.1)где p0 – заправочное давление газа, МПа;V0 – нулевой объем пневмокамеры, м3;Sп – площадь поверхности поршня, через которую реализуется передача усилияот штока к газу, м2. Для ПГР прямого хода Sп = πDп2 4 ; для ПГР обратного хода2Sп = π ( Dп2 − d шт) 4;xшт – ход штока, м;n – показатель политропы.

Как правило, он принимается в диапазоне от 1,25до 1,4.На стадии проектирования неизвестны такие параметры как нулевойобъемпневмокамерыизаправочноедавление.Безнихполучитьхарактеристику упругого элемента невозможно. Кроме того, необходимо знать125диаметры поршня и штока. Они выбираются конструктивно из условияпрочности и устойчивости, а также технологического удобства заводаизготовителя. При необходимости можно скорректировать диаметры послеопределения характеристики упругого элемента.Рис. 4.3. Схема однопоршневой однокамерной ПГР прямого хода:1 – пневмоцилиндр; 2 – поршень-разделитель; 3 – газовая полостьпневмоцилиндра; 4 – заправочный клапан; 5 – штоковая полостьгидроцилиндра; 6 – гидроцилиндр; 7 – поршень со штоком; 8 – поршневаяполость гидроцилиндра; 9 – дроссельная система;Xшт – направление перемещения штока; Pшт – направление действия силыДля нахождения неизвестных параметров необходимо преобразоватьвыражение(4.1).Представимнулевойобъемпневмокамерычерезминимальный («мертвый») объем и объем, который вытесняет жидкость помере движения штока:V0 = Vmin + Sп xшт.полн(4.2)и свяжем статическое давление в пневмокамере с максимальным давлениемчерез коэффициент динамичности:′ ,pmax = pст K дингде′ = K дин u ( β ст ) u ( β max )K дин–коэффициент(4.3)динамичностидляПГР.Коэффициент динамичности для ПГР должен быть таким, чтобы максимальноедавление в ПГР pmax не превышало допускаемое давление от действия силупругого сопротивления[pупр].Если после подстановки коэффициента динамичности максимальное126давлениеполучаетсявышедопустимого,необходимоограничиватькоэффициент динамичности, либо увеличивать эффективную площадь поршня.Выражение, определяющее минимальную эффективную площадь поршня изусловия непревышения максимальных допустимых давлений, имеет вид′ Pшт.ст Sп ≤  pупр  ,K динили′  pупр  .Sп ≥ Pшт.ст K динЭффективную площадь поршня можно выразить через силу на катке икоэффициент динамичности для подвески:Pст u ( β ст )u ( β ст )K дин≤  pупр  ,Sпu ( β max ) или, пропустив несколько преобразований:Sп ≥Pст K дин. pупр  u ( β max )(4.4)Минимальный размер поршня определяет линейные размеры гидро- ипневмоцилиндров – их диаметры и длины.

Если увеличивать диаметр поршня вгидроцилиндре,этоприведеткснижениюзаправочныхдавленийвпневмокамерах. Увеличение эквивалентного диаметра поршня в гидроцилиндрепри неизменном диаметре поршня-разделителя приведет, кроме того, к ростудлины пневмоцилиндра, что, в свою очередь, может затруднить компоновкуузлов СП. То же может произойти и при значительном увеличении диаметровпоршней. Таким образом, необходим компромисс между линейными размерамиПГР и допустимыми давлениями в ней. В ряде случаев можно повыситьзначения допустимых давлений путем применения современных уплотнений.Неравенство(4.4)справедливотолькоприучетеограничений,накладываемых силами упругого сопротивления.

С учетом влияния сил состороны демпфера неравенство принимает видSп.сумм ≥Rпр.maxPст K дин+, pупр  u ( β max )  pдемпф  u ( β max )127где [pдемпф] – допускаемое давление от действия сил неупругого сопротивления,МПа;Rпр.max – максимальная сила неупругого сопротивления на прямом ходеподвески, Н.Для сил, действующих в ПГР, неравенство можно преобразовать так:Sп ≥′Pшт.ст K динR+ шт.max , pупр  pдемпф где Rшт.max – максимальная сила неупругого сопротивления на прямом ходеподвески, приведенная к штоку ПГР, Н.Раскроемвыражение(4.3)всоответствиисприведеннымипреобразованиями:nVmin + Sп xшт.полнpст =  p0 ;V+Sx−Sx()п шт.полнп шт.ст  minnpmax V + Sп xшт.полн ′ pст .=  min p0 = K динVminОтсюда несложно вывести выражение для нахождения минимального объемапневмокамеры:n (Vmin + Sп xшт.полн ) − Sп xшт.ст ′ . = K динVminВыразив полный ход штока через сумму статического и динамическогоxшт.полн − xшт.ст = xшт.дин ,упростим:n Vmin + Sп xшт.дин ′ . = K динVminПроведя несколько простых преобразований, несложно привести выражение кконечному виду:Vmin =Sп xшт .дин.n K′−1дин(4.5)128Теперь, подставив (4.5) в (4.2), можно определить нулевой объемпневмокамеры:V0 = Sп  xшт.полн +nxшт.дин .′ − 1 K динДля определения заправочного давления можно записатьn V − Sп xст p0 =  0 pст .V0Проведя несколько преобразований, получим:n′xшт.дин n K динp0 =  pст . xшт.полн n K дин′−xшт.ст Ввиду значительной теплонагруженности ПГР необходимо учитывать,что температура газа в газовой полости может сильно различаться для разныхрежимов движения (рабочая и заправочная температуры ПГР могут различатьсяна 80 – 120 К), что будет отражаться разной степенью так называемого«всплытия» машины (Рис.

Характеристики

Список файлов диссертации