Конструкция и расчет торсионной подвески БГМ (1037693), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

2n²l_Y

T²l²

^ф Zj 1

i=1

Момент инерции подрессоренного корпуса определим по эмпирической формуле:

1_у=а_к^(0,0бр_оБЬ²_корп+Щ_орп),

где G_П - вес подрессоренного корпуса, составляет 92... 94% от полного веса

машины;

ос_к - коэффициент влияния масс корпуса, лежит в диапазоне 0,5... 1,

возрастая с массой машины;

Роб - коэффициент распределения масс оборудования, от 1,06 при малой массе оборудования до 1,15 при установке массивного оборудования удаленного от центра масс машины; L_корп и H_корп - длина и высота корпуса машины соответственно.

Предельным допускаемым значениям периода продольно-угловых колебаний соответствуют максимальное c_max и минимальное c_min значения жесткости подвески вблизи статического хода. Статическая нагрузка на один каток:

СТ /-, '

2n

где АРг - составляющая статического натяжения гусеницы, воздействующая на крайние катки.

АР_Г = P_r-(sinanK + sina_BK)

где оснк и освк - угол наклона ветвей гусеницы у направляющего и ведущего колес соответственно.

Статическое угловое положение балансира (рис. 2.1) определим по формуле:

ПОЛН

hryc

Рис. 2.1. Кинематическая схема подвески

Р_ст = arccos,

I H + H — h — R

^OK

где HКЛ - высота клиринса гусеничной машины; Н - расстояние от оси торсиона до днища машины, принимаем Н = 0,1... 0,2м; hГУС - толщина гусеницы; RОК - радиус опорного катка; RБ - радиус балансира.

2.2. Нахождение диаметра торсиона

Поскольку для гусеничных машин принципиально важен как можно больший динамический ход катка, а величина статического хода имеет второстепенное значение, вычислим диаметр торсионного вала, при котором обеспечивается максимум динамического хода катка:

|64P_CTR_EsmP_C

_ , - СТ-^Б "^ш КСТ

^dдин

где [х]тах ⁼ 1100... 1600 МПа - максимальные допустимые касательные напряжения в торсионе.

Как видно, данная формула включает в себя величины, учитывающие все основные параметры подвески: нагрузку на каток (PCT), кинематические характеристики (R_Б и Рст), а также свойства материала торсиона ([х]тах)- Однако данная формула никак не учитывает ограничения, накладываемые на жесткость подвески допустимыми значениями периода продольно-угловых колебаний. Чтобы учесть эти ограничения, найдем максимальное и минимальное значения диаметра торсионного вала, при которых подвеска будет иметь вблизи статического положения максимальную и минимальную допустимую жесткость:

3 2[]cmin RБ² sin² р_гт + P_CTR_Б cosp_rT L_T

A 4

^Umm "" Д

4 I L mm Б Г^ CT CT Б Г^ СТ _Р^ Т

где L_Т - длинна рабочей части торсионного вала (обычно сопоставима с

шириной корпуса гусеничной машины);

G - модуль упругости второго рода материала торсиона (G = 8,3* 10⁴ МПа).

Максимальный диаметр торсиона d_max определяется аналогично по значению жесткости c_max.

Если ранее найденное значение диаметра торсиона dдин не попадает в отрезок [d_mi_n, d_max], для дальнейших расчетов следует принять диаметр торсиона равным ближайшему к d_wm из двух значений d_min и d_max.

2.3. Построение упругой характеристики подвески

Определив диаметр торсиона, получим остальные параметры кинематики подвески (рис 2.1).

Максимальный угол закрутки торсиона:

2[т] L

Ум

L ] max T

Gd

Угол закрутки торсиона в статическом положении:

_32-P_CTR_Esinp_CTL_T

_T

^YcT ~ :rd!G

Угловое положение балансира при нулевой закрутке торсиона (установочный угол):

Ро ⁼ Рст - Уст-

Если угол Ро оказывается меньше 20°, в конструкции подвески необходимо предусмотреть ограничитель обратного хода. Угол Ро' установки такого ограничителя выбирается из конструктивных соображений в диапазоне 25°...30°. Именно от положения балансира Ро' в таком случае отсчитывается ход катка. Сила на катке при нулевом ходе будет отличной от нуля.

Угловое положение балансира при максимальной закрутке торсиона (угол установки отбойника):

Рм = Ро + Ум-Статический ход подвески находим по формуле:

f_CT = R< )

Если используется ограничитель обратного хода катка, для нахождения статического хода используется формула:

f_CT = R

Полный ход опорного катка:

= R_B-[cosp₀ - cos(p₀ + ум)]-

Если используется значение Ро', то полный ход катка определяется по формуле:

I™ = R_B-[cosp₀' - cos(p₀ + ум)].

Динамический ход:

f = f f

¹ДИН ^xnonH " ¹СТ-

Приведенная к катку упругая характеристика торсионной подвески описывается следующим параметрическим уравнением:

f = R_E(cosp₀-cosp)

L _T R_E-sinP

Расчет производится в диапазоне значений угла от р₀ до Рм-Характеристика строится в координатах f - P.

Если в конструкции используется ограничитель обратного хода катка, установленный на угле р₀', то первое из двух уравнений примет вид:

f=R_B-(cosp₀'-cosP), а характеристика P(f) строится в диапазоне углов р₀' до Рм-

2.4. Удельная потенциальная энергия подвески

Удельная потенциальная энергия подвески X является важным показателем качества системы подрессоривания. Если не учитывать влияние амортизаторов, удельную потенциальную энергию подвески можно в общем случае найти по формуле:

Если все подвески одинаковы и линейны, то:

n-r-f²

Л _ ^c ^ ^fПОЛН

Для современных ГМ считается достаточным А = 0,6..0,8 м.

Если величина удельной потенциальной энергии недостаточна, а жесткость упругих элементов повышать нельзя, целесообразно в конце динамического хода катка включить параллельно с торсионом дополнительный упругий элемент - подрессорник (рис 2.2).

/ cm

I дин

Рис. 2.2. Упругая характеристика подвески с подрессорником

1. - характеристика основного упругого элемента;

2. - суммарная характеристика с подрессорником

Требуемая суммарная удельная потенциальная энергия подвески с подрессорником A_s будет обеспечена при жесткости подрессорника:

пр " f дин / где коэффициент k_пр = 0,3... 0,4.

Более корректно А можно определить, исходя из свойств материала торсиона и его геометрических размеров:

16-P_CT-G Если в подвеске используется нижний ограничитель хода (в

вывешенном положении катка торсион закручен), то правильно определить удельную потенциальную энергию подвески можно по упругой характеристике торсиона.

2.5. Определение основных характеристик демпферов

Сопротивление демпферов (амортизаторов) выбирают так, чтобы обеспечить гашение колебаний корпуса с требуемой эффективностью: v = cpi/(p2, где ф1 и фг - амплитуды колебаний в моменты, отстоящие на величину периода колебаний. Для современных БГМ допустимые значения v= 10... 17.

Демпфирующие свойства амортизатора определяются коэффициента сопротивления jli. То есть демпфирующая сила на катке в зависимости от скорости катка определяется по формуле: Rдк = jliVk.

Обратный ход

Прямой ход

_Rmax

дк.

R

к. пр.

Л

Р ис. 2.3. Демпфирующая характеристика подвески

Коэффициенты сопротивления на прямом и обратном ходу различны (рис. 2.3), но на первом этапе расчетов используют среднее значение коэффициента сопротивления:

(м-пр + Моб)/2.

Средний коэффициент сопротивления амортизатора, приведенный к катку, определим по формуле [1]:

М-К.СР. -

где n_а - количество амортизаторов по борту;

с' - жесткость линейной подвески, имеющей такую же удельную потенциальную энергию, как и проектируемая нелинейная система подрессоривания. Условную жесткость с' найдем по формуле:

, _

f² .

^fполн

Предельное значение коэффициента сопротивления амортизатора на обратном ходе определяем исходя из условия «не зависания» катка:

с'-Т

max _c ф_T

М-К.ОБ. - 77 ~Г^\ ■

V /fcrj

По опыту конструирования коэффициент сопротивления амортизатора на обратном ходе можно определить как:

..' _ М-к.ср

■ = ()0,8 ч-0,9) ^. Для дальнейших расчетов принимается меньшее из двух значений

max '

М¹ к.об и М-к.об-

Максимальная сила сопротивления амортизатора на прямом ходу, приведенная к оси катка, ограничивается ускорениями тряски:

-р max

^2Па

где &z = g2 - максимальные допустимые ускорения тряски,

hН = 0,05м — высота неровностей,

с - жесткость подвески вблизи статического хода.

2.6. Уточнение характеристики демпфирующего элемента с использованием программного комплекса «Trak»

Подробное описание программного комплекса «Trak» представлено в [2] и здесь мы на нем останавливаться не будем. Отметим лишь, что данный комплекс, по средствам имитационного математического моделирования, позволяет оценивать плавность хода ГМ с учетом нелинейных характеристик элементов системы подрессоривания и неудерживающих связей опорных катков с грунтом.

Известно, что демпфирующий элемент системы подрессоривания с одной стороны должен гасить колебания корпуса машины при максимальных амплитудах раскачки («резонансный» режим движения по периодической трассе), а с другой стороны не должен передавать дополнительных усилий, вызывающих ускорения «тряски», на корпус машины при движении по высокочастотному профилю трассы («зарезонансный» режим) [3]. Поэтому уточнять характеристику демпфирующего элемента будем, используя два критерия плавности хода:

Критерий 1. Пиковые ускорения на месте механика-водителя близко, но не превышает 3,5g.

Критерий 2. Общий уровень вертикальных ускорений на месте механика-водителя близок, но не превышает 0,5g.

На характеристики демпфирующего элемента можно выделить три участка (рис 2.3):

1. - наклонный участок «обратный ход»,

2. - наклонный участок «прямой ход»,

3. - горизонтальная полка, ограничивающая сопротивление
   амортизатора на прямом ходе.

Коэффициент сопротивления амортизатора на обратном ходе (участок 1) должен быть максимальным, чтобы эффективно гасить колебания корпуса. Но он ограничивается эффектом «зависания» опорных катков. Из-за большего сопротивления амортизатора, каток не успевает

Характеристики

Список файлов курсовой работы