Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Итак, на тихоходных машинах возможно применение жестких подвесок без амортизаторов. 453 На быстроходных машинах с целью уменьшения ускорений, передаваемых на корпус, необходимо применять сравнительно мягкие подвески. Зона рабочих скоростей здесь гораздо шире, и невозможно вывести из нее резонансный режим. Поэтому необходима установка эффективных амортизаторов для уменьшения амплитуды резонансных колебаний и обеспечения непробиваемости подвески. Современная теория подрессоривания гусеничных машин располагает аппаратом, который позволяет с меньшими или большими трудностями (соответственно с меньшей или большей точностью) оценить параметры плавности хода по заданным параметрам и характеристикам, элементов подвески. Однако мы не располагаем пока методом выбора оптимального соотношения параметров системы подрессоривания, особенно при нелинейных характеристиках, по заданным параметрам плавности хода и условиям движения.
В проектном расчете выбор жесткости подвески и сопротивления амортизаторов производится приближенно, их значения уточняются после расчетной оценки плавности хода полученной системы в заданных условиях или при ходовых испытаниях. й з. монотовсионные подвески Торсионные подвески получили преимущественное распространение на современных транспортных гусеничных машинах. Объясняется это сравнительно простой конструкцией, удобной компоновкой ходовой системы и корпуса машины, высокими техническими показателями и надежностью, достигнутыми в процессе длительных работ по их совершенствованию. В торсионных подвесках применяются стержневые рессоры кручения, состоящие: а) из одного стержня (моноторсионные подвески); б) из двух стержней, работающих последовательно или параллельно; в) из пучка стержней; работающих совместно (пучковые торсионы). Возможные схемы торсионных подвесок приведены на рис.
ХП.2. Схема на рис. ХП.2, а — классический, наиболеераспространенный тип торсионной подвески. Торсионы обоих бортов несоосны, что приводит к некоторому смещению опорных-катков разных бортов по длине машины. Однако это смещение практически не оказывает влияния на характеристики и поведение машины. Данная схема позволяет вполне удовлетворительно обеспечивать выполнение основных требований к подвеске. Схема на рис. ХП.2, б — соосная, заделка торсионов в балансирах для увеличения эффективной длины торсионов (чем больше длина торсиона, тем мягче подвеска) вынесена под гусеницу. При этой схеме часть днища машины освобождается от торсионов, что позволяет улучшить ее компоновку. 454 В схемах на рис. ХИ.2, и и г рессоры состоят из двух стержней, работающих последовательно. В первой из ннх второй стержень трубчатого сечения.
Эти схемы позволяют существенно увеличить эффективную длину торсиона и уменьшить тем самым жесткость подвески. Передача вращений от одного вала к другому осуществляется через зубчатую или кулачковую передачу (1) или с помощью специального параллелограммного механизма (2). Конструктивно эти схемы значительно сложнее. Установка на нескольких катках подвесок по схеме на рис.
Х И.2, д с расположением торсионов вдоль борта позволит в отдельных случаях частично освободить днище и улучшить компоновку машины. В схеме на рис. Х И.2, е тор- сионы вынесены из внутреннего в объема корпуса и располагаются в балансире. ь 1 Схема на рис. Х И.2, ж пред- ставляет собой соосную подвеску е с пучковыми торсионами, кото- ~ е рые при равной жесткости получаются значительно короче моноторсионов. Проектировочный расчет. Заданы или выбираются предРис. Х!1.3.
Расчетная схема моногор- варительно: сионной подвески 1) вес подрессоренной ма- шины 6„; 2) число опорных катков на борт п; 3) расположение опорных катков по базе машины — расстояние 1! от их осей до центра упругости (принимается, что центр тяжести машины н центр упругости совпадают); 4) величина клиренса Н и расстояние Ь от осн балансира до днища; 5) диаметр опорного катка Р,„; б) длина баланса Еа и угол р между его осью и плоскостью днища в статическом положении (рис.
ХИ.З); 7) рабочая (эффективная) длина торсиона 1, выбирается конструктивно в зависимости от ширины корпуса. Величины Ь, Н, О,„, Ц и р связаны между собой: четыре из них.могут быть заданы независимо, пятая вычисляется. Расчет осуществляется в следующей последовательности. Модуль жесткости подвески находится из выражения для периода собственных угловых колебаний 456 Те — — 2п / ~/ а 2', и!!е где (р — момент инерции массы подрессоренной машины относительно поперечной оси, проходящей через центр тяжести; т,— жесткость подвесок.
Принимая жесткость всех подвесок одинаковыми, получим (Х11.1) 72 ~,"~ !2 1 Величина Т„выбирается в пределах 1,2 — 1,8 с. 'Для подвесок тихоходных машин без амортизаторов целесообразно выбирать меньшие значения. Для подвесок быстроходных машин с эффективными амортизаторами значения Тч лучше принимать близкими к верхнему пределу (1,5 — 1,8), так как при интенсивном гашении колебаний опасность «морской болезни» практически не возникает. Усилие, нагружающее опорный каток в статическом положении, ~и 2а ' Статический ход подвески чст пр Ь сж (Х1[.2) Угол наклона балансира в статическом положении, обеспечивающий заданную величину клиренса, о+ ь — "" 2 р = агсз!ив Ьз Установочный угол балансира (при разгруженной рессоре) и+а — — +ь, 2 с«» = агсз!п (Х11.4) Угловая деформация торсиона под статической нагрузкой М, 7.
««си = ««о 'р = 07 > (Х! 1.5) ( Рстг бЕт се» р од ба, (Х11.6) 457 где 6 — модуль упругости при кручении, 0 = 8,5 10' МПа; l р — — 0,1д« вЂ” полярный момент инерции торсиона в м«; «(в дйаметр рабочей части торсиона; М, = (~,„Е« соз р — момент, нагружающий торсион в статическом положении. Диаметр торсионного вала, обеспечивающий заданную жесткость, Касательные напряжения в торсионе при статической нагрузке Мст Ястс бссл 1с (хи.у) тст 0 2с)с 1с л где В', — момент сопротивления при кручении. Максимальная угловая деформация торсиона, ограничиваемая величиной допустимых максимальных касательных напряжений, а„=я, ™вЂ” ". (Х П.8) Для схемы на рис.
ХП.З перед вторым членом этого выражения следует ставить знак плюс. Удельная потенциальная энергия торсионной подвески и л~Р (ХП.10) В торсионных подвесках (и других, имеющих линейную характеристику) без амортизаторов или с амортизаторами малой эффективности целесообразно для увеличения Ь устанавливать дополнительные подрессорники, включающиеся в конце динамического хода катка Ьб (см.
рис. ХП.1, г) примерно при Ь = Ьл— — (0,4 —:0,5) Ьб. Жесткость пружины подрессорника при этом может быть определена из условия доведения суммарной удельной потенциальной энергии подвески Ьз до требуемой величины (например, до 40 — 50 см) — пл ссх 2 л л [Ьл — (0,4 —: 0,5) Ьб)л (хп.п) Поверочный расчет. Поверочный расчет торсионной подвески может быть произведен в основном с использованием уже приведенных выше соотношений. Представляют интерес некоторые дополнительные зависимости, облегчающие выбор путей совершенствования торсионных подвесок.
Статический угол закручивания торсиона 0ст1,тЕбебб)1 ст 0,1ж (Х П.12) Модуль жесткости рессоры Мст л 01 0 )с)сп птл с.тост с т (ХП.13) В торсионных валах, выполняемых из высоколегированных сталей типа 45ХНМФА и подвергаемых заневоливанию и поверхностному упрочнению, можно допускать т,„= 900 —:ПОО МПа в зависимости от требуемой долговечности.
Полный ход катка Ьл = с б З1П (Сбст + 1с) ~ с б $1П Сс (Х П.9) т. е. напряжения в торсионе пропорциональны диаметру торсиона в первой степени. Здесь М вЂ” момент, нагружающий торсион; а — угол закручивания. Удельная потенциальная энергия подвески О,Ш4ба' Мвахавах Мвахавах ' тах бп 2 2бат 2батГ.
Из формулы (Х11.14) следует, что 2хвахбт вах аб > после подстановки имеем о,ыч. бл твах а аст (Х11.16) аЛа или, имея в виду, что — Е = У„ — объем металла торсиона, получим " тхпвах (Х11.16) 4бб, т. е. удельная потенциальная энергия зависит от объема торсиона и, что особенно важно, от второй степени максимальных касательных напряжений. Таким образом, повышение допустимых напряжений в торсионе — один из наиболее эффективных путей повышения качества подвески. Для построения уточненной характеристики торсионной подвески Д = )' (л) с учетом ее некоторой нелинейности можно использовать следующие параметрические зависимости от угла ак М 0,1ааб а а б сав а а-т~-б саа (ао — а) ' й = 14 [з(п а, — з(п (яа — а)1.
(Х 1! . 17) Во всех приведенных выше выражениях углы даны в радианах. Для перевода их в градусы существует известная зависимость: 180 1рад = — град. Пути повышения упругих свойств и выносливости (усталостной прочности) торсионных валов. Напряжения в поверхностном слое торсиоииых валов при их закручивании на максимальный угол не должны превышать предела текучести материала: т „(т,. 459 Жесткость рессоры очень резко возрастает с увеличением диаметра торсиона и обратно пропорциональна его длине; изменение длины торсиона влияет на жесткость значительно меньше.
Касательные напряжения в торсионе М 0,!паба аба Мха Ет02ка от' (Х1[.14) Увеличение т, может быть достигнуто применением п о в е р хи о с т н о г о й а к л е п а, т. е. пластической деформации поверхностного слоя. Наклеп производится или с помощью обдувки стержня торсиона стальной дробью (глубина наклепанного слоя достигает 0,4 — 0,8 мм), или накаткой роликами (глубина наклепа до 2 мм). Галтели н шлнцы торснонных валов также подвергаются накатке роликами.
Поверхностный «) наклеп оказывает значительное влия- в нне на долговечность торсионных Е валов. Прн наклепе в поверхностном слое устраняются такие концентрае торы напряжения, как микротрещины, и другие дефекты поверхностного слоя. По данным К. А. Талу, для наиболее часто применяемой для торсионов стали 45ХНМФА после применения поверхностного наклепа предел усталости возрастает от 400 до 700 МПа. Повышение предела текучести мо- ~5 жет быть также достигнуто применее) пнем специальной те р м н ч ее ко й о б работк и материала торсиона с целью повышения твердости (за- В калка с низким отпуском).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
