Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Для определения коэффициента )4,б рассмотрим движение опорного катка. В вывешенном состоянии на него действуют сле- дующие силы: сила упругости сдеформированной рессоры Я = тЬ; сила сопротивления амортизатора (прнмем ее зависящей от первой степени скорости катка с,) )4к.
б = )4к.обок = ри.обЬ'~ а~, инерции ' '~ Ь"; силой тяжести принебрегаем вследствие ее Ю малости. Здесь Ь вЂ” текущее значение хода катка; 6,,, — вес катка и приведенной к его оси части веса балансира. Дифференциальное уравнение движения катка при зависании имеет вид Ь" +24(Ь'+ с'Ь= О; 2д= И' 'б с'= ~ . (ХП.40) Общее решение уравнения Ь вЂ” С (г " ' ")' + С (т +")' = С1е +,е Начальные условия: в начальный момент времени 1 = 0 принимаем Ь = Ь „и Ь' = О. После определения произвольных постоянных С, и С, и подстановки в исходное уравнение получим Ь=Ь,015 — 05 ~ ) (г ' ")'+ — )е + 0,5 — 0,5)е (~ ~ '+")'~.
(Х11.41) )7 Р— с' +(, —, е 470 Здесь принято, что т; = т = сопз1. Из формулы (ХП,38) видно, что 9, = ) (п4), т. е., чем больше жесткость подвески, тем более мощный требуется амортизатор при той же интенсивности гашения колебаний. Средний коэффициент сопротивления амортизатора Ра. лр + Рк, об (Х11.39) Допуская незначительную погрешность, можно принять второй член в квадратных скобках равным нулю, а коэффициент при первом члене равным единице, тогда (~Гак — аа — а) а й = йпааха (Х11.42) Логарифмируя это уравнение и решая его относительно д, получим 1и— Ьпаах са и 1а„,ал откуда Вторым членом полученного выражения можно пренебречь.
Время, за которое каток опустится от положения у упора (й =- = Й „) до статического положения (Ь = Й, ) при движении по синусоидальной неровности, соответствующей высоты, будет равно времени прохождения им четверти волны неровности, т. е. 1 = = 4 Т,Р. Тогда окончательная расчетная формула для определения максимального значения коэффициента сопротивления амортизатора, при котором еще не будет зависания опорного катка при принятых условиях, будет иметь внд ап (Х1!.45) к Из формулы (Х11.39) получим )ак,кп = 2)ак — Рк.аб. (Х Н.46) Если при полученных значениях р, „поверочный расчет плавности хода машины покажет, что ускорения носовой части корпуса машины превосходят допустимые или амортизатор недопустимо перегревается, то выходом из положения будет установка дополнительной пары амортизаторов на вторых катках.
Новые шесть амортизаторов при той же величине О будут иметь меньшие значения (а, „и, следовательно, на корпус будут действовать меньшие ускорения. Здесь нужно иметь в виду, что эффективность установленного на машину амортизатора (т. е. величина момента М„который он передает на корпус) пропорциональна 1а, так как М, = )г,1а = )а,пк1а = )а,ар'1,'. Например, для машины с пятью катками на одном борту момент от амортизатора, установленного на втором катке, примерно в четыре раза меньше момента от такого же амортизатора, установленного на первом опорном катке. 471 Сопротивление гидравлического амортизатора в предварительных расчетах принимается пропорциональным первой степени скорости.
Для большинства амортизаторов это допущение близко к делствительности. Силы сопротивления амортизатора, приведенные к оси опорного катка при прямом и обратном ходе: Йк,пп =- !тк.прок! Рк.об = рк.обок (Х11.47) Эти величины для расчета амортизатора должны быть приведены к его поршню через передаточное отношение от катка к амортизатору, учитывающее кинематические связи между ними. и рпп Нпр то» Лоб ппп Порта»= Побтп» Рис. ХП.10. Кинематичесная схема подключения амортизатора н рессоре Рис, Х1!.1!. Исходные характеристики амор- тизатора: — росчетиые; — — -- оксперимен- тальноя На рис. Х11.10 приведена одна из возможных схем таких связей (для телескопического амортизатора). Здесь )с — сопротивление амортизатора иа его поршне; о — скорость поршня; передаточное отношение а ок !7 Ь о !7к ' (Х1[.48) Тогда ок — »т — »чкба ба 7»»к г 17 1 1 а а где р — коэффициент сопротивления амортизатора. Исходная характеристика амортизатора 11 = 1' (о) приведена на рис.
Х!!.11. Чем более жесткой является подвеска, тем больше В РЕЗУЛЬтатЕ РаСЧЕта ПОЛУЧаЕтСЯ Роб И тЕМ МЕНЬШЕ Рпр. Для жесткой подвески характеристика прямого хода проходит ниже характеристик обратного хода, для мягкой (как на рис. Х 11. 11) — наоборот. 472 Максимальная сила сопротивления амортизатора при прямом ходе катка )с„а,„ограничивается максимальной величиной ускорения тряски при движении с максимальной скоростью по мелким частным неровностям с высотой Й„. В этом случае величина ускорения корпуса машины от вертикальных колебаний может быть выражена уравнением и й е 2~т 2" +2~17мартах (Х П.50) Ю Рис.
Х11.12. Расчетная схема телескопического аморти- аатора где к — число амортизаторов на один борт. Положив сопротивление всех амортизаторов одинаковым и считая тг = т = сопз1, получим па нмлн ~а. пимах 2к (Х П.51) В соответствии с изложенными выше требованиями к подвеске принимается: т = т; Ь„= 0,05 м; г" = 0,5 д. Ограничение сопротивления при обратном ходе можно принимать для жесткой подвески, особенно с буферными пружинами по соответствующим запасам прочности ее деталей. Выбор размеров элементов конструкции, Выбор размеров приводится здесь для телескопического амортизатора.
Для рычажно-лопастных и рычажно-поршневых амортизаторов методика расчета в принципе остается той же, лишь в геометрических построениях имеется некоторая специфика. Расчетная схема амортизатора с компенсационной камерой представлена на рис. ХП.12, Через калиброванное отверстие 1 жидкость перетекает как при прямом, так и при обратном ходе поршня. Клапан 2 со слабой пружиной открывает дополнительные отверстия при обратном ходе поршня. Клапан 3 ограничивает максимальное давление при прямом ходе. Клапаны 4 и 5 перепускают часть жидкости из основной в компенсационную камеру и обратно при прямом и обратном ходе поршня.
473 Ход поршня амортизатора зл подсчитывается по величине полного хода катка с учетом передаточного числа кинематической схемы (Х11.52) тогда И = 1 13 17РР" л а Ртах (Х П.53) Если й,з,„) )г„р,„, а диаметр штока принимается д „= = (0,3 —;0,4) Р„, то, учитывая, что давление р „будет действовать при обратном ходе на площадь Раз = Р, — Р „, получим 0„= (1 18 —: 1 24) 1Г (Х11.54) Ртах Полученный диаметр округляется до ближайшего стандартного размера, что упрощает технологию изготовления амортизаторов и позволяет применять нормализованные уплотнительные кольца. Площадь сечения гз, калиброванного отверстия 1, обеспечивающего характеристику прямого хода, определяется из уравнения расхода жидкости Я, через это отверстие.
Принимается, что протечка жидкости через зазор между поршнем и цилиндром отсутствует (устанавливаются уплотнительные пружинные кольца, повышающие стабильность характеристики амортизатора). Тогда где лр тах лр та л л х Плр тах .. ', Ртах Р рлр лр (Х11.56) после подстановки получим Р. 1/1 2 )юлр тахРлр аЬарра Г л (Х11.57) 474 где Ь вЂ” запас хода ( — 10 — 20 мм), гарантирующий от удара поршня в днище цилиндра. Диаметр поршня Р„находится по максимальному усилию на поршне из характеристики амортизатора, и допустимому давлению жидкости в амортизаторе р,х. Обычно принимается р,х = 15 —:25 МПа.
Меньшие давления увеличивают габариты и вес амортизатора, ббльшие — хотя и снижают габариты и вес, ио утяжеляют условия работы уплотнений и повышают теплонапряженность амортизатора. При прямом ходе поршня давление р,х действует на площадь Р длр тах Ртах здесь (41 — коэффициент расхода, зависящий от давления и соотношения длины 1 и диаметра 41 отверстия; для — ) 3 можно принимать )41= 0,6 —:0,7; у — удельный вес жидкости в Н1м', для жидкостей, применяемых в амортизаторах, у = 8600 —;9000 Н1м'. Величина ббх может быть реализована в одном или нескольких отверстиях.
Площадь сечения бхх дополнительных отверстий 2, обеспечивающих характеристику обратного хода, находим из уравнения суммарного расхода жидкости хбх через отверстия 1 и 2 Ях = зоб тахгоб = 142 (ы1 + хбх) 2Г Ртах ° (ХП.68) т /2у у "" После подстановки значений о,б ,„ и р ,„ и преобразований получаем 222 1/ 'х б х б 221 боб 4 т 1/ 2 о тих о (Х11. 69) '2/2л 1хб = Оио тахо тт = (44224 ~' Ртах у пои тох и Ртах и преобразований После подстановки значений получим (Х11.60) Можно принимать (42 = р4 — — р,. Объем жидкости, перепускаемой через отверстия 5 из компенсационной камеры при обратном ходе поршня, равен объему жидкости, вытесненной в компенсационную камеру при прямом ходе поршня.
Перетекание жидкости возникает под влиянием разрежения Лр, возникающего при этом в пространстве под поршнем, т/2д 'хб ооб тахр~ит — бхб(хб ~х йР' У Подставив сюда значение ооб,х, получим площадь сечения отверстий 5 тоб тххх иии 1/о т (Х11.61) Нобпб Г 2Д аР ' Можно принимать Лр = 30 —:40 кПа; рб =- 0,2 —:0,4. 475 При прямом ходе площадь хбх перекрывается клапаном со слабой пружиной. Площадь сечения хбб отверстий 4 из цилиндра в компенсационную камеру, обеспечивающих характеристику прямого хода при перетекании избытка жидкости, определяется следующим образом.
Избыток жидкости под поршнем амортизатора образуется при прямом ходе, так как объем пространства под поршнем, в который должна перетекать жидкость, меньше из-за наличия в нем штока. Уравнение расхода Расчет клапанов, ограничивающих максимальное давление жидкости при прямом или обратном ходе поршня производится также, как и для редукционных клапанов других гидравлических систем (см. гл, и'1 и Х1). й 7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
