Долговечность и оптимальное проектирование гусеничного движителя с резинометаллическими элементами (1094948), страница 30

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

Текст из файла (страница 30)

5.35. Лабораторный образец РМШ гусеничного движителя.Таблица 5.1Геометрические характеристики лабораторных образцов№d, ммD, ммa, ммb, ммDпр, ммλ, %12345678910111220,620,720,720,520,626262626262626353535353542,84343434343436666661414141414141313131313163128282828283030,5312929,438,337,2383939,237,53834,731,528,041,438,926,834,129,423,522,432,429,4197На рис. 5.36 - 5.38 представлены графические зависимости угла закручивания пальца РМШ и соответствующий ему момент реакции на охватывающейвтулке шарнира от времени.Рис. 5.36. Процесс закручивания РМШ:1 – угол закручивания арматуры пальца; 2 – момент реакции на охватывающей втулкеРис.

5.37. Процесс закручивания РМШ:синий – эксперимент; красный – аппроксимация полиномиальной функцией методом наименьших квадратов; 1 – угол закручивания арматуры пальца; 2 – момент реакции на охватывающейвтулкеРис. 5.38. Процесс закручивания РМШ – аппроксимация полиномиальной функциейметодом наименьших квадратов:1 – угол закручивания арматуры пальца; 2 – момент реакции на охватывающей втулке198При решении задачи динамического деформирования резиновых элементовРМШ задаются кинематические граничные условия.

Граничные условия в видевектора перемещений и вектора скоростей узлов конечно-элементной моделиформируются на основе данных полученных в результате эксперимента. Определение скорости закручивания осуществлялось с помощью численного дифференцирования.На рис.

5.39 представлены графические зависимости момента реакции шарнира от угла закручивания. При циклическом нагружении шарнира этот графикпредставляет собой петлю гистерезиса. Угол наклона петли гистерезиса соответствует жесткости резиновых элементов образца РМШ. Площадь петли соответствует энергии поглощенной за цикл деформирования РМШ.Рис.

5.39. Экспериментальные петли гистерезиса, полученные при последовательномувеличении амплитуды угла закручиванияПредставленные на рис. 5.39 петли гистерезиса соответствуют линейнойжесткостной характеристике резиновых элементов.Оценим влияние режимов нагружения на характеристики резиновых элементов РМШ. На рис. 5.40 и 5.41 представлены петли гистерезиса, полученныепри закручивании шарниров уплотнительного и силового вариантов с частотой2,31Гц. На рис. 5.40,а совмещены результаты испытаний при последовательномувеличении от опыта к опыту амплитуды угла закручивания, представленные нарис. 5.39.199а)б)Рис.

5.40. Экспериментальные петли гистерезиса уплотнительный вариант РМШ:а - последовательное увеличение амплитуды угла закручивания; б - последовательное снижениеамплитуды угла закручиванияКак видно из представленных графических зависимостей (рис. 5.40 и 5.41)при увеличении амплитуды угла закручивания жесткость резиновых элементовкак уплотнительного, так и силового варианта РМШ снижается [200, 227].

Снижение жесткости при последовательном увеличении амплитуды угла закручивания от опыта к опыту несколько выше, чем возрастание жесткости резиновыхэлементов при последовательном уменьшении амплитуды угла закручивания.Снижение угловой жесткости при увеличении амплитуды обусловлено тиксотропными свойствами резины.200а)б)Рис. 5.41. Экспериментальные петли гистерезиса силовой вариант РМШ:а - последовательное увеличение амплитуды угла закручивания; б - последовательное снижениеамплитуды угла закручивания; 1, 2 и т.д. – последовательность опытовПоследующий анализ результатов исследований заключался в определениимодулей вязкости и сдвига материала упругих элементов.Сопоставление результатов численных исследований с помощью предлагаемой математической модели и результатов эксперимента показало, что модульвязкости для модели Кельвина-Фойхта является некоторой функцией амплитудыугла закручивания и частоты деформирования резиновых элементов (рис.

5.42).Рис. 5.42. Зависимость модуля вязкости от частоты нагружения и углазакручивания шарнира201Представленная графическая зависимость показывает, что значение модулявязкости уменьшается как с увеличением частоты, так и с увеличением амплитуды [200, 210], а, следовательно, величина модуля вязкости уменьшается с увеличением скорости закручивания образца  (рис.

5.43).Рис. 5.43. Зависимость модуля вязкости для модели Кельвина-Фойхта от скоростизакручивания резиновых элементов:1- эксперимент; 2 – приближение методом наименьших квадратовТаким образом, модуль вязкости является функцией скорости деформирования резинового элемента      .На рис. 5.44 представлены результаты эксперимента и расчета по представленной математической модели, в которой модуль вязкости является функциейскорости деформирования резинового элемента.202а)б)Рис. 5.44.

Экспериментальные (синий) и расчетные (красный) петли гистерезиса:а – частота 0,61 Гц, амплитуда 5,20; б – частота 3,9 Гц, амплитуда 7,10Как видно из рис. 5.44, результаты, полученные с помощью математическоймодели динамического деформирования резиновых элементов, имеют удовлетворительную сходимость с экспериментальными данными в рассмотренном диапазоне режимов нагружения для резиновых элементов с различными конструктивными параметрами.Увеличение амплитуды угла закручивания снижает угловую жесткость резиновых элементов как уплотнительного, так и силового варианта РМШ. Снижение угловой жесткости при последовательном увеличении амплитуды угла закручивания от опыта к опыту несколько выше, чем возрастание жесткости резиновыхэлементов при последовательном уменьшении амплитуды угла закручивания.Увеличение амплитуды с 30 до 8,50 приводит к снижению угловой жесткости резиновых элементов шарнира в 1,4 раза. Снижение жесткости обусловлено тиксотропными свойствами резины.

Относительный гистерезис при этом снижается в1,15 раза. В рассмотренном диапазоне частот нагружения от 0,41 до 8,75 Гц угловая жесткость изменяется не более чем в 1,07 раза при постоянной амплитуде, аотносительный гистерезис незначительно выше в 1,02…1,03 раза при частотенагружения 0,4 Гц. Угловая жесткость резиновых элементов шарнира после пер-203вого обхода по периметру гусеничного обвода может быть принята постоянной,равной жесткости при максимальном угле закручивания.5.6. Результаты полевых испытаний и анализ причин разрушениярезиновых элементов шарнирного соединения звеньевгусеничного движителяПолевые испытания тракторов, оснащенных гусеничным движителем сРМШ различных конструкций, показали, что ресурс шарнирного соединения звеньев ограничен долговечностью резиновых элементов.

К настоящему времени известны результаты полевых испытаний РМШ гусеничного движителя различныхтипов [94, 99, 166, 280, 314, 331, 332, 342, 354, 356, 384]:- трехпроушинный моноблочный вариант с резиновыми элементами прямоугольного сечения с ограничителями радиальной деформации (ДТ-54);- трехпроушинный моноблочный вариант с резиновыми элементами трапециевидного сечения с ограничителями радиальной деформации (ДТ-54);- пятипроушинный моноблочный вариант с резиновыми элементами трапециевидного сечения с ограничителями радиальной деформации (ДТ-75М, Т-4, ДТ175С, Т-150, Т-250);- пятипроушинный втулочный вариант с прямоугольными резиновыми элементами без ограничителей радиальной деформации (ДТ-75М, Т-150);- семипроушинный моноблочный вариант с резиновыми элементами трапециевидного сечения с ограничителями радиальной деформации (ДТ-175С).Рассмотрим результаты полевых испытаний и в первую очередь области ихарактер разрушения резиновых элементов РМШ различных конструкций.Эксплуатационные испытания гусеничных цепей с РМШ треxпроушинноговарианта моноблочного типа с ограничителем радиальной деформации (рисунок5.45) [354, 356].

Ограничители радиальной деформации располагаются во всехтрех проушинах, резиновые элементы отличаются формой сечения.Отличительной особенностью варианта конструкции (рис. 5.46) являетсяприменение металлических заглушек в двойных проушинах. Ограничение ради-204альной деформации резиновых элементов центральной проушины осуществляетсятакже как и в конструкциях (рис.

5.45), а в двойных проушинах роль ограничителей выполняют заглушки, во внутреннюю полость которых входят концы пальцев.а)б)Рис. 5.45. Резинометаллический палец трехпроушинного варианта РМШ,резиновые элементы:а – с прямоугольным сечением; б – с трапециевидным сечениемРис. 5.46Для представленных вариантов (рис. 5.45, 5.46) испытания проводились вусловиях рядовой эксплуатации [354, 356]. После наработки двух тысяч моточасов из-за сильного удлинения гусеничной цепи и частого спадания испытания были прекращены.

За период испытаний в каждом гусеничном полотне было заменено 15-20 шарниров.205В результате испытаний выявлены основные виды потери работоспособности элементов гусеницы с РМШ [354, 356]:- разрушение резиновых элементов шарнирного соединения, при этом длярезиновых элементов прямоугольной формы сечения наблюдалось полное отслоение резины от поверхности пальца (рис.

Характеристики

Список файлов диссертации