Долговечность и оптимальное проектирование гусеничного движителя с резинометаллическими элементами (1094948), страница 31

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

Текст из файла (страница 31)

5.47), а для резиновых элементов трапециевидного сечения разрушение по наружной поверхности (рис. 5.55);- пластические деформации пальца и их разрушение в зоне перехода от основного диаметра пальца к ограничителю;- изгиб звеньев в горизонтальной и вертикальной плоскостях;- удлинение гусеничной цепи, вызванное увеличением шага, приводящее кнарушению работы зацепления и сбрасыванию гусеницы.По результатам испытаний было принято решение о нецелесообразностиприменения в конструкции гусениц с резинометаллическим шарнирным соединением треxпроушинной схемы.Рис. 5.47.

Разрушение резиновых элементов прямоугольного сечения РМШтрехпроушинный моноблочный вариант с ограничителемрадиальной деформацииС целью определения причин разрушения резиновых элементов для конструкции с прямоугольными резиновыми элементами (рис. 5.47) приведем результаты расчета напряженно-деформированного состояния резиновых элементовданной конструкции для основных нагрузок характерных для эксплуатации.Касательные напряжения  rz и удельная энергия деформации W, вызванныесборкой, позволяют оценить возможность разрушения резинового элемента послезапрессовки в проушину. Максимальных значений  rz и W достигают в крайнихточках соединения резинового элемента и поверхности пальца в областях 1 и 2206(рис.

5.48 и 5.49). Величина касательных напряжений и удельной энергии при запрессовке не достигает критических значений, и разрушение в этих областях присборке наблюдается только при нарушении технологии сборки или нарушениитехнологии изготовления резинометаллического пальца.Рис.

5.48. Распределение касательных  rz напряжений по сечению резинового элемента(после сборки)Рис. 5.49. Распределение удельной энергии деформации по сечению резинового элемента(после сборки)При закручивании шарнира деформации сдвига  r ,  z (в работе не представлены), касательные напряжения  r и  z (рис.

5.50 и 5.51), а соответственно ивеличина удельной энергии деформации вызванной кручением Wк (рис. 5.52)имеют максимальное значение в областях 1 и 2, т.е. также в крайних точках соединения резиновых элементов и пальца. Представленные на рис. 5.52 эпюрыраспределения давления в области контакта и касательных напряжений свидетельствуют об отсутствии скольжения резины относительно металла проушиныпри закручивании шарнира. Здесь необходимо отметить, что этот вывод сделан наоснове сравнения давления в контакте и напряжений сдвига и не учитывает влияния многих факторов на силу трения между металлом проушины и резины.207Рис.

5.50. Распределение касательных  r напряжений по сечению резинового элемента(кручение без радиальной деформации)Рис. 5.51. Распределение касательных  z напряжений по сечению резинового элемента(кручение без радиальной деформации)Рис. 5.52. Распределение приращения удельной энергии деформации по сечениюрезинового элемента прямоугольной формы(кручение без радиальной деформации)Деформирование резинового элемента, вызванное радиальной силой, вызывает приращение удельной потенциальной энергии в крайних точках соединения208резинового элемента и пальца области 1 и 2 (рис. 5.53,а).

Величина этого приращения меньше чем при кручении в 1,5 раза.Закручивание шарнира без радиальной деформации или радиальное деформирование без кручения практически отсутствуют при работе гусеничного движителя. Так как под действием растягивающего усилия в цепи резиновые элементы на всем протяжении гусеничного обвода подвержены радиальной деформации,величина которой в начале эксплуатации гусеничной машины находится в пределах от 0,35 до 0,70 мм и возрастает до 1,10…1,20 в период эксплуатации по мереизноса ограничителя. Нагружение радиальной силой без закручивания резиновыхэлементов реализуется лишь в некоторых точках гусеничного обвода при переходе шарнира с различных участков, так как при сборке шарнира звенья располагаются под углом.

Поэтому резиновые элементы шарнира всегда закручены, когдаугол между звеньями гусеничной цепи равен нулю.а)б)Рис. 5.53. Распределение приращения удельной энергии деформации по сечениюрезинового элемента, вызванного:а - вторичным нагружением радиальной силой; б – вторичным воздействием закручивания иодновременным нагружением радиальной силойНа рис. 5.53,б представлено распределение приращения потенциальнойэнергии деформации по сечению резинового элемента при одновременном деформировании в радиальном направлении и закручивании.

Сечение до деформирования расположено в плоскости действия радиальной силы. Максимальныхзначений удельная энергия достигает в области 1 и 2, то есть в крайних точкахобласти соединения резинового элемента и пальца (рис. 5.53,б). Удельная энергиядеформации в этих областях при одновременном радиальном деформировании икручении в 1,4 раза больше, чем при кручении резинового элемента рассматрива-209емой конструкции без радиального деформирования.

В области концентрацииудельная энергия деформации для сравниваемых вариантов нагружения соответственно составляет 300 кДж/м3 (рис. 5.53,б) и 220 кДж/м3 (рис. 5.52).На ведущем участке гусеничной цепи под действием максимального растягивающего усилия резиновые элементы шарнира подвержены максимальной радиальной деформации. Подвергнувшись радиальной деформации они последовательно закручиваются при повороте звена во время его выхода из под последнегоопорного катка, при распрямлении цепи на ведущей наклонной ветви и при повороте трака на входе в зацепление с ведущим колесом.

Приращение удельной потенциальной энергии для этого вида нагружения представлено на рис. 5.54,а.Концентрация удельной энергии деформации в областях 1 и 2 составляет 350кДж/м3.а)б)Рис. 5.54. Распределение приращения удельной энергии деформации по сечениюрезинового элемента, вызванного вторичным нагружением радиальной силойи последующим закручиванием:а – с учетом сил трения наплывшей резины на палец; б – без учета сил тренияДля рассматриваемой конструкции РМШ с резиновыми элементами с сечением прямоугольной формы (рис. 5.45,а) после запрессовки в проушину резинанаплывает на палец. На рис. 5.53 и 5.54,а расчет выполнен в предположении, чтосилы трения удерживают резину, наплывшую на палец от скольжения относительно него при последующем закручивании, а на рис.

5.50 - 5.52 и 5.54,б без учета сил трения. Как видно из рис. 5.54,б при скольжении наплывшей на палец резины концентрация удельной энергии деформации, вызванной закручиваниемпредварительно деформированного радиальной силой резинового элемента достигает максимального значения 400 кДж/м3 в зонах концентрации 1 и 2, то есть в210крайних точках соединения резинового элемента и металлической арматурыпальца.Области разрушения резиновых элементов РМШ с прямоугольной формойсечения с ограничителем радиальной деформации (рис. 5.47) совпадают с областями 1 и 2 концентрации (рис. 5.48 - 5.54): касательных напряжений и удельнойэнергии деформации, вызванных сборкой; касательных напряжений и удельнойэнергии деформации, вызванных закручиванием; касательных напряжений иудельной энергии деформации, вызванных радиальной силой и закручиванием.Кроме того, при скольжении наплывшей резины относительно поверхности пальца она подвергается усталостному износу.Таким образом, для резиновых элементов с прямоугольным сечением причинами разрушения являются: концентрация удельной энергии деформации, вызванная запрессовкой; концентрация удельной энергии деформации, вызваннаявторичным нагружением радиальной силой и кручением; усталостный износ в области наплыва резины на палец.Рассмотрим результаты расчета напряженно-деформированного состояниярезиновых элементов трапециевидного сечения для конструкции РМШ трехпроушинного варианта (рис.

5.45,б), вызванного основными видами нагрузок характерных для эксплуатации и сопоставим с характером разрушения резиновых элементов для этой конструкции (рис. 5.55) [356].Рис. 5.55. Разрушение резиновых элементов трапециевидного сечения РМШтрехпроушинный моноблочный вариант с ограничителемрадиальной деформацииРезультаты исследований напряженного состояния резиновых элементов сформой сечения в виде трапеции показали, что касательные напряжения  rz и211удельная энергия деформации, вызванные сборкой, достигают максимальных значений в области 1 и 2 (рис. 5.56).а)б)Рис. 5.56.

Распределение касательных напряжений  rz (а) и удельной энергии деформацииW (б) по сечению резинового элемента трапециевидного сечения после сборкиКасательные напряжения  r ,  z (рис. 5.57) и удельная энергия деформацииWк (рис. 5.58) вызванные закручиванием резинового элемента достигают макси-мального значения в областях 1 и 2, т.е.

Характеристики

Список файлов диссертации