Долговечность и оптимальное проектирование гусеничного движителя с резинометаллическими элементами (1094948), страница 34

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

Текст из файла (страница 34)

5.83).а)б)Рис. 5.83. Распределение касательных напряжений  rz (а) и удельной энергии деформацииW (б) по сечению резинового элемента трапециевидного сечения после сборки(центральная проушина)Удельная энергия деформации Wк (рис. 5.84), вызванная закручиванием резинового элемента, достигает максимального значения в областях 1 и 2. В областях 3 и 4 в крайних точках контакта поверхности резинового элемента и поверхности проушины наблюдается незначительная концентрация удельной энергиидеформации. В областях 3 и 4 ее величина достигает 43 кДж/м 3, что более чем вдва раза меньше чем в областях 1 и 2 где удельная энергия деформации достигает104 кДж/м3.228а)б)Рис. 5.84. Распределение приращения удельной энергии деформации по сечениюрезинового элемента трапециевидной формы (центральная проушина):а - кручение без радиальной деформации; б - кручение и радиальная деформацияДавление в области контакта поверхности резинового элемента и проушины(рис.

5.84,а) в крайних точках (области 5 и 6) и касательные напряжения равны. Вэтой области будет наблюдаться проскальзывание резины относительно поверхности проушины.Совместное воздействие на резиновый элемент трапециевидного сечениярадиальной силы и закручивания также вызывает приращение удельной потенциальной энергии с концентрацией в областях 1 и 2, 3 и 4 (рис.

5.84,б). Удельнаяэнергия деформации в областях концентрации достигает 259 кДж/м3.Разрушение резиновых элементов для рассматриваемой конструкциинаблюдается в областях 3 и 4 (рис. 5.81), следовательно, первопричиной разрушения является усталостный износ, вызванный скольжением областей 3 и 4 относительно поверхности проушины и концентрация приращения удельной энергиидеформации при вторичном нагружении радиальной силой и закручиванием резинового элемента.Для резиновых элементов крайних тройных проушин касательные напряжения  rz и удельная энергия деформации, вызванные сборкой, достигают максимальных значений в области 1 и 2 и составляют соответственно 1,679 МПа и 1,3МДж/м3 (рис.

5.85). Снижение указанных параметров в этих областях вызваноуменьшением длины резинового элемента.Удельная энергия деформации Wк (рис. 5.86,а), вызванная закручиваниемрезинового элемента достигает максимальных значений в областях 1 и 2, 3 и 4. Вуказанных областях ее величина достигает 110 кДж/м3.229а)б)Рис. 5.85. Распределение касательных напряжений  rz (а) и удельной энергиидеформации W (б) по сечению резинового элемента трапециевидного сеченияпосле сборки (крайние тройные проушины)Давление в области контакта поверхности резинового элемента и проушины(рис.

5.86,а) в крайних точках (области 5 и 6) и касательные напряжения равны. Вэтой области будет наблюдаться скольжение резины относительно поверхностипроушины.При совместном воздействии радиальной силы и закручивания приращениеудельной потенциальной энергии концентрируется в областях 1 и 2, 3 и 4 (рис.5.86,б). Удельная энергия деформации в областях концентрации достигает 267кДж/м3.а)б)Рис.

5.86. Распределение приращения удельной энергии деформации по сечениюрезинового элемента трапециевидной формы (крайние тройные проушины):а - кручение без радиальной деформации; б - кручение и радиальная деформацияРезиновые элементы крайних тройных проушин рассматриваемой конструкции разрушаются в областях 3 и 4 (рис. 5.81). Причиной разрушения является усталостный износ, вызванный скольжением областей 3 и 4 относительно по-230верхности проушины, и концентрация приращения удельной энергии деформациипри вторичном нагружении радиальной силой и закручиванием резинового элемента.Касательные напряжения  rz и удельная энергия деформации, вызванныезапрессовкой резиновых элементов двойных проушин, достигают максимальныхзначений в области 1 и 2 и составляют соответственно 2,229 МПа и 2,200 МДж/м 3(рис.

5.87).а)б)Рис. 5.87. Распределение касательных напряжений  rz (а) и удельной энергии деформацииW (б) по сечению резинового элемента трапециевидного сечения после сборки(двойные проушины)Удельная энергия деформации Wк (рис.5.88,а), вызванная закручиванием резинового элемента достигает максимальных значений в областях 1 и 2, 3 и 4. Вуказанных областях ее величина достигает 104 кДж/м3.а)б)Рис. 5.88. Распределение приращения удельной энергии деформации по сечениюрезинового элемента трапециевидной формы:а - кручение без радиальной деформации; б - кручение и радиальная деформацияВ крайних точках контакта поверхности резинового элемента и проушины(рис.

5.88,а, области 5 и 6) эпюра касательных напряжений пересекает эпюру дав-231ления. В этих областях будет наблюдаться скольжение резины относительно поверхности проушины.При совместном воздействии радиальной силы и закручивания приращениеудельной потенциальной энергии концентрируется в областях 1 и 2, 3 и 4 (рис.5.86,б). Удельная энергия деформации в областях концентрации достигает 300кДж/м3.Резиновые элементы двойных проушин рассматриваемой конструкции разрушаются в областях 3 и 4 (рис. 5.81). Причиной разрушения является усталостный износ [63, 201], вызванный скольжением областей 3 и 4 относительно поверхности проушины, и концентрация приращения удельной энергии деформациипри вторичном нагружении радиальной силой и закручиванием резинового элемента.На рис.

5.89 и 5.90 представлены резинометаллические пальцы после проведения полевых испытаний гусеничного движителя с РМШ. Резиновые элементытрапециевидной формы сечения имеют характерные локальные разрушения боковой поверхности в области контакта резинового элемента с поверхностью проушины.Рис. 5.89. Палец РМШ пятипроушинного варианта с торцевыми заглушкамипосле полевых испытаний трактор Т-4232Рис.

5.90. Разрушения резиновых элементов РМШ (монопалец с ограничителемрадиальной деформации) пятипроушинного варианта после полевыхиспытаний трактора Т-150По мере эксплуатации суммарный износ поверхностей ограничителей и проушины к 5000 моточасам достигает в среднем 0,5 мм, что приводит к увеличениюрадиального зазора до 1,0 мм, увеличению радиальной деформации резиновыхэлементов от растягивающего усилия в цепи, возрастанию напряжений и удельной энергии деформации при совместном воздействии радиальной силы и закручивания шарнира.

Указанные факторы способствуют интенсивному разрушениюрезиновых элементов.Высокие показатели надежности рассмотренной конструкции РМШ с ограничителем радиальной деформации гусеничного движителя при полевых испытаниях обеспечены рациональным выбором конструктивных параметров силовыхрезиновых элементов, металлической арматуры пальца и диаметра проушин звена. Кроме того, шаг звена этой гусеничной цепи составлял 139 мм, что позволилоснизить максимальный угол закручивания резиновых элементов.

Для рассмотренных выше конструкций трехпроушинного варианта РМШ с ограничителем радиальной деформации шаг звена составлял 174 мм, а для втулочного варианта 158мм.2335.7. Стендовые испытания на долговечность резиновых элементовшарнирного соединения звеньев гусеничного движителяПроведение полевых испытаний требует значительных материальных затрати продолжительности по времени.

При проведении полевых испытаний невозможно обеспечить одинаковые условия для различных конструкций РМШ, таккак нагрузки, действующие на резиновые элементы шарнира, зависят от многихфакторов и носят случайный характер. Результаты полевых испытаний на долговечность имеют большой разброс и затрудняют проводить сравнительную оценкуразличных конструкций РМШ. В связи с этим определять долговечность резиновых элементов при поиске рациональной конструкции РМШ целесообразно припроведении стендовых испытаний, обеспечивающих одинаковые по величине ихарактеру нагрузки.В процессе эксплуатации гусеничной машины резиновые элементы РМШгусеничного движителя подвергаются воздействию динамических нагрузок.

Приэтом резиновые элементы шарнирного соединения деформируются в радиальномнаправлении, закручиваются, испытывают деформации сдвига в осевом направлении. Указанным видам деформации резиновые элементы подвержены в той илииной степени на всех участках гусеничного обвода.Воспроизвести все эксплуатационные нагрузки при проведении стендовыхиспытаний, оказывающие воздействие на резиновые элементы РМШ в гусеничном движителе не представляется возможным, да и не является целесообразным,так как требует применения сложного испытательного оборудования и большихвременных затрат.

Наиболее целесообразно применение ускоренных стендовыхиспытаний резиновых элементов РМШ, воспроизводящих основные виды нагрузок, но с более высокой интенсивностью [322]. Увеличение радиальной деформации резиновых элементов и угла закручивания приведет к искажению характераразрушения, так как вызовет скольжение резины относительно металла в тех областях, в которых в конструкции гусеничного движителя оно отсутствует, чтоприведет к интенсификации усталостного износа.

Наиболее приемлемым направлением сокращения времени испытаний является увеличение частоты нагружения234резиновых элементов, так как известно, что в диапазоне от 0,1 до 50 Гц усталостная выносливость резины в изотермических условиях не зависит от частоты деформирования [369].Наибольшие повреждения резиновых элементов шарнира гусеничного движителя во время эксплуатации вызывают два вида нагружения – это радиальнаясила и коаксиальное закручивание. Радиальная сила вызвана растягивающим усилием в цепи, которое достигает максимального значения на ведущем участке гусеничного обвода. На этом участке резиновые элементы подвергаются действиюмаксимальной радиальной силы, что приводит к максимальной радиальной деформации резиновых элементов, которая ограничивается радиальным зазороммежду поверхностью ограничителя и поверхностью проушины.

В момент входазвена в зацепление с ведущим колесом радиальная сила достигает максимальногозначения, при этом резиновые элементы закручиваются на угол, величина которого зависит от конструктивных параметров гусеничного движителя и, как правило, достигает максимальных значений. Воспроизведение этих двух наиболееопасных видов нагружения при стендовых испытаниях на долговечность позволяет наиболее полно обеспечить соответствие эксплуатационным нагрузкам.Стенд для испытания резиновых элементов на долговечность [99] (рис. 5.91)включает в себя ведущий вал 6, на котором установлен эксцентрик 7 и кривошип 5. Вал 6 получает вращательное движение через ременную передачу 9 отэлектродвигателя 10. Вращение вала 6 вызывает знакопеременное качание тяги 3с помощью кривошипа 5 и шатуна 4, что обеспечивает циклическое закручиваниерезинометаллического шарнира 1.

Характеристики

Список файлов диссертации