Долговечность и оптимальное проектирование гусеничного движителя с резинометаллическими элементами (1094948), страница 36
Текст из файла (страница 36)
5.106. Распределение касательных напряжений rz , вызванных сборкой (а), иудельной энергии деформации W при нагружении радиальной силой (б) посечению резинового элемента внутренней амортизации опорного катка(вариант 2, сжатие 6 мм на сторону, е = 6 мм)245а)б)Рис. 5.107.
Распределение касательных напряжений rz , вызванных сборкой (а), иудельной энергии деформации W при нагружении радиальной силой (б) посечению резинового элемента внутренней амортизации опорного катка(вариант 3, сжатие 6 мм на сторону, е = 2 мм)Для конструкций опорных катков первого и второго варианта концентрациякасательных напряжений и удельной энергии деформации при сборке (осевоесжатие) наблюдается в зонах в зонах 1 – 4. В этих областях резиновые элементыили контактируют с острыми кромками металлических частей опорного катка илиявляются граничными областями контакта резины и металла.
При вторичномнагружении радиальной силой для первого варианта концентрация удельнойэнергии деформации наблюдается в областях 1 и 4, а для второго варианта в областях 1, 2 и 4. Область 3 в обоих вариантах разгружается. Под действием радиальной силы резина выдавливается между металлическими частями обода (область 1)и фланцем, жестко связанным со ступицей (область 2).
В отличие от первого ивторого варианта, у третьего варианта в области 3 при вторичном нагружении радиальной силой наблюдается концентрация удельной энергии деформации. Этовызвано воздействием острой кромки внутренней части бандажа. Резина выдавливается между областями 2 и 4, в которых наблюдается концентрация удельнойэнергии деформации.При проведении полевых испытаний резиновые элементы внутренней амортизации опорного катка гусеничного движителя (вариант 3 рис. 5.99 и вариант 2рис. 5.98) показали долговечность 800 и 2000 моточасов соответственно [325].Рассмотренные резиновые элементы внутренней амортизации имеют нерациональную конструкцию, так как при сборке и при вторичном нагружении ради-246альной силой наблюдается неравномерное распределение напряжений и удельнойэнергии деформации по сечению резинового элемента. Распределение указанныхпараметров имеет четко выраженные области концентрации.5.9.
Определение нагрузок, действующих на резинометаллическийшарнир гусеничной цепиПри проектировании конструкции резинометаллического шарнирного соединения гусеничного движителя необходимо обладать информацией о характереи величине нагрузок, действующих при различных режимах движения гусеничной машины. Получить подобную информацию можно или с помощью теоретических методов, рассмотренных в разделе 3 диссертации, или при проведенииэкспериментальных исследований [80, 155, 157, 346, 379].
В этом разделе приводятся результаты экспериментальных исследований динамических нагрузок действующих на РМШ гусеничного движителя.Особенностью работы гусеничной цепи с пальцевыми резинометаллическими шарнирами является наличие переменных упругих моментов, действующих на смежные звенья при перемещении их по контуру обвода.Стремление разгрузить резиновые элементы шарниров от действия значительных радиальных усилий, не увеличивая при этом габариты соединения, привело к тому, что зазор между ограничителем и проушиной не превышает долеймиллиметра и определяется технологией изготовления звеньев и возможностьюсборки.Таким образом, резиновые кольца шарнира испытывают в основном деформацию концентрического кручения, определяемую величиной угла относительного поворота смежных звеньев и конструкций шарнира (параллельная или последовательная работа резиновых колец).
Наличие переменных упругих моментов,действующих на смежные звенья при движении их по контуру обвода, и радиальная податливость определяют соотношение сил, действующих на элементы шарнира и углы относительного поворота смежных звеньев. Для экспериментальногоисследования закономерности изменения сил, действующих в упругом обводе,247при полевых испытаниях применяется тензометрический шарнир, изображенныйна рис. 5.108 [346].Пятипроушинные звенья 1 и 2 гусеничной цепи с резинометаллическимишарнирами соединены тензометрическим пальцем 3, на котором наклеены в двухвзаимно-перпендикулярных плоскостях фольговые датчики 4 [157, 346, 379].
Тензометрический палец 3 ориентирован относительно звена 2 так, что один из измерительных мостов, образованных датчиками, реагирует на усилия, действующие вплоскости, параллельной беговым дорожкам (растягивающие усилия), а другой на усилия в перпендикулярном направлении. Фиксация тензометрического пальца3 в звене 1 осуществлена с помощью стопорного винта. Угол относительного поворота звеньев 1 и 2 определяется с помощью датчика 5.Рис. 5.108.
Тензометрический шарнир гусеничной цепиРезиновые элементы тензометрического шарнира, расположенные в проушинах звеньев 1 и 2 воспринимают только радиальные нагрузки. Для созданияупругого момента между звеньями 1 и 2 применяется компенсатор угловой жесткости 6 [157, 346, 379].Внутренние втулки компенсатора угловой жесткости шарнира 6 соединенысо звеном 1.
Наружная втулка компенсатора 6 соединена рычагом 7 со смежным248звеном 2. Продольный рычаг 7 зафиксирован относительно звена 2 винтом, проходящим через сквозное окно в рычаге 7 и закрепленным в резьбовом отверстиирезинометаллического пальца. Клеммовое соединение рычага 7 с компенсаторомугловой жесткости позволяет установить упругую систему в положении, соответствующем предварительному углу сборки звеньев [157, 346, 379].Так как рычаг 7 не может поворачиваться относительно измерительного звена 2, то при относительном повороте звеньев 1 и 2, соединенных тензометрическим шарниром, упругие элементы, расположенные в компенсаторе угловойжесткости, будут испытывать деформацию концентрического кручения, что вызовет появление моментов, пропорциональных углу деформации и действующих насоединяемые указанным шарниром звенья [346, 379].
Таким образом, условияравновесия тензометрического шарнира на любом участке обвода будут аналогичны условиям равновесия прочих шарниров на том же участке. Следует заметить, что в обычном шарнире рассматриваемого упругого обвода резиновые элементы работают последовательно, а в компенсаторе угловой жесткости соответствующая величина угловой жесткости шарнира достигается параллельной работой 2-х резиновых колец, т.е. угол концентрического кручения их вдвое больший,чем в остальных шарнирах цепи.Растягивающие цепь силы и нормальные к ним воспринимаются только тензометрическим пальцем 3. При его деформации продольные рычаги 7 нагрузки невоспринимают, так как продольное окно, выполненное в них для установки фиксирующего винта, позволяет рычагу перемешаться относительно измерительногозвена 2 [379].При движении трактора, оснащенного упругим обводом с вмонтированным внего тензометрическим шарниром, последний перемещается по контуру обвода, итензометрический палец подвергается определенной деформации в зависимостиот характера сил, действующих в соответствующей точке обвода.
Тензометрические мосты, соединенные кабелем с усилительной и регистрирующей аппаратурой, позволяют записать закономерность изменения исследуемых сил.249Кроме сил, действующих в гусеничном обводе и относительного угла поворота звеньев, одновременно производились измерение и запись [157, 346, 379]:усилия на крюке трактора; чисел оборотов коленчатого вала двигателя; момент намуфте сцепления; момент на ведущем колесе; число оборотов ведущего колесадля определения теоретической скорости трактора; число оборотов путеизмерительного колеса, что позволяет определить действительную скорость трактора.
Нарис. 5.109 представлены результаты измерения основных параметров необходимых для оценки зависимостей динамических нагрузок действующих на шарнирное соединение от крюковой нагрузки, скорости движения трактора и положенияшарнира на обводе гусеничной цепи [379].Рис. 5.109. Зависимость измеряемых параметров, характеризующих работугусеничного движителя от времени:1 – сила на крюке трактора (Ркр); 2 – сила, действующая перпендикулярно растягивающемуусилию в цепи (Рв); 3 - растягивающее усилие в гусеничной цепи (Рг); 4 – угол относительногоповорота звеньев; 5 – теоретическая скорость движения трактора (vт)Графики измеряемых параметров, представленные на рис.
5.109, построены взависимости от времени. Более наглядную картину [379] дает представление параметров в зависимости от положения шарнира на контуре гусеничного обводарисунок. На рис. 5.110 представлена схема, поясняющая положение шарнира нагусеничном обводе. Количество точек соответствует количеству звеньев гусеничной цепи [379].250Представим зависимость параметров от положения шарнира на гусеничномобводе (рис. 5.111). Комплекс записанных параметров дает возможность произвести качественный и количественный анализ работы гусеничного движителя [379].На линии 2 четко видны резкие изменения нагрузки на тензометрический палец вмомент прохождения его под опорными катками (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
