Долговечность и оптимальное проектирование гусеничного движителя с резинометаллическими элементами (1094948), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Оценка эффективности применения ограничителя радиальной деформациирезиновых элементов в шарнирном соединение звеньев цепи быстроходной гусеничной машины дана в работе [303]. При этом подробно рассматриваются потеримощности в гусеничном движителе на различных участках и даются рекомендации по выбору конструктивных параметров шарнира.В работах Ю.Н. Барсукова [43, 44, 65, 80, 171] изучено влияние гусениц сРМШ на динамические явления в трансмиссии трактора класса 3. В ходе экспериментального исследования гусениц с четырьмя типами шарниров на различныхэксплуатационных режимах, установлено качественное влияние на величину коэффициентов динамичности в различных сечениях валопровода трактора от многих факторов: оборотов двигателя, натяжения цепи, номера передачи, крюковойнагрузки.
Полученные результаты убедительно показали, что нагруженность валамуфты сцепления при использовании на тракторе гусениц с резинометаллическими шарнирами значительно ниже, чем с серийной гусеницей. Причем эта разностьтем выше, чем выше номер передачи и выше скорость движения тракторного агрегата.Проведенная в работах оценка динамической нагруженности трансмиссиитрактора показал, что замена серийной гусеницы на гусеницу с резинометаллическими шарнирами привела к уменьшению амплитуды упругого момента в валопроводе трактора в 1,78 - 3,00 раза.В работах В.А. Дружинина [118, 121] рассматривается гусеничный движитель с РМШ как многомассовая система с нелинейными вязкоупругими и кинематическими связями.
Приводится методика линеаризации дифференциальныхуравнений описывающих движение элементов гусеничного движителя и приводится алгоритм расчета, основанный на дискретизации процесса по времени с помощью метода конечных элементов.24В работе [177] предложена математическая модель ходовой части с регулируемым обводом. На основе уравнений Лагранжа второго рода с неопределенными множителями получены дифференциальные уравнения движения гусеничноймашины как системы с голономными и неголономными связями. Математическаямодель позволяет определить колебания корпуса гусеничной машины, растягивающее усилие в гусеничном обводе.Продолжением работ В.А.
Дружинина является работа А.Ф. Вербилова [74],в которой математическая модель гусеничного движителя представлена как плоская механическая многомассовая система, в которой взаимодействия между элементами реализованы в виде силовых и кинематических связей. В работе рассматривается динамическое поведение элементов на ведущем участке гусеничного движителя.
Каждое звено на ведущем участке рассматривается как твердое тело соединенное невесомой вязкоупругой связью, которая характеризуется коэффициентами радиальной и угловой жесткости и демпфирования. Основное внимание в работе уделено процессу выхода звена из под последнего опорного катка.Подробно изучено влияние характеристик жесткости и демпфирования на динамические нагрузки в шарнирном соединении на ведущем участке.
В работе определены оптимальные значения угловой и радиальной жесткостей и коэффициентов демпфирования шарнирного соединения звеньев с точки зрения снижения динамических нагрузок на ведущем участке гусеничного движителя.Работа В.В. Ковалева [178] является развитием работы А.Ф.
Вербилова, вкоторой приводятся соотношения, моделирующие динамическое поведение элементов гусеничного движителя. Отличительной особенностью работы являетсято, что металлическая арматура пальца резинометаллического шарнирного соединения рассматривается как отдельный элемент динамической системы, имеющиймассу и момент инерции. Рассмотрение пальца в виде отдельной массы позволилообнаружить, что резиновые элементы двойных и тройных проушин, обладая равной угловой жесткостью, при динамическом деформировании закручиваются наразные углы. Анализ динамики ведущего участка гусеничного движителя выполняется с помощью программного комплекса DTrak [198].25Рассмотрению вопроса взаимодействия гусеницы с опорным катком посвящены работы [14, 39, 54, 103, 104, 108, 305, 306, 387].В работе В.Ф.
Платонова [306] рассматриваются динамические нагрузки,возникающие при качении опорного катка по беговой дорожке гусеницы без отрыва. При этом остов гусеничной машины считается неподвижным и в случае использования опорного катка с внутренними резиновыми элементами рассматривается двух массовая система, а упругая связь между ступицей и ободом считается линейной с вязким демпфированием, что можно принять лишь в предварительных расчетах, не учитываются также колебания корпуса гусеничной машины.
Дляболее точного описания динамического взаимодействия опорного катка с гусеницей необходимо рассмотреть более сложную динамическую модель. Рассмотренотакже качение опорного катка с отрывом от беговой дорожки, при котором возникают ударные нагрузки. При решении обеих задач не учитываются деформациигрунта.В работах [54, 305] рассмотрена динамика систем системы “ Грунт – гусеница – опорный каток”. Математическая модель строилась в предположении, чтокорпус гусеничной машины движется равномерно и прямолинейно вдоль прямойпараллельной поверхности грунта. В модели учтено совместное движение цепочки из 4 – 5 траков, которые имеют две степени свободы: вертикальные перемещения и угол поворота вокруг центра тяжести.
Учтено также поведение грунта, обладающего вязкими и упругими свойствами.Взаимодействие гусеницы с различными грунтами и видами неровностейформирует динамическую нагруженность движителя. В конструкции гусеничногодвижителя быстроходных гусеничных машин, для снижения динамических нагрузок, вибраций и тепловой напряженности внешней шины опорного катка применяют звенья с обрезиненной беговой дорожкой. Жесткость резиновой беговой дорожки в силу конструктивных особенностей звена не является постоянной величиной и изменяется в пределах его шага. Исследованию упругого взаимодействияшины опорного катка с обрезиненной беговой дорожкой при периодическом изменении жесткости посвящены работы [103, 104].
Опираясь на теоретические ис-26следования, авторами обосновываются необходимые характеристики жесткостишины и беговой дорожки, исключающие резонансные явления при движении свысокими скоростями. Результаты теоретических исследований подтверждаютсяэкспериментальными данными при движении машины по дороге с твердым покрытием.В работах Ляшенко М.Ф. [255, 256] рассмотрены вопросы моделированиядинамики гусеничного движителя. Дан подробный обзор работ, в которых рассмотрены вопросы взаимодействия гусеничного движителя с поверхностью путис учетом физико-механических свойств почвы. На основе теоретических и экспериментальных исследований автором разработана модель для описания неровностей поверхности пути для различных почвенных фонов. Представленные расчетные схемы для различных участков гусеничного обвода позволяют определитьсилы, действующие на элементы гусеничного движителя, а также перемещения,скорости и ускорения этих элементов.
Особое внимание уделено взаимодействиюзвеньев с почвой, опорными катками, направляющим и ведущим колесами.В работе Добрецова Р.Ю. [108] рассмотрен процесс перекатывания опорного катка быстроходной гусеничной машины при движении по недеформируемомуоснованию. В результате этой работы изучено явление неустойчивости траков подопорными катками.
Показано, что при удельной тяге менее 12% наблюдается эффект положительного смещения опорной ветви гусеницы.Освоение районов Сибири и Дальнего Востока затрудняется рядом причин[78], основными из которых являются чрезвычайно суровые климатические условия и отсутствие развитой дорожной сети. Значительная часть территории Россиина длительный срок устойчиво покрываются снегом. Такая длительность, устойчивость, и весьма большая глубина залегания снежного покрова является существенной особенностью климата нашей страны и оказывает большое влияние наеё экономику и образ жизни населения. Одним из решений транспортной проблемы этих регионов является применение особо легких гусеничных вездеходныхмашин. При создании новых гусеничных машин необходимо обоснованно подходить к выбору рациональных параметров ходовой части на стадии проектирова-27ния, а это требует новых теоретических разработок и методов расчета, рассматривающих вопросы передвижения гусеничных машин по снежным поверхностям.На базе комплексного изучения системы « снежное полотно пути – машина»А.А.
Аникиным [10 - 12] разработана методика расчета сил сопротивления движению гусеничной машины, учитывающая: силы сопротивления, обусловленныедеформацией снежного полотна пути под катками гусеничной машины; силы сопротивления, обусловленные деформацией снега выдавленного в межкатковоепространство; силу сопротивления движению за счет деформации снега днищеммашины; силу сопротивления движению за счет трения днища о снег. Обоснованы расчетные зависимости для определения сопротивления снега сдвигу и рассмотрены особенности взаимодействия гусеничного движителя со снежным полотном пути при формировании силы тяги. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили оценить влияние конструктивных параметров ходовой части на проходимость гусеничных машин при движении по снегу и обосновать [10 - 12] технические решения, позволяющие существенным образом повысить проходимость.Элементы ходовой части подвергаются значительным динамическимнагрузкам, которые вызваны как взаимодействием гусеничного движителя сопорной поверхностью, так и его конструктивными особенностями.
Определениюдинамических нагрузок, действующих на элементы гусеничного движителя ипрогнозированию ресурса металлических элементов, посвящены работы [3, 4, 57,59, 72, 106, 159, 161, 176, 235, 249, 313, 314, 336, 352, 364, 380, 383, 384].На базе комплексного изучения системы «внешняя среда - гусеничный движитель - подрессоренный корпус - силовая установка - водитель» А.А. Абызовым[3] разработаны основы теории прогнозирования надежности ходовых систембыстроходных гусеничных машин.
Математические модели движения транспортной гусеничной машины, представленные в работе, позволили оценить динамические нагрузки, действующие на элементы ходовой части в различных условияхдвижения.Всочетанииспрограммамидляоценкинапряженно-деформированного состояния и разработанного метода для определения накопле-28ния повреждений материала элементов ходовой части, автор достаточно точноопределил области разрушения элементов ходовой части и их долговечность, чтоподтверждается результатами ходовых испытаний [3].Вопросам математического моделирования и последующей программнойреализации численных алгоритмов для решения задач динамики гусеничногодвижителя посвящены работы [247, 248].Развитие методов моделирования динамики систем твердых тел [79, 84, 88,111, 240, 353, 422, 435, 437, 463, 464, 484-489, 493, 499, 504] позволило ряду зарубежных авторов в работах [389, 393, 403, 404, 408, 412 - 416, 420, 422, 440, 446,449- 451, 456 - 458, 479, 495, 503, 507, 508] применить их для моделирования процессов, протекающих при движении гусеничных машин.Рассмотрим подробнее работы, посвященные математическому моделированию динамики гусеничного движителя, как многомассовой системы с силовымии кинематическими связями.Динамика гусеничной машины рассмотрена в работах [408, 503].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
