авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Улучшение эксплуатационных характеристик прицепных автотранспортных средств на основе эффективных научно-технических решений

-- [ Страница 4 ] --

Анализ табл.2 показывает, что с увеличением массы остав­шегося хлопка-сырца в бункере для его полной очистки не­обходимо обеспечить рост ускорения . При этом видно, что размер паза = 0,05м является оптимальным, так как даль­нейшее увеличение не способствует значительному росту . В то же время известно, что на движение различных грузов, размещенных в самосвальных кузовах, существенное влияние оказывают колебания выгружаемого транспортного средства, что обычно связано с высокой податливостью шин (рессорных ком­плектов) и способствует лучшей их выгрузке. Учитывая такую особенность, установим значение ускорения 1, которое возника­ет при выгрузке хлопка-сырца из бункера хлопкоуборочной ма­шины при поперечных её колебаниях. Уравнение упругих колебаний хлопкоуборочной машины на ее шинах с использованием физической модели (рис.12) можно записать в виде

(23)

Решая это уравнение методом операционного исчисления, полагая начальные условия нулевыми, выведена зависимость для определения углового ускорения бункера в последней фазе его опрокидывания

(24)

Анализ численных значений угловых ускорений при наличии па­за и колебании машины показывает, что их сумма в завершающей фазе поворо­та бункера в среднем составляет 0,99g, что достаточно для высыпания груза из последнего.

Известно, что существующие кон­струкции машин не имеют механических уплотнителей, на практике хло­пок в кузовах прицепов уплотняется вручную. Для исключения такого недостатка предложено техническое решение на уровне изобретения (SU656890, SU906742), обеспечивающего доуплотнение хлопка-сырца в кузове прицепа или полуприцепа. На расчётной схеме (рис.12) масса хлопка, размещенного в кузове, нагружается вертикально движущейся лопастью усилием Рл, тогда на боковые стенки кузова в сечении, отстоящем на высоте Z от дна последнего, будут передаваться удельные давления, опреде­ляемые по зависимости:

(25)

Осуществив преобразования уравнения (25), выведена зависимость для определения площади уплотнительной лопасти:

(26)

В результате проведённые расчеты по обоснованию параметров безоста­точной выгрузки хлопка-сырца из бункера хлопкоуборочной ма­шины в кузова транспортных средств и доуплотнения его механи­ческим уплотнителем позволили разработать на уровне изобрете­ний ряд технических решений, испытать их в условиях эксплуатации и рекомендовать к практическому применению.

Для подтверждения правильности проведённых аналитических исследований разработана методика проведения экспериментальных исследований по изучению процесса перегрузки и доуплотнения легковесного груза в кузовах транспортных средств и предложены перспективные технические решения на уровне изобретений направленные на дальнейшее совершенствование транспортной системы, предназначенной для уборки и транспортировке легковесных сельскохозяйственных культур. В 1977—1980 гг. в ТашИИТ совместно с ГСКБ по машинам для хлопководства, ПО Ташкентский тракторный завод и заводом «Ташсельмаш» были выполнены научно-исследовательские и опыт­ные конструкторские разработки по созданию и апробации в полевых условиях технических решений перегрузочных систем. В качестве объекта исследования выбрана серийная; хлопкоубо­рочная машина ХН-3,6 и тракторный самосвальный прицеп 2ПТС-4-793А. На бункере хлопкоуборочной машины смон­тированы устройства для уплотнения хлопка-сырца SU656890 и SU906742, обеспечивающие очистку бункера от зависшего хлоп­ка-сырца в последней фазе его опрокидывания, а также ряд уз­лов и деталей, повышающих эффективность этих устройств, защищённых 14-тю патентами на изобретения.

В качестве критериев, определяющих эффектив­ность таких устройств, послужили: масса m1 хлопка-сырца, выгру­жаемая из бункера в кузов прицепа; время tВ, в течение которого производится выгрузка бункера; усилия Рв1 и Рв2„ возникающие на пальцах штоков гидроцилиндров опрокидывания бункера; уг­ловое ускорение бункера в различных фазах его поворота; угол поворота рычагов уплотнителя; рабочий ход па гидроцилиндров опрокидывания бункера; плотность хлопка-сырца , размещенно­го в бункере и кузове прицепа. Для проведения полевых опытов на хлопкоуборочной машине установлены и использованы соответствующие тензометрические конструкции и приборы. Экспериментальные иссле­дования проводили с помощью известных методик и рекоменда­ций, посвященных испытаниям сельскохозяйственных и транспортных машин.

Результаты испытаний показали, что использование предложенных конструкций способствует снижению простоя машины под выгрузкой в среднем на 4,7мин при этом плотность хлопка-сырца в кузове прицепа увеличивается на 41%. В тоже время предложенная транспортная система позволяет полностью исключить ручной труд и сократить обслу­живающий персонал до двух человек в расчете на один уборочно-транспортный комплекс, состоящий из трех хлопкоуборочных ма­шин и 12 тракторных самосвальных прицепов.

В четвёртой главе представлены материалы, связанные с аналитическими и экспериментальными исследованиями колебаний и силового нагружения перспективного автомобильного полуприцепа-хлопковоза моделиТМЗ-879М.

Для проведения аналитических исследований разработана расчётная схема автопоезда (рис.13), эквивалентная натурному поезду, состоящему из авто­мобиля-тягача седельного типа ЗИЛ-130В1 и полуприцепа модели ТМЗ-879М. На модели поезд представлен в виде четырех массовой системы с приведенными массами тТ тР, тК1, тК2 и тП (моментами инерции JТ, JР, JК1, JК2, JП, JК1У, JРУ, JК2У и JПУ), соединенными между собой упругими связями с постоянными значениями коэффициентов линейной СХР, СУП, СZP, СX1, СY1, СZ1, СX2, СY2, СZ2, СX3, СY3, СZ3, СХ4, СY4, СZ4, СХП, СУП, СZП крутильной КР, КР, К1, К1, К2, К2, К3, К3, КТ, КР, К1, К2, и КП жесткостей, характеризующих места сцепа рамы полуприцепа с седельным устройством тягача, рамы полу­прицепа с первым и вторым кузовами и рамы с задней подвеской колес полуприцепа.

  Расчётная схема автопоезда -74

Рис. 13 – Расчётная схема автопоезда

Необходимость представления автопоезда в виде пяти массовой системы обусловлена изучением закономер­ностей колебаний и силового нагружения мест соединения рамы полуприцепа с седельным устройством тягача, его кузовов с ра­мой и рамы с задней подвеской колес полуприцепа, вызванных действием на них динамических нагрузок, возникающих при про­дольных, продольно угловых и поперечно угловых колебаниях полуприцепа при движении его с грузом по раз­личным дорогам с характерным микро- и макропрофилем. Под действием продольных РТ, РПП, РПЛ, Р3п, Р3л, РРП, РРЛ и поперечных ГПП, ГПЛ, Г3п, Г3л, ГРП, ГРЛ сил, а также моментов МТ, М1, МР, М2 и МП массы динамической модели совершают пространственные колеба­ния. Относительные деформации масс характеризуются обобщенными координатами Р, 1, 2, ХР, YP, X1, Y1, X2,Y2, X3, Y3, X4, Y4, XП1, Р, 1, 2, П, ZР, Z1, Z2, Z3, Z4, ZП3, 1, Р, 2 и П. Возбуждение колебаний осуществляют кинематические координаты Т, Т, Т, X0, Z0, Y0 движения массы автомобиля –тягача и ZТИП, ZТИЗ и ZПН и воздействия неровностей микро и макро профиля дороги под колесами автопоезда. Составив уравнения кинетиче­ской и потенциальной энергий, а также уравнение работы внеш­них сил на виртуальных перемещениях, с использованием методи­ки разработанной для автотракторного прицепа, была получена система 28 дифференциальных уравне­ний второго порядка, которые в общем виде имеют изображение в матричной форме:

(27)

где и — матрицы постоянных коэффициентов;

qi, — обобщенные координаты.

Систему (27) решали с помощью метода Гаусса и выбором главного элемента. Зная геометрические и жесткостные параметры модели и задаваясь частотой вынуж­денных колебаний в пределах от 0 до 70,0 рад/с с интервалом 0,5 рад/с на ЭВМ с использованием прикладных программ, были вычислены значения динамических составляющих усилий и мо­ментов, действующих на приведенные массы автопоезда, позволившие в дальнейшем определить напря­женное состояние рамы полуприцепа ТМЗ-879М.

В результате построены амплитудно-частотные графики вы­нужденных колебаний приведенных масс: тТ, тР, тК1, тК2 и резонансные области исследуемой динамической модели. Расчеты показали, что амплитуды поперечных колебаний ку­зовов полуприцепа относительно его рамы по обобщенным координатам Х1Х2 незначительны и не превышают в среднем 0,1 — 0,56мм, хотя в резонансных зонах на частотах порядка 27,0—30,0 и 58,0—60,0рад/с поперечные смещения кузовов достигают значе­ний 9,0—10,2 мм. Продольные перемещения кузовов относительно рамы значительно ниже, чем поперечные, и не превышают в среднем 0,05—0,15мм, причем в резонансной зоне на частоте 27,0— 29,0рад/с их амплитуды достигают 5,4—13,0мм. Если линейные перемещения кузовов полуприцепа относительно его рамы невелики, то угловые колебания их по обобщенной коор­динате 1 и 2 более значительны и составляют в среднем 0,02— 0,06рад, при этом резонансная зона их лежит сразу же за рубежом 12 рад/с.

Это свидетельствует о том, что с возрастанием скорости движения автопоезда значительно растут амплитуды угловых колебаний кузовов, которые, упираясь своими опорными кронштейнами на пальцы кронштейнов меха­низма опрокидывания кузовов, упруго деформируют их, а так как последние жестко соединены с лонжеронами рамы, то в их сече­ниях можно ожидать значительные величины напряжений, способ­ствующих снижению их прочности и долговечности. В качестве примера на рис.14 и рис.15 представлены наиболее характерные линейные и угловые перемещения рамы и задней подвески колес полуприцепа по обобщенным координатам ХР, YР, ZР, XП, YП, ZП, Р, Р, Р, П, П, П.

Рис.14 – Серийный автопоезд

Рис.15 – Экспериментальный автопоезд

Полученные значения составляющих динамических усилий позволили произвести прочностной расчет рамы полупри­цепа ТМЗ-879М.

Для выполнения расчетов на прочность рамы полуприцепа ТМЗ-879М воспользуемся расчетной схемой (рис.16), представ­ляющей из себя балку равного сопротивления изгибу, расположен­ную на трех опорах эквивалентных шкворневому узлу и кронштей­нам рессор, взаимосвязанных с рессорными комплектами колес полуприцепа. К раме полуприцепа приложены нагрузки: РЛi и РПj — вертикальные составляющие динамических усилий, при­ложенных соответственно к лонжеронам и поперечинам рамы от двух самосвальных кузовов, загруженных легковесным грузом массой 7000кг; Qi -вертикальные составляющие усилий, приложен­ные к опорным кронштейнам механизма опрокидывания и к по­перечинам крепления гидроцилиндров при самосвальной выгрузке кузовов; Тi — горизонтальные составляющие динамических тяго­вых усилий и сил сопротивлений движению полуприцепа; Hi - вертикально составляющие силы реакций, приложенные к шквор­невому узлу и к кронштейнам рессор полуприцепа; qi— равно­мерно распределенная нагрузка в месте контакта опорного листа уступа рамы полуприцепа с седельным устройством тягача.

Рис. 16 – Расчётная схема рамы полуприцепа

Изгиб рассматриваемой балки, как и в случае для автотракторного прицепа 2ПТС-4-793А, можно описать уравнением (17). Принимаем, что ось ОХ направ­лена по длине рамы, а ось ОY перпендикулярна ей в направлении ее прогиба. Разобьем раму по длине на отдельные участки на каждом из которых функция жесткости сохраняет постоянный вид. Таких участков по длине рамы шесть и они обозначены I—VI. На участках I, III и V момент инерции сечения лонжерона рамы J(X) является величиной постоянной, не зависящей от рас­стояния по оси ОХ, а на участках II, IV и VI момент инерции се­чения зависит от расстояния х от начала участка.

Используя вышеописанную методику для прицепа 2ПТС-4-793А применительно к рассматриваемой задаче, составлена система 27 уравнений, вклю­чающих 24 неизвестных начальных параметра (Q(x),M(x), (x) и f(x)) и три неизвестных реакций опор (H1, H2 и H3). В ре­зультате решения уравнений вычислены значения напряжений изгиба X в каждом рассматриваемом участке рамы полупри­цепа. Одновременно также произведен расчет напряжений стесненного кручения подобно тому, как это было сделано для автотракторного прицепа 2ПТС-793А. Зная напряжения изгиба рамы полуприцепа и стесненного кручения, можно установить суммарные значения напряжений по зависимости = X + . Анализ проведённых расчётов показал, что наибольших значений на­пряжения изгиба х= 163,0МПа достигают на участке VI рамы в случае самосвальной выгрузки второго кузова. В целом же изгибные напряжения невысокие. А вот напряжения стеснённого кручения наибольших своих значений до­стигают 176,0МПа (участок II рамы в зоне приварки опорного листа уступа рамы) и 83,5МПа (участок V рамы в зоне крепле­ния кронштейнов рессор полуприцепа). Это объясняется тем, что участки I и VI имеют значительную жесткость на кручение. Для снижения напряжений в этих зонах разработаны технические решения, защищённые 8-ю патентами на изобретения.

Для проведения экспериментальных исследований на опытный образец автомо­бильного полуприцепа ТМЗ-879М в агрегате с автомобилем-тягачом ЗИЛ-130В1 устанавливались тензометрические конструкции и устрой­ства включающие тензометрическую раму, в сварных узлах которых установлены 56 рабочих тензорезисторов, и тензометрическое основание платформы пер­вого самосвального кузова с наклейными в ее сварных узлах 27 рабочими тензорезисторами, а также соответствующая регистрирующая аппаратура. Тен­зометрические испытания автопоезда проводили согласно реко­мендациям работ, посвященных испытаниям автомобилей, авто­тракторных прицепов и сельскохозяйственных машин. Испытания состояли из пяти этапов. В результате получены осциллограммы, которые обрабатывались известными методами математической статистики.

Результаты аналитических и экспериментальных исследований по изучению колебаний полуприцепа ТМЗ-879М и напряжённого состояния его рамы соответственно для опытного и модернизированного образцов представлены в табл.3.

Таблица 3

Параметры колебаний и силового нагружения элементов полуприцепа Опытный образец ТМЗ-879М Модернизированный опытный образец ТМЗ-879М
расчет эксперимент расчет эксперимент
Частота колебаний при подергивании, рад/с 20,15 24,0 20,15 24,0
Виляние, мм 52 64 53 72
Боковая качка, рад 0,3 0,25 0,15 0,18
Тяговое усилие, Н 85103 1,36104 85103 1,34104
Суммарные напряжения в раме полуприцепа при его движении по участкам, МПа 1 2 3 4 5 6



204,5 93,2 71,7 58,2 90,32 14,6




285,2 105,6 88,5 40,0 119,0 32,8




160,4 52,0 32,3 42,4 74,6 12,4




180,0 76,4 40,16 50,0 85,0 18,75


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.