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:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Инерционно-упругих свойств элементов трансмиссии на динамику гусеничного трактора класса 30-40 кн тяги и исследование долговечности механизма поворота

-- [ Страница 1 ] --

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ИНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ

Диссертационный совет Д 05.09.377

На правах рукописи

УДК 629.366.015.5

НУРЖАУОВ Амангельды

Влияние инерционно-упругих свойств элементов трансмиссии на динамику гусеничного трактора класса 30-40 кН тяги и исследование долговечности механизма поворота

05.05.03 – Колесные и гусеничные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

БИШКЕК 2010

Работа выполнена на кафедре «Транспортная техника» Павлодарского государственного университета им. С.Торайгырова Республики Казахстан.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лебедев О.В.

доктор технических наук, профессор

Шарипов К.А.

доктор технических наук, профессор

Сазамбаева Б.Т.

Ведущая организация: Кыргызский национальный аграрный университет

им. К.И. Скрябина (г. Бишкек)

Защита состоится «5» марта 2010 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д.05.09.377 при Институте машиноведения Национальной академии наук Кыргызской Республики по адресу: 720055, Кыргызская Республика, г.Бишкек, ул.Скрябина, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института машиноведения Национальной академии наук Кыргызской Республики.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим отправить по адресу г. Бишкек, ул.Скрябина, 23, Институт машиноведения Национальной академии наук Кыргызской Республики, диссертационный совет Д 05.09.377.

Автореферат разослан «29» января 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.т.н., доцент А.В. Анохин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

А к т у а л ь н о с т ь п р о б л е м ы. При создании трактора для обеспечения его проектных показателей и надежности важно принятие мер по снижению динамических нагрузок, возникающих в узлах и агрегатах тракторов, а также проверка расчетных данных и получение начальных сведений о динамических, технико – экономических качествах и долговечности узлов и деталей путем проведения ускоренных исследований, которые сокращают сроки испытаний по сравнению с натурными в 15 – 20 раз. Наиболее простой мерой снижения динамических нагрузок является правильный выбор инерционно-упругих свойств элементов трансмиссии и других узлов и агрегатов трактора, а также связей между ними. В настоящеее время в процессе проектирования определение геометрических параметров деталей и узлов агрегатов трактора производится на основании прочностных расчетов по детерминистически определенным значениям нагрузок без учета влияния упругих свойств связей между ними и случайного характера внешнего воздействия. Вопрос подхода к расчетам деталей с точки зрения статистической динамики с учетом случайного характера внешнего воздействия раньше не рассматривался.

Проблема расширения лабораторных исследований становится все более актуальным в силу действия факторов постоянного роста долговечности машин и увеличения срока доводки с ростом их энергонасыщенности. Отсутствие методики, надежных данных и стендов для ускоренных испытаний отдельных узлов и агрегатов и в целом тракторов приводит к существенному увеличению продолжительности доводки машин и к низкой отработке конструкций. Существенного сокращения общей длительности создания новых моделей тракторов можно достичь на этапе исследований, правильно определив и задавая режимы и совершенствуя используемые методы испытаний. До настоящего времени отсутствуют методика проведения ускоренных испытаний отдельных узлов и агрегатов, в частности механизма поворота, гусеничных тракторов и достаточно обоснованных данных по значениям параметров, задаваемых при проведении их. В такой постановке эта задача ранее не решалась.



Ц е л ь и с с л е д о в а н и й. Повышение долговечности трактора путем выбора оптимальных значений параметров упругой связи между элементами звеньев и узлов машинно-тракторного агрегата, разработка подхода к расчетам по определению геометрических параметров с учетом случайного характера воздействия, сокращение сроков создания и постановки на производство новых тракторов путем разработки методики более эффективного ускоренного исследования узла (тормозов механизма поворота), определяющего предельное состояние трактора.

О б ь е к т ы и с с л е д о в а н и й. Обьектами исследований выбраны гусеничные тракторы ДТ-75М, выпускаемые в модификациях сельскохозяйственного и промышленного назначений класса 30...40 кН. Положения разработанной методики ускоренных ресурсных испытаний тормозов механизма поворота трактора класса 30...40 кН проверялись в лабораторных условиях на комплексном стенде, спроектированном и изготовленном в отраслевой научно – исследовательской лаборатории (ОНИЛ) «Исследование нагруженности трансмиссий промышленных тракторов» при ПГУ им.С. Торайгырова, научным руководителем которой являлся автор настоящей работы.

М е т о д и к а и с с л е д о в а н и й. При исследовании вопросов взаимодействия звеньев машинно–тракторного агрегата и выборе оптимальных параметров упругих связей между ними и узлами трансмисии трактора были использованы статистические данные, полученные при экспериментальных исследованиях. При теоретических исследованиях процессов движения, были использованы математические методы дифференциального, интегрального и операционного исчислений, решения дифференциальных уравнений в общем виде, положения теоретической механики, статистической динамики, теорий вероятностей и случайных функций. При решении дифференциальных уравнений, описывающих процессы установивщегося движения и поворота, а также анализе результатов их решений использовались численные методы на ЭЦВМ.

При разработке методики ускоренных испытаний использовались полученные при экспериментальных исследованиях статистические данные эксплуатации тракторов данного класса в различных зонах стран СНГ. Экспериментальные исследования выполнялись в полевых и лабораторных условиях с использованием современной электронно-измерительной аппаратуры, обладающей достаточно высокой точностью измерения. Точность результатов исследований составляла 4... 6% с доверительной вероятностью 0,95.

Н а у ч н а я н о в и з н а. Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлены закономерности изменения процессов при установившемся движении и повороте трактора; исследовано влияние инерционно-упругих свойств элементов на качество установившегося движения и предложены теоретические положения выбора оптимальных параметров упругих элементов системы; разработана методика определения инерционно-упругих параметров элементов и определены их значения для гусеничного трактора ДТ-75М; установлены статистические характеристики внешнего возмущения и воздействия оператором на органы управления трактором при выполнении различных видов работ; предложены математические выражения для описания их и процессов изменения нагрузочных и кинематических параметров; сформулированы требования для имитации внешнего воздействия и разработана методика ускоренных стендовых исследований; по разработанной методике проведены ресурсные испытания механизма поворота гусеничного трактора на спроектированной и изготовленной комплексной лабораторной стендовой установке для ускоренных исследований динамических и надежностных качеств узлов и агрегатов трактора; основная часть результатов работ внедрена в производство.

О с н о в н ы е п о л о ж е н и я, в ы н о с и м ы е н а з а щ и т у:

- обоснование видов первичных внешних возмущений для гусеничных тракторов класса 30 – 40 кН тяги сельскохозяйственного и промышленного назначений;

- определение значений статистических числовых характеристик внешнего воздействия на гусеничный трактор класса 30 – 40 кН тяги при выполнении основных видов сельскохозяйствнных и дорожно-строительных работ;

- методика аппроксимации корреляционных функций и функций распределения внешних воздействий и вывод аналитическихе выражений их нормированных видов;

- вывод формулы и определение значений показателей упругих свойств различных видов почвы и их применение при теоретических исследованиях динамики МТА;

- методика определения инерционно-упругих параметров деталей агрегатов и узлов трактора с учетом их масс и геометрических форм и их применение при исследованиях;

- исследование влияния упруго-инерционных свойств элементов трансмиссии на колебания кинематических и динамических процессов, возникающих во время работы в МТА, и определение оптимальных значений податливостей связей между массами многомассовой динамической системы;

- методика определения дисперсий и средних квадратических отклонений от равновесного состояния нагрузок на валах двигателя и ведущих колес трактора по кривым их спектральных плотностей и вывод формулы, позволяющей определить вероятность появления любого значения амплитуд колебаний их;

- исследование влияния закона изменения параметра управления поворотом гусеничного трактора с ПМП на динамику процесса с учетом некоторых особенностей факторов, воздействующих на него;

- результаты исследовательских работ, выполненных для разработки методики ускоренных стендовых испытаний с целью определения долговечности механизма поворота гусеничного трактора класса 30 -.40 кН тяги;

- разработка методики ускоренных стендовых испытаний механизма поворота гусеничного трактора класса 30 - 40 кН тяги;

- результаты ускоренных стендовых испытаний механизма поворота гусеничного трактора класса 30 - 40 кН тяги, проведенных по разработанной методике и рекомендации.

П р а к т и ч е с к а я ц е н н о с т ь. Внедрение упругих связей между звеньями машинно-тракторного агрегата и элементами трансмиссии трактора с оптимально выбранными параметрами улучшит тягово-динамические и эксплуатационные качества тракторов, а также облегчит условия работы обслуживающего персонала.

Внедрение результатов работы и разработанной методики и комплексной лабораторной установки для ускоренных испытаний узлов и агрегатов трактора позволит:

- повысить надежность (срок сужбы) отдельных узлов и в целом трактора за счет снижения динамических нагрузок;

- сократить длительность создания новых моделей тракторов и повысить совершенство их конструкций;

- получить экономический эффект за счет ускорения ввода новых машин и совершенствования конструкций узлов.

Р е а л и з а ц и я р а б о т ы. Работы выполнялись в соответствии с тематическим планом работ отраслевой лаборатории «Исследование нагруженности трансмиссий промышленных тракторов» и их результаты представлены в виде научных отчетов в распоряжение Челябинского филиала НАТИ и ПО «Павлодарский тракторный завод». Результаты работ внедрены в ПО ПТЗ при разработке и создании заднего моста гусеничного трактора класса 3... 4 т.с. с применением для тормозов механизма поворота фрикционного материала на основе металлокерамики с годовым экономическим эффектом 132 тыс. рублей (Акт об использовании (внедрении) НИР). Некоторые результаты работы, включенные в написанные автором учебник «Трактор теориясы негіздері» (1996 г.,332 стр.) и учебные пособия «Тракторды тарту кші динамикасы мен отын немділігі» (1995 г., 135 стр.) и «30 – 40 тарту класындаы «азастан» шынжыр табанды тракторларыны жалпы рылысы жне оларды пайдалану» (2003 г.; соавтор Чернов А.П., 232 стр.), а также изложенные в монографии «Шынжыр табанды тракторды динамикасы жне оны детіп сынау тсілдемесі»(2008 г.,346 стр.) и в других работах используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Автомобиле – и тракторостроение». Разработанная методика ресурсных испытаний механизма поворота гусеничного трактора принята для внедрения в качестве основной составной части отраслевой методики Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.





А п р о б а ц и я р а б о т ы.Результаты исследований докладывались на заседаниях ученого совета Челябинского филиала НАТИ, на АО «Павлодарский тракторный завод», на международных научно-технических конференциях профессорско-преподавательских составов ПИИ, ПГУ (г.Павлодар), МАМИ (г.Москва), Каз.НАУ (г.Алматы), АО «КазАгроИнновация» НПЦ МЭСХ (г.Алматы), Сельскохозяйственном институте вПраге (Чехословакия), Транспортном институте в Жилине (Чехословакия), Национальном инженерном университете Республики Никарагуа (Г. Манагуа)......

О б ь е м р а б о т ы. Диссертация состоит из шести глав, выводов и предложений, списка использованной литературы из 250 наименований. Диссертация содержит 393 страниц машинописного текста, 97 рисунков, 34 таблиц и 24-х приложений в 73-х страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Краткий обзор исследований внешнего воздействия и взаимодействия между звеньями тракторного агрегата и узлами трактора

Исследованиями авторов установлено, что при росте энергонасыщенности и рабочих скоростей тракторов воздействие внешнего возмущения переменного характера приводит к снижению некоторых технико-экономических показателей и росту динамических нагрузок элементов и повышенному износу их. При дальнейшем совершенствовании конструкций и решении вопросов постановки более мощных и повышенной производительности тракторов необходимо исследовать особенности взаимодействия звеньев машинно-тракторного агрегата (МТА) и элементов трансмиссии при случайном характере внешнего воздействия и установить инерционно-упругие свойства их и связей между ними.

Основной причиной возникновения колебаний валов двигателя и трансмисии, а также элементов ходовой системы и других частей трактора является воздействие внешнего возмущения. Во время работы внешнее возмущение передается на трактор через устройство связи между ним и рабочей машиной. В исследованиях общей динамики трактора, проведенных А.А. Аникиным, Л.В. Барахтановым, В.П. Горячкиным, И.О. Донато, Н.А. Забавниковым, Е.Д. Львовым, М.И. Медведевым, Д.А. Чудаковым и др. сила тяги на крюке, действующая на трактор, принималась постоянной и повернутой в продольном и поперечном направлениях на пренебрежимо малые углы. В действительности эта сила носит случайный характер изменения во времени. Поэтому при исследовании динамики трактора силу, приложенную в узле связи его с рабочей машиной, можно принять за внешнее возмущение, рассматривая ее как случайную функцию, предварительно определив ее показатели.

В настоящее время проектирование элементов узлов и агрегатов трактора производится детерминистическими методами расчетов. При теоретических исследованиях тракторного агрегата, как механической системы, необходимо наличие значений инерционных параметров элементов ее. До сих пор вопрос определения упругих параметров элементов узлов и агрегатов трактора в зависимости от случайного характера внешнего возмущения не рассматривался. Вопрос определения инерционно-упругих параметров элементов узлов и агрегатов трактора в зависимости от их формы, конструкции и условий работы требует исследования. Исследование указанных вопросов требует определение передаточных функций колебаниям элементов трансмисии и других агрегатов трактора от внешнего возмущения, построение частотных характеристик колебаний силовых, кинематических параметров механической системы, спектрального анализа их и определение оптимальных значений их с точки зрения статистической динамики.

Поворот трактора является одним из сложных процессов во время работы машинно-тракторного агрегата. Исследованию этого процесса посвящено значительное количество работ. Динамика поворота гусеничных тракторов более полно, но с некоторыми допущениями исследована в работах И.А.Гончарова, В.В. Гуськова, Н.А. Забавникова, А.К. Заверняева, Е.Г. Исаева, М.Н. Коденко, Е.Д. Львова, М.И. Медведева, А.О. Никитина, В.М. Позина, В.И. Саяпина, Я.Е. Фаробина, Г.Н. Шепеленко, и др. Вопросы повышения долговечности механизмов, обеспечивающих поворот трактора, в частности элементов механизма поворота, и разработка методики стендовых ускоренных испытаний элементов, определяющих предельное состояние, исследованы недостаточно. В настоящей работе рассмотрены вопросы дополнения и уточнения теоретических исследований процесса поворота гусеничного трактора с учетом особенностей изменения во времени параметра управления поворотом, момента сопротивления повороту, радиуса поворота и др., а также исследованы режимы работы механизма поворота при рядовой эксплуатации трактора и на этой основе разработана методика стендовых ускоренных испытаний тормозов, определящих предельное состояние его и приведены результаты стендовых испытаний.

Спектральный анализ внешнего воздействия на МТА

В данной главе рассмотрен вопрос определения по данным экспериментальных исследований характеристик внешнего возмущения МТА и процессов взаимодействия основных узлов и агрегатов его.

Для анализа внешнего возмущения были использованы осциллограммы, записанные в течение ряда лет во время проведения экспериментальных исследований при выполнении агрегатом с трактором ДТ-75М различных видов работ (пахота, бульдозерные работы – планировка, засыпка траншей, отрывка котлована и др.). При этом в качестве внешнего возмущения были приняты сила тяги на крюке на пахоте, а при выполнении дорожно-строительных и бульдозерных работ – моменты и , действующие на валах правого и левого ведущих колес. Установлено, что их можно рассматривать как стационарные случайные функции. После обработки осциллограмм с использованием известных формул теории вероятностей были определены средние статистические значения силы тяги на крюке , моментов на валах двигателя () и ведущих колес () , их дисперсии средние квадратические отклонения и коэффициенты вариации , а также их доверительные интервалы с доверительной вероятностью, равной 0,95. Проведенный затем анализ доверительных интервалов показал, что числовые характеристики параметров определены с достаточно высокой точностью. Найденные значения параметров можно принять как случайные величины. Поэтому функция, характеризующая плотность вероятности каждой из них и интегральная функция распределения найдены в виде (далее в качестве примера примем момент ):

, (1)

, (2)

где – любое значение момента, – его математическое ожидание.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 

Похожие работы:







 
© 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.