автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Определение нагрузок на крупногабаритные шины карьерных автосамосвалов в процессе движения

Министерство по делам науки, высшей школы и технической политике

Саякт -Пет вр5у рг о кий ордена Ленина, охдена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Г,В.Плвхвнова

На правах рукописи КОПЕЕВ Владимир Врьевич

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГруэок рл КГ/шОГШРШЗДЕ ШИНЫ шшт. АВТОШОСВАДОВ В ПРОЦЕССЕ двишш '

Специальность 05.05.06 - Торные малины"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1952

Работа выполнена в Санкт Петербургском ордена Ленина, орде. на Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горном институте имени Г.В.Плеханова.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

' . А.А.Кулешов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

' . ' П.А.Кразченко

кандидат технических наук

. П.Л.Мариев

•Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

крупногабаритных шин ОШ КШ)

Защита диссертации состоится

" " РЖа&Р 1992 г. в ^^ час. ,^¿7 мин. на заседании специализированного . Совета Д.063.15.12 в Санкт-Петербургском горном институте имени Г.В. Плеханова по адресу: 199026, Саннт-Летербург, 21-я линяв, 2, ауд.К

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского горного института имени Г.В.Плеханова. .

Автореферат разослан "

/Г" ИОЯПРЯ 1992 р.

Ученый секретарь специализированного Совета д. ..н., профессор! ■ /

й.А.Тиыофеов

ч \

^ЯКЙ-Г "i. • j Sr;ЕЛ \

. ■* т . у ' I

У .'ДА Г-•• 'ЛЛ'

- . ОЩАЯ ХАРМСГЕРИСМСА РДБОТи , ' ' . ' '

уальность темы. На крупных карьерах широко используются автомобили-самосвалы грузоподъемностью 80...180 з, оснаца- ."' рупнога^аригнкми сданаии (КПП). Работа шин во многом опреде-кеплуатационныо свойства автосауосвала: плавность хода, безо- . гь, динамичность, устойчивость и др, Лэ-яа большой массы ав- . г^вала и перееосиыого груза, сложных дорожных условий и ин- ■ ной эксплуатации КПП испытывает тяжелые режимы нагружения,; • -/■ чиеакщив их эксплуатационнШ ресурс до 25.. .50 тыс. км. Яз^эа \ стоимости КГШ эксплуатационные затраты на них достигают. > Зй от общих транспортных расходов.; Поэтому создание высоко- ; < шин к повышение их ресурса является'актуальной задачей. ..." зстно, что ресурс ¡шы определяется ее нагрукечностью и при 2нии нагрузки от 10 до ЗОЙ снижается соответственно на 15 и эличина нагрузки зависит от свойств самой' шины и системы зорияздия, ма'ссц яптосаиосвапя, приходягасйзч на колесо, ха-ютик дороги, скорости дмшжиг. и многих других факторов., мть нагрузку расчетным путем из-за геометрически и'фипкчсс-тейннх свойств кипы, наличия неустановившихся к переходных^ . . 5 движения автосяыосвала достаточно сложно. Из-за отсутствие . jx экспериментальных методов до настоящего времени не , приме-, , фугой путь - непосредственное измерение нагрузок на шину в ' :е движения автосамосвала. Поэтому Лактические величины и , 'ры режиыов нагрунэжя шины и деталей ходовой, части азтсеамс-необходимые для их расчета, практически не известны. ■ ¡енение экспериментального метода npi исследовании, яараме.т-'ружения шины позволяет получить распределение, нагрузки и на ,.* а.налица закономерностей изменения параметров распределений >тать вероятностную модель нагружения шины п условиях зкеплу-, ..

Раз рай ""г ка такой модели является основой для прогноэирова- : ■дзателей надежности вины, совершенствопадая. мзтсдое ее лроу- . о расчета и определения путей позмсения ресурса, вин. м образow, экспериментально!; определение нагрузок, дейстяуд- . шины.автосамосвала, актуйлыо и кисет теоретические; и ..при-?/ :", .значение. .. .■..:.'■- . ,.'•':/-

Целью работы является определение ¿иловой нагруженнопти крупногабаритных иин карьерных автоеадаивглов в реальных условиях эксплуатации для повышения их тэаеурса.!

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

I. Разработать метод экспериментального определения нормальной нагрузки, боковой и продольной сил, деГ>стьующизс на икну движущегося автосамосвала.

Разработать'вероятностную модель силовой погруженности шины.

Ь. Исследовать режимы нагругения шн в процессе эксплуатации.

4. Разработать гскомендацик по использованию окепериментальных данных о нагружении ниш для повышения их ресурса при проекта рованиа и в процессе эксплуатации.

Методика исследования включает в себя:

- теоретические исс.'сдоваиия закономерностей изменения величин усилий, Со:.гавлнз:чих нагрузку и действующих на шину при движении автосамосвала,

• - экспериментальное исследования режимов нагруяения КГИ1 в процессе движения аьЧссам.освала с помощью специальной аппаратуры;

- экспериментальные исследования величины погрешностей используемого метода измерения сил;

г анализ, обобщение и интерпретация экспериментальных данных методами теории вероятностей и математической- статистики, обработка аксперментавышх даннях с использованием ЭВМ; .....

- технико-эконоуичеекпй анализ результатов исследований.

.' Научная новизна работы заключается в следующем:..

- разработан принципиально нозый метод определения силовой нагр^ женности крупногабаритной шины, отличающийся от известных тем, что усилия на айну опредетяитсл по деформации се радиального сечения пр! движении автосамосвала;

- предложена вероятностная модель кагруженкя Н1'И1 движущегося аит< самое ¿¿та БелАЗ-/621, в которой величины нормальной нагрузки описи-з8ютса распределением .Зейбулла, а величины боковых усилий - нормальны:

•- установлена зависимость коэффициента ьариации нормальной нагрузки от коэффициента слоккоста трассу, представленная в ¿иде полинома. второй степени;

- предложена штампа. юштвсшЛ оцснкй нетрукен;:?. сиаы на раздгчкых хар&рутак по госф^гздхнгу сяскнссск красен.

• Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена достаточным объемом экспериментальных исследований и хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных данных (в пределах 10%). _ '

Практическая ценность работы. -Определенные экспериментально • • ,'нк-ции распределения нагрузок используются в качестве исходной информационной балы в программах стендовых испытаний шин, узлов и в вероятностных методах расчзта на прочность шин и узлов ходовой части автосамосвала, что сокращает сроки и затраты на создание шин новых конструкций. ■

Методика'и разработанная про. ракма определения нагрукенности шин позволяет прогнозировать ресурс шин на различных маршрутах, либо более точно выбирать шины различных моделей с учетом реальных нагрузочных режимов.

Реализация работы. Результаты исследований приняты к использованию прх конструировании ян в Научно-исследовательском институте крупногабаритных шин (Н>М КПП) и для совершенствования конструкции ходовой части карьерных автосаыосвалов Белорусским автозаводом ПО "БелавтоШ".

Апробация •работы. Результаты исследований доложены и обсуждены , на конференциях молодых ученых (1988-1952 гг.), научных семинарах кафедры Горных транспортных машин и заседаниях НТО горно-электромеханического факультета СП5ГИ, на Ученом Совете НИИ КГ'Ш (1990 и 1991 гг.). :

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 работах, по материалам диссертации получено 3 авторских свидетельства на изобретение.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 158 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 99 наименований и II приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность исследования нагрузок,, действующих на ¡{ГШ карьерных автосамосвалов грузоподъемность» ПО... ... 180 т, в реальных условиях эксплуатации. .

-б -

V '• В первой главе выполнен анализ изученности проблемы, опроделе * цель и садачи исследования.

/ Вопросам,исследовании'карьерного автомобильного транспорта п цены работы М.В.Васильева, В.А.Галкина, А.А.Кулешова, В.А.Михайл . 1, И..ГлГ1отадова, З.Я.Сироткина, Ё.П.Смирнова, П.й.Тсмакова, А.С.Фид '" ва, В Л .Яковлева, Э.В.Горшкова, Jl.il. Добрых, И. 3. Зырянова, А. А. Ну л-рявцева, П.Л.Мариева, В.Я.Майминда, А.Г,Нечипоренко, • В.А.Осозшна 'других авторов. Анализ этих работ показывает, что- повышение наде

■ сти и эффективности Использования карьерных автосамосвалов завис ' от ^/зальной нагруженкостя узлов ходовой части и крупногабаритны* ' ; , /Изучению работы автомобильного колеса с пневматической шиной

- свящаны работы М.Е.Келдыша, Е.А.Чудакова, В.И.Кнороза, Б. Л.Биде] на, Н.Н.йцснко, Б.Л.Букина, М.А.Левина и др. Анализ литературные

:• точников, показал, что при наличии достаточно глубоких исследовав в области работы шин автомобилей общего назначения, крайне мало ' следованы режимы нагружшия КГШ карьерных автосамосвалов грузоп« • ешоотьш 110..Л£0 т, освоенные отечественной промышленностью < ' j/нительно недавно (7...10 лет назад). Значительные нагрузки, и« ваемые, КГШ, и тяжелые условия эксплуатации, существенные конст; ■ •■;". тивныэ отличия и белым*. геометрические размеры не дозволяют .и

■ пользовать результаты исследований, выполненных для шн общего ! '»*: чеш:я и КПП автосамосвалов меньшей грузоподъемности. .Особо важн ',, ■ значение ириобрётшот исследования нагрукекности КГЦ типоразмера

: 40.00-27, устанавливаемых на автосамосвалы грузоподъемностью 17 :;•"...Ш т И пехшоприводные кашны грузоподъемностью 250...280 т. .Нагрузку на икну можно представить совокупностью сил и момен ' действуюарх "о стороны автосаыосвала и уравновешенных реакциями роги,-приложенными в зоне контакта Срис.1). В работе признано к '• 'ходимым исследовать силовое нагружение шины; нормальную нагрузх боковое и придольноз усилия. При движении е.втооа.,освала измене!

- сил носит случайный характер,.а их взаимное влияние друг на д •. .нелинейные свойства пи.л создают сложности .при определении рэал]

нагрузочных режимов к не позволяют получить модель нагруяе:-?йя i ■■■■-лигическим методом. , i

Наличие большого'ч зла факторов, влияющих на изменение '.:ил i ■-'• поддающихся строгому учету, вызывает не Сходимость получить ве; ' ностну» модель распределена' каадого из усялиД с помощьз'гкепе ыёнтальмьр: методов. ,» .

РиаЛ. Внешние силы, моменты и реакции, приложенные к катящемуся колесу:

Рх,Ру - нормальная нагрузка, продольная и боковая силы;

Аоп ,ЫЛ- крутящий, о а ро киды в аюци й и поворачивакщий моменты;

Е^.Еу - нормальная, продольная и боковая реакции опор. ной поверхности.

Применение экспериментального метода определения усилий для разработки вероятностной модели наг^укения требует определенным образом рзнвдровать условия,оисняуатеции автосамосвалов. Извастк! методы оценки коэффициенте сложности маршрута не учитывает реальных свойств шин. Методы оценки условий эксплуатации,по отработан^ •цаму шиной ресурсу не могут быть применены из-за отсутствия данных о реальном режиме натру жения и процессе накопления тиной повреждений. Следовательно, модель решдь. налружения необходимо получить в результате эксппримептального определения распределений усилу.й в совокупности с анализом факторов, спределяоцих дорожные условия и движение азтосамосвала аа маршруте.

Изучение причин отказов НЛП типоразмера 40.ОС-57, выполненный для Нершгринского угольного разреза П0''Якутуголь", показал, что почти 60» отечественных, шш списываются. в утиль иг-за отслоений протектора вследствие внутренних радрущешй элементов шины. Осжн ной причиной отказов являете* усталостное разрупение ыежслойкых резин, вызши;ое превышением нормальной нагрузки сверх допустима значений. ; •

Анализ применяемых методов расчета КТО показа;!,' что вмеокую Т( ность расчета вины как элемента кочетруг ии обеспечить пока нево; можно. Из-за слокности описания реального нагрузочного режима, »1 делей <)ор.ш и материала вини ее прочностной расчет производится по статическим нагрузкам.'Методы прочностной надежности шн, поз! ляицие оценить их работоспособном; на стадия проектирсвалия, но используются. ... * У'.'*'-'"■ '

Для проведения экспериментальных исследований разработано оря нальнм устройство, позволяющее определять нормальную нагрузку и боковую силу по деформации радиального ссчения шины.Для олредела продольных усилий на ведущем колесе использован экспериментально -расчетный метод, заключающийся в измерении тока тягового двигат мотор-колеса и динамического радиуса колеса.

Во второй главе расчетными методами оцениваются величины сил : реакций, действующих на шину. Рассматривается установившееся дви жеяие адюеамосваль., представлен!,юго з виде твердого недеформиру мого тела, и «зозмудекное движение системы колеблющихся масс авто самосвала от воэдейстзкй» еызванных неровностей дороги.

¡¿г уравнений движения .уравнения кинетостатики), полученных з использование!.! принципа Далаибера, определены миг.сималыдае вели

_ д • /

акций дороги, исследованы их зависимости от уклона дороги, радиу-поворота махины, скорости движения, загрузки автосаыосвала и др. Нагруженаость шины иа маршруте предложено оценивать коэффици-том сложности марцрута Кц , определяемого суммированием коэффи-онтов изменения динашческчх реакций, вь-численных в точках Марата, расположенных на расстоянии, равном длине окружности колеса, /эффициент сложности маршрута позволяет раншровать различные марш,-"гы по критерию нагруженнсоти шин при. установившемся движении автоповала. ...

Дополнить учет динамических составляющих, реакций позволяет рас-'" /отрение колебаний масс автосамосвала, з вертикальной плоскости;

Анализ структурных схем, описнвщощих колебательную систему автоамос вала, позволил выбрать для дальнейиего исследования разделенную вухмассовую колебательнуа модель, в которой шна представлена уп-угим.элемемгом с .коэффициентом «астксзте С и коэффициентом сопро-. ивлзния колебани» К .Уравнения движения системы имеют видт

, (I)

Мге (к, щ) (с,+сг)-><#( -с^к^фь $(¿1 (2)

£,а Мл и М - приведенные подрёссоренкаяя неподрассоренная массы ■ аэтосамосвала; • . . • .

Лу и ./¡г - коэффициенты упругого сопротивления колебанию в \

подвеске -и сине; .Л-.-'.; \ '-'.•'•'.*' ' -<

, А и Сл - коэффициенты жесткости рзссорн и шины; ' ■ - (функция,... описывающая неровности дЪроги.' Переходя к парциальным частотам колебаний и пренебрегая демпфированием в упругих элементах, -что не снижает;величины максимальных усилий,' с использованием 'преобраэоваяи.тДалласа, получаем выражение для функций, описывающей реакции системы: ■ ' • ■'..

где со и а^- парциальные частоты! вертикальных колебаний под- ;; рессоренных.и наподреесоренных масс;

• ' fL - отношение эуих масс;

•. 5 - оператор дилерекцирозашя при преобразовании Далласа. Выражение в квадратных скобках является передаточной функцией ' перемещения колзса с щной, устанавливающей' связь возмущений на ' . входе и реакций на выходе колебательной системы. у/ .Подставляя в выражение (3) величины собственных частот, а вкес , ;/>. »мнимую величину ¿V ,'где . 9 - частота возбуждающего воздей ствия, можно исследовать параметры колебательной системы и опреде лить харакх-йристики ее реакции на возмущение, создаваемое единич-- ным дпульоом или периодической функцией. . ■

Методы статистической динамики позволяют с помощью передаточной функции вычислить статистические характеристики реакции колеб тельной системы при случайном воздействии. Для этого микропрофкль дороги представляется спектральной плотностью или описанными в на учно-техшческой литературе ее аппроксимирующими выражениями. Однако идеализация шины в виде линейной вязкоупругой модели не "■■. удовлетворительна, так как при этом не учитываются и полной мере рактеристиш шины, и для более точного описания реакций колебател ной системы требуется проведение экспериментальных исследований.

Анализ методов определилия нормачьной, боковой и продольной ре акций, действующих на вину автосамосвала, позволил использовать £ их расчета на ЭШ программу на языке Фортран. Принятые при выводе уравнений допущения аналогичны общепринятым в теории автомобиля я следовательно, ожидаемая погрешность результатов вычислений-(10.. i..20%) не мозгст'быть существенно уменьшена из-за существую^их г:. костей полного учета характеристик шины и факторов, влияющих на i ■грузку. _ -

Вычисляемые величины реакций дороги для конкретного маршрута следует рассматривать как начальное приближение к распределению усилий, а коэ$[«циент изменения динамических реак ,ий использоват! для ранжирования различных маршрутов по их сложности. Предлагаем! методика оценки .нагруяи.-шости шины по ее радиальному сечеш» ochi вана на дискретизации маршрута с шагом, равным длине окружности : катяцегосн колоса, и отличазтея от известных тем, что учитывает мшердарофиль дороги» В' зывающий вертикальные колебания касс авто самосвала, описываемый либо аналитически*либо статистическими . зависимостями, а такке расло- эзеешэ колеса с икной на азтосшосв

В третьей главе изложен принцип paüovu измерительного устройства для определения сил, приведены методика, условия проведения '.и результаты стендовых и производственных экспериментальных исследований.

Стендовые экспериментальные исследования проводились в ПО "Боб-руйскшина" и позволили получить грацуировечнае зависимости измерительного устройства, проверить его работоспособность," определить погрешности измерений, которые составили 7,4% при определении нормальной нагрузки, 9,4% при определении боковых и IOS» при определении продольных усилий. '

Производственные экспериментальные исследования выполнялись на угольном разрезе "Нерюнгринский" ПО "Якутуголь" при движении автосамосвала ЕолАЗ-752П по типичному марлруту. Анализ экспериментальных данных показал, что значения нормальной нагрузки к бокового усилия являются дискретными случайными независимыми величинами (значения нормированной корреляционной функции не превышают 0,17) и, следовательно, их полной характеристикой является функция распределения. массивы экспериментальных данных, полученных для одних и тех же условий нагружения шины (одинаковой нагрузке, приходящейся на колесо; одном маршруте .движения и интервале изменения среднетехнической скорости в диапазоне 20...30 км/ч), при высоком уровне значимости (бел;е 0,2) являются выборками одной генеральной совокупности. Конкретные реализации, зависят от степени загрузки автосамосвала, качественных характеристик дороги и других условий нагружения колеса.

. Гистограммы и,кривые омпирического распределения нормальной нагрузки для переднего и заднего колес автосамосвала БелАЗ-95211 ' (рис.2) показывают, что минимальные измеренные значения нормальной нагрузки не снижаются менее 100 кИ. Численные характеристики эмпирически х, распределений достаточно однородны: математическое ожидание близко по величине к. статической нагрузке, действующей на колесо со стороны автосамосвала, и находится в интервале 500...650 кН, среднеквадратическое отклонение изменяется в пределах 90...145 кН, коэффициенты вариации - 0,22...О,45, коэффициент ассимметрии до- ' стигает величины 0,55 и может изменясь знак. , ; i.,

Из статистической обработки репрезентативных выборок следует, ; что нормальная нагрузка наилучшим образом описывазтся трехпараиет-; р!ческим распределением Вейбулла. Параметры теоретического распре-

; М*

. к а» и«« «*>*»

колесе аетосаиосвала БелАЗ-75211

•.';. • ■' ■ ./м»1

/(О В'

■', < ' усилий, измеренные » передам* «■ колесе *в*озамрсмяа БелАЭ-таи.

• 'деления определены из табулированных в СПбГИ на ЕС-1035 их зависимостей от числовых характеристик эмпирического распределения. 1 Распределения боковых усилий, измеренных на переднем и заднем колосе автозамосвала ВолАЗ-7521 (гистограммы и кривые плотности распределения на рис.3) носят симметричный характер и отличаются , для разных распределений знаком центра рассеивания. Математическое ожидание бокового усилия невелико (не превышает 10...20 кН) и в-. . чбольшей степени определяется поперечным уклоном дороги. Коэффициент' вариации колеблется весьма значительно и достигает.значений• 60...80, что определяется качественными характеристиками дороги и изменением,скорости и траектории движения ка маршруте.

Распределения боковых усилий наилучшим образом описываются нор-■мгиьным распределением. Параметр« распределения приняты равными их ' статистическим оценке л.

Полученные распределения продольных усилий не позволяют, выявить их флуктуации из-за непрозрачности звеньев кинематической цепи .. " , "двигатель - колесо о ¡никой" для быстро ;!пмснтаср;хсг усилий. Сред-' няя величина продольных усилий практически не изменяется для раз- -личных рейсов и составляет 56,7'кН, а среднеквадратическое отклена- : кие изменяется в относительно широких пределах (10...35 кИ). Получанные значения продольных усилий следует считать детерминированными величинам!, которыо характеризуют сопротивление движению а. тосамосвала на маршруте. Дня их обработки неправомерно применять методы теории вероятностей.

В результате сопоставления величин коэффициента сложности маршрута, вычисленных по предложенному алгоритму за полный трглглорг-ный цикл автосамосвала (экскаватор - отвал"- экскаватор) с коэффициентами вариации 'распределения Вейбулла, полученных для этих же маршрутов экспериментально, установлена их функциональная зазисц-. моеть "^г * / , списываемая полиномом второй степени. На

основании слализа. экспериментальных даяния сделаны выгоды о случайном а стационарном процессе изменения нормальной нагрузки,' обличающего эргодическим «зоКстаси.

Принимая, что ерзднетехн'лчча'&н стуомь ani-ooa.vojEU.ia из лроац-шаот 20...25 км/ч и не пркподнт к т'лчлсым р&чууяспиям синь, а загрузка аптосчиоевала соответствует ш ¡порту «.то оогрузки, дл,; оценки

- к -

нагруженное™ шны предложена вероятностная модель. Модель учитывает схему работы автасамосвала, расположение колеса на автосаыо-свале и сложность маршрута в позволяет определять параметры распределения нормальной нагрузки, не 'проводя натурных испытаний.

. В четвертой главе приведены рекомендации по повышению, ресурса -КГШ типоразмера 40.00-57 и расчет технико-экономической эффектов-ности результатов исследозаиий.

Повышение срока службы шин карьерных амосамосьалов при соблюдении правил их эксплуатации и удовлетворительном состоянии автодорог достигается учетом фактического нагружения шины на этапах ее создания (проектирование, конструирование, проведение испытаний) и при эксплуатации, а также за счет совершенствования конструкции хо довой части автосамосзача. При этом большие трудности вызывает про гнозироваше показателей прочностной надежности. На основе вероятностной модели наг'ружения КПП разработана методика определения показателей прочностной надежности КШ, в которой использованы известные преобразования теории вероятностей и гипотеза суммирования усталостных повреждений. Кривая усталости материалов шины может быть описана зависимостью:

/?"7. = С, С4)

где /? - нагрузка на шину, кН; - наработка шины до разрушения, тыс. км;/77 и с - константы, зависящие от'конструкции шины.

Предло»е-нная. методика позволяет определять плотность распределения ресурса шины на различных маршрутах: 1,

где а , ь и л - параметры распределения нормальной нагрузки на отом маршруте.

Средже ресурсы НШ, рассчитанные для маршрутов, на которых измерялась нормальная нагрузка, составляют для шин диагональной конструкции 27,2...81,1 тыс.юл, для и':лн радиальной конструкции -29,6...106,5 тыс.км и коррелируют с данными их эксплуатации.

Установленный закон распределения нормальной нагрузки (Вейбулла) позволяет вычислять вероятность безотказной работы шин:

А

/ "'де т^ , «Ус - параметры распределения, описывающие проч- -ность конкретной шины. Для их определения требуется проведение специальных экспериментальных исследований и поэтому решение задачи представлено в общем виде. При известит законе распределения • ■ прочности шины, задаваясь вероятностью ее безотказной работы для конкретных условий эксплуатации, конструкторы получают возможность за счет подбора материалов и варьирования геометрических размеров создавать оптимальную конструкцию шины.••■■'. " ■ -

Применение в существующих детерминированных методах расчета.шин на прочность величины математического онядания нагрузки, полученной экспериментально или с помощью разработанной вероятностной модели нагружения шины, позволяет более обоснованно принимать величину расчетной-нагрузки (на 10...15$), что. повышает точность расчета шин. '.

Использование экспериментальных данных: о фактическом нагружении • шин, определяющих в свою очередь нагруженность деталей ходовой части автосамосвала, позволяет повысить точность их расчета на прочность и совершенствовать систему подрессорпзания автбсаыосвала.

В- результате выполненного исследования в диссертации решена актуальная научная задача по определению силовой нагруженности шин карьерных автосамосвалов в процессе движения,, что позволяет Определить пути повышения ресурса шин на этапах ее соэдшгия и эксплуатации. ".

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующее выводы:. ; ". . .

1. Одним из основных способов повышения эффективности эксплуатации карьерных автосамосвалов является повышение прочности и надежности тин. На современном уровне развития знаний в этой области целесообразно определять параметры нагружения шин наиболее досто- ■ верным - экспериментальным методом.

2. Разработан метод определения силовой: нагруженности шин, от-, личающийся от известных тем, что нормальная нагрузка и боковое усилие на шину определяются соответственно с точностью 7,4 и 9,4% по деформации ее радиального сечения при движении автосамосвала.

3. Оценивать нагруженность шин на караруте и ранжировать марш-' руты по их сложности следует по-коэффициенту сложности маршрута, Алгоритм расчета которого разработан в результате аналитического и

■ статистического определения реакций дороги.

" 4.-Экспериментальные, исследования' позволили ."становись закономерности воздействия на шину, нормальной нагрузки и бокового усилия. Распределение зти:с усилий на высоком уровне значимости (более 0,05) подчиняется соответственно закону Бэйбулла и нормальному закону.

■ Для. маршрутов, на,которых производились "измерения усилий, установ-. лены ларааетры распределений, которые могут быть использованы при'

< вьйоре шин и определении их ресурса. .

'5. Разработанная вероятностная модель нагружения шины, в основ-

■ ву которой.падояена зависимость коэффициента вариации нагрузки от -ног "фицкента сложности марцрута, позволяет без проведения натурных

•испытаний определять параметры распределения нормальной нагрузки, л .' £>', Полученные результаты могут быть эффективно использованы в .. ' вычислительном эксперименте по определению нагружэнкоита КПП и уз- лов ходовой ,части автосамосвала, а такта "являются информационной, базсЛ для проведения их стендовых испытаний, что позволяет на 10$ повысить точность воспроизведения нагружения. г 7. С использованием взроятноотной модели нагружения шины, учи-• тываюцей реальные режимы нагружения, предложены методика расчета среднего ресурса шин, рекомендованная для применения при проектиро вании шин, и усовершоис! ованная методика потери ресурса, рекомег*-'■ до ванная для планирования расхода шин на автопредприятиях. . • -8. Годовой экономический эффект от использования данных о фактическом нагрукении ик типоразмера 40.00-57 при испытании опытной партии ишн за счет экономии шин. к сроков проведения, испытаний сос-■тавил 60 тыс.руЗ (в ценах 1951 г.).

. Сс..с.зкке1 положения диссертации опубликованы в следующих работа;

1. Коятзр. B.D. , Ьелобородько Ю.С., Новик В.А. Определение нормальной деформации шн карьерных аитосачосвалов. 6 сб. Совершенств!

• ваше методов изучения поисков и разведки, технологии добычи и переработкл'руд с целью улушения комплексного освоения недр и охршы онругасцей среды'1, 1991 г. Тезисы докладов,- Красноярск,

2. Кулешов A.A., Когл.в B.D., Мьрголии И. И; Определение нагрузок . i.a шины .тсв^околесных мадгин в проце,се движения: .14 ме*:дуна-

родная научно-техническая конференция "W.e/.ашзаш'я и автомата-' , аация земляных работ". Тезисы докл. / Киевский we.-строит, ин- , -статут. - Киев, IS9I, - С.210-212.

Коптев В.Ю. Стенд для исследования, эксплуатационных характеристик пневматических шин / Записки ЛГй т.126 Л., 1991, C.85-Ö9.1- : Коптев В.Ю., Кулешов A.A., Марголин Л.И. Для оценки нагруженно-сти шин карьераж автосамосвалов // Автомобильная промыслен- . .»'ость. - IS9I - !?'« - СЛ2-13. . - , .. V

Яоатов Н.Ю., Кулешов A.A., Марголин Я.И., Нечипоренко А.Г. . Слр^делз|И'5 реакций дороги, действующих на колеса автосамосвала •■■' .. БеяАЗ-75211. // Äs в. Вуз on, Горний журнал' - IS92 - }? 3 - С.94-98. ' Коп?оп B.C., Крайкоз 'A.A., Новях В. А.'.Определение продольных . усилий, действующих ка пневматические кг чы шахтных самоходных машин, ß сб. "Пути ¿озериенотвозадая подземных горных работ и ■ --охраны окружающей среди в условиях перехода к рыночной зкэнс:.,и-нз", Май 1992 г. Тезисы, доводов, Нозокузиецк С. 70. *. ;

A.C. Р 1Ь802П СССР. Стенд для иеп^'ТРН.чя пневматнчссnix кш.. -Спубл. 23.07.90, Б.Л. j( 27 (авторы изобретения Коптев В.Ю., Мирная З.Н.).

A.C. If 1658010 СССР. Устройство ддя измерения деформации лнев-матической шины на движущемся транспортном сродстве. - Спубл:, 23.06.91, В.И. 23 (авторы изобретения Коптев В.Ю., Кулешов H.A., Марголин Л.'А.).

A.C. I? 1753229. Устройство для измерения деформаций пневматической шины - ияубл. 03,Ш. 92. d.U..}/ (аьторл изобретения , Колтез В.Ю., Кулешов A.A. Жтуролт Л.'А. ). '