автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Динамика пневмоколесного бульдозера при автоколебаниях

ХйрлЬэштш гооудароттмнньга мяоыовилыю - дорожный О - " ч '

«псничаяшй университет

На правах рукописи:

Иотсмин Владимир Павлович

ДИНАМИКА. ПНЕВМОКОЛЕСНОГО БУЛЪДОЭЕРД

у

ПРИ АВТОКОАНБАНИЯХ

05.С5.04 - машины для земляных и дорожных рают

АВТОЕЖЕРАТ диооврпации на ооиоханио ученой сятагевгц кандидата технических наук

Харьков, 1020

Диссертация продогавлена в вида рукописи

Ргию-та выполнена на кафедре строительных и дорожных каш Хйригагггкго гооуда.рсггь0ННош ашомонильно - дорожного техыичеакс университета. СХГАДТУ)

Научные руководители: кандиуууг технических наук,

профвооор Назаров A.B.; , кандидат технических наук, додэнт Емельянов ВЛ,

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профвооор Никулин ГШ ; кандидат технических наук, доцент Каолин Н.Д..

Ведущая организация - Харьковский тракторный завод

им. С. Орджоникидзе

Защит ооетои'изя 1990г. ъ/оо^иза на заседании специализи!

ванного ученого совета D 02.1 Р. О2 Харьковоошго государсггвенного алл моыильно - дорожного технического унидароитегга по адреоу-. 310СУ1 г^Сарьков, улЛегровского, 88

С диооерш.цией можно ознакомшъоя в вивлиотокя Харьковского i рудареггнещгого аттшонилъно - дорожного технического университета

Автореферат разослан " fy " Я, 1996г.

Ученый оекрегшрь специализированного ученого оовет,

доктор технических наук, додент Подригало М.Л

Атуалыють равога. Комплексная целевая научно - техническая рамма овеопечения потревноотей Украины машинами и оворудованием опроительно - дорожного, комму нального хозяйства и полиграфичос^ ггромы шлвн носии на 1ШЗ - 9бгг. предусматривает ряд мероприятий; аечивакнцих развитие строительного и дорожного машиносггроеншь

Рост овьемов производит эамлеройно - транапоргных машин (ЗТМ) сраине планируемая в основном за очят создания оамоходных колесных ин, овладакхцих выоокгши »коплут&ционно - техническими качества-.

Опыт эксплуатации показывает, чао в узлах ЗТМ возникаю!' значи-1 лые динамические нагрузки. Они в конечном итоге определяют тех-1

0 - экономические показатели цульдоэоров, погрузчиков и др. машин. В настоящее время имеютоя доагаточно проверенные практикой мо-.

j определения нормальных равочих и случайных нагрузок на равочев эудование и другие узлы ЗТМ. Однако для отдельных елементов и ден зй ходовой части колесных ЗТМ и их транамиооий вти нагрузки не яютея определяющими.

Анализ равочих процессов энергонасыщенных колесных ЗТМ показы-' г, что далеко не вое режимы их нагружения изучены и исследованы галочно полно. В частности, не получил своего отражения в научных; гедованиях адяоколевательный ражим нагружения ЕЕухщдоэеров, поо-сггвия которого крайне отрицательны. Цель равоты. Улучшение эксплуатационных показателей пневмохолес-вульдсОзра на оонове анализа шецифичеоких динамичеоких про пропри его аишкопеваниях, учет влияния атих колвваний при выпопнв-

1 прочностных и других расчетов узлов машины.

Научная новизна исследования заключается в разравотк» и анализ? амичозкой и мааемашчвзкой моделей пневмоколеоного вугадоэвра при; авюколеваниях.'

Практическая ценноопъ равоты. Использования полученных в диооер-,ии реаулыпатов позволяет

• на отпдгт проектирования пнелмокоявоного вуладэзврв. определять

уровонь нагруженноогги отдельных узлов трвношюоии, ходовой ч «тги и р&вочого оворудзвания, & татке уровень вивроции на раЕ ... чем месгге машиниста;

• наметить мероприятия ховшрукгивного характера о целью он жения динамичеаких нагрузок в узлах машины, уровня нивр ции раючем меоте машиниста;

• рекомендовать эксплуатирующим дорожно - спроиюльную техн ху организациям приемы управления машиной ш выводу ее 1 режима аттжолеваний,"

Реализация радогпд. В ходе равоггы над диооертоциай ныла шрое тирована и изготовлена гидроовьемная прансмишия (ГОТ) для цульдОДо] на вазе пневмоколеоного трактора Т-10ОК о использованием гидромашин гидроагрегатов отечеогаонного и З&руввжмого производства.

Результаты раыоты использованы головным КБ Харьковского траил рного завода (ХТЗ).

Основные данные исследования иапольаужигая в научно - иааледоват льоких равотах студентов, в курсовом и дипломном проектировании : кафедре строительных и дорожных машин (СДМ) ХГАДТУ:

Адровадия равоты. Ооновные положения равовд докладывались получили одрврение

• на Воеооюзной научно - тахничеокой конференции 'Повышение I дежноегт и акологичеоких показателей ангомовильных дьигач лей', гЛЪрький, 1990,

• - на республиканских научно - технических конференциях;

"Повышение вффекгивнооти замлеройно - транспортных маши г-Харышв, 1984,

"Повышение вффекгивноогги проектирования и испытаний с томоыилегй (в том числе для оельокого хозяйслва}', г-ГЪрып: 1984;

• на научно - технической конференции, посвященной 60 - летаю Воронежского инженерно - строительного институт (секция СДЩ Г-Воронеж, 1991;

• на овласггной конференции ".Достижения ученых - народному хо-Зяйогцу", Г-Харьков, 1990;

• на научно - техничеоких конференциях ХГАДТУ (в^САДИ) 1991 J 1998гг.;

• на объединенном научном оеминаре кафедр ОДМ и вкогшуатациц дорожных машин и охраны труда ХГАДТУ, 199&

Публикации. По результатам радахы одувпиковано 9 научных par. включая автороков свидетельство на иэовре^внив. Структура и овъеи роьоты. Диооертация оостоит из введения, 4-х , оыцих ныводов, атюка литературы, приложений и оодержит: »границ машинописного текста, 63 рисунка, 11 тавлиц, 8 приложи на 40 страницах, 189 наименований вивлиографии.

Содержание равоты

В сорной главе раоаыотрен ряд рават, поавященных иоаледованшэ на-ценности и надежности узлов и элементов землеройных машин. Ооовов з среди них занимает равоггы Т-В-Алехоеевой, КААрггемьева, ^мельченко, В.А-Вондаровича, ВЛЛаловнева, В.АБаладинского, Ветрова, Д. ТТ.Волкова, Н1\Домвровского, ЭШКузика, ЮА-Еартвелй-ги, ВЛЛомакина, И.А_Недореэова, ВЗЛичкв, ПЛДикулина, Ульянова, ВЛТарвоот, АЛТархова, АЬОЬэтодова, А-А_Хмнрь?. Ооновы динамического расчета ЗТМ выли заложены в рввоп-ах Холодова, Н.Ф. Федотова, Ю.А-Каргаетгидшили, НЮ.Малиновского, [Ъльдштейна, И.Р.Криворучх» и др.

Выли ооаданы методики, позволяющие определять о достаточной для тики проектирования точностью действующие динамические нагруэ-

рио1 Эквивалентная динамическая схема пневмоколесного вульдоэера при автоколеваниях А - условная точка приведения характеристик системы; ш, I - маоса и момент инерции бульдозера относительно поперечной оси, проходящей через центр мало; МрСМгог, Мгмт) - движущий крутящий момент двигателя ( привода); Тп, Тз — предельные силы тяги по сцеплению на колесах переднего, и заднего мостов; Нл, Нз -вертикальные реакции нагрузок на передние и -задние колеса в момент выхода движителей на полное вукоование; Рб- — горизонтальная и вертикальная составляющие усилия на равочем органе в мойент выхода движителей на полное вукоо-вание; 1тр - момент инерции элементов трансмиссии на участке от привода до кен лас; — момент инерции вращающихся деталей двигателя или элементов привода, имеющих жесткую связь с трансмиссией; Ьсд, Гка - моменты инерции колес передне^' го и заднего мостов; Ст, СА - приведенные к точке А жесткости перед равочим ода-

в равочвм оворудовании и других узлах машины при выполнении ра-их пропрооов.

Уточнению динакичеакого расчет» колесных ЗТМ шооовотвовали ыо поздние исследования АЛЛаоарова, КА.Гречи птникпкч, в которых тывался нелинейный характер вукоования, как единого пропроса.

Однако принимаемые исследователями ЗТМ динамические схемы и ематичеокие модели не позволяют выполнить анализ динамики маши-: при ев автеколеваниях. В части исследований автоколяваний ЗТМ ра->1 носили в основном постановочный характер:

Целенаправленные исследования по ашоколеваниям в других овлао-тахники ведутся сравнительно давно:

В становление и развитие теории механических колеваяий волыпои. ад внесли А_А_Андронов, С.З^Хайкин, А-РГ.Манделыптам, Н. Д КайданоВ-й, С-ИСЛ-релюв, В.СЖононенкв, КВ.Фролов, АЛЬндл и др^

Проведенный в главе анализ исследований определил цзль рашты й дующие задачи данного .исследования:

• разравотатъ математическую модель, отражающую автоколеватель-ный процесо пненмоколесного цутддоээра при полном цухоовании движителе^

• создать опытный образец цульдоэзра на вазе трактора Т-160К о ГХУЦ выявить экспериментальным путем основные параметры ангоколева-тельного процесса нагружения цульдооера, проверить адекватности предлагаемой его динамической модели реальному лроцэвду авпско-: леваний;

» на основе экспериментально - теоретических данных разраыэтвяъ методику оценки алэтоколевательного нагружения вулздоЗера для ра/ зных типов тягового приводец » разравотатъ методику определения уровня виврации на равочем месте машинист}

» иосяедовакъ влияние основных характеристик динамической системы на параметры амохолевательного процесса машины

Во второй глава приводятоя теоретические предпосылки иооледов ния, разравотаны вквивалвнтная динамическая астма (puai) и математл чвакая модель пневмоколооного цулодоэера при авгоколеваниях.

В соопгкпхпъ'ии о теорией фрикционных атоколеваний принято, 41 причиной автокшкшаний ыульдоэера. является наличие падающего учас ка (отрицательного трения ) в характеристике трения между колеоаи машины и опорной поверхноснъю. Эга характеристика хорошо аппроко! мируется зависимостью

T(u)=Rlrtt(i-oi,u . . S

ТАР ^ . . . . . и

Ду - динамическая вертикальная реакция нагрузок на ведущие ,

холеоа;

iH0 - относительная сила тяги по сцеплению при привлижающгйоя к ну

лю скорости скольжения колос относительно опорной поверхности;

Cl - ¡/-X V- У* - окружная акороснъ колеоа;

У*к - текущее значение угловой скорости вращения колоса

Составлены уравнения движения цупьдоЭера и его трансмиссии npi автоколебаниях, извран метод решения нелинейной диналшчоокой aucrivui - метод теории возмущений НЖБотолювэва.

При разракггке динамической модели цульдоэера при авгоколева ниях приняты следующие основные допущения:

• вертикальные реакции нагрузок на колеса правого и левого вор тов магтты одинаковы;

• рама тягача принимается авоолюгно жесткой;

• характеристики трения между киии колооаии и опорной поверх носггью принимаются одинаковыми и неизменяющимися в процооа автоколеваний машины;

• диооипатиьные силы в виде вязкого арония принимаются пропор циональныки первой производной перемещения;

• не учитывается тангенциальная жесткость шин;

■ частота крутильных колвваний в трансмиссии значительно превышает- частоту автокопевалий иатикм; связь выходного звена привода о ведущими колооами машины принимается авоолютно жесткой

Теоретическое исследование аэтоколований бульдозера нровадонЬ для треос типов тягового привода: механической трансмиссии (М!*), ГОТ й гидроыеханичэокой (ГГМ).

Анализ правых чашгтй уравнений движения цулвдозера и его трансмиссии показывает на их малую величину, что дает возможность ввести в этг! части малый параметр в. После введения новых овозначений коэффициентов система уравнений приовретает вид

[вместо для ГОТ и ГГМ прит^ мать соответственно Д"«7з];

^С^у-С^в = ё&Гу, в)

где..

приведенный к оси ведущих колес момент инерции врвщакяцихоЯ элементов двигателя (привода) и находящихся между ним и колесами деталей траномиосии (Д, - для МТ, 0, - для ГОТ, <2> - для ГГМ)} У - угол поворота вала двигателя (привода);

- малые правые чаоги исходных уравнении движения вуледозера*

.iyCfyC.ec>, С*аг Суа,Сех,Сву " приведенные жесткосгные коэффициенты

В теории нелинейных колвваний при анализа систем, подобных сио-. теме (2), широко применяется метод перехода от многочасгогных колвваний к одночаототным о преобладающим движением ш одной из координат:

С учетом »того овотоятелъсгва, а также после приведения к нормам льным координатам и стандартной форме, выполнения операций усреднения в правых чаотях преобразованных уравнений движения исходная система трансформируется в равенства

а1*

где

й -- ^[(Р-ЗШ^ -П^ЧС* 2*IV3-

- для диапазона регулятора дизеля;

Му К, "ЬсМ] - Аля диапазона перегрузки дизеля;

*Мч-К, 2«- для гся>

п 3 11 ■ условный коэффициент демпфирования; '¿мз'ДЗзз ¿>4,3=^3¿'¿л *

Аз = с?гк -¿гуЯз, = 3 г «¿г,- ^ = /

¿гз - -(Суу¿гз= -/¿"¿к ;

¿33 - -X-Х2т) ;

Д - оовзгввнная частота кплвваний системы; йз ~(т-6\з Узз)т коэффициент массы в нормальных

координатах;

С г/» и - передаточное число ооотвегготвенно МТ и механической части ГОТ или ГЬГЦ £ > Ьга, 6 « - к.п.д. ооответовенно МТ, ГОТ и механической часгги ГОТ или ГЩ

Пг ¿-р

М1 -Ко'Мн 1% С Ко- коэффициент, учитывающий отвор крутящего момента двигателя на привод вспомогательных механизмов

Ми - номинальный крутящий момент двигателя);

(г с г . __. <

/7у - Яу • 2к'Сг/у'% Садя ГОТ и ГТМ вмест» 1гр принимать I»

.г

30-ю

>ua 2 Orusaioiuuc гра4зик.ов установления авток.ог.аВамuü еулъдоуера с МТ Случай о вывешенным передним мослом

ci s

— - завиоимосх'и теоретические при иоходных данных: Rcp=46,3-10 ,

-) -3 4 5

di=lß'lO , (¿з= 2,885'10 , 1тр=127,7, Ь=7,62Б10 , Сшп=0, Сшз=5,0-10 , т|шп=0 ,

3 б 's"

г]шз=7,0-10 , с£=3,0«10 , Cv-2,0-10 , , Wh=220,47, <as=12£

-2 -2 -2 -2. 1-<2ékM),5-10 ; 2- <2эс^Ы0 ; Ъ-Qeo^ZßЛО. \ 4-#ес-3,и-10 ;

У - угловая скорость вращения вала двигателя (привода);

йз ~ O'sUJi (.0'3- амплитуда ашоколований, uJs-X У, А,&>,!-■,¿г ' «яффициенты зависимостей, описывающих характеристики привода; Met- входная мощность ЮТ, f\+>SJ-Curjf ?/T7*Jj3 "

S,j) , где

-СмоЗгз *Сшз^гз ~ Cms SSjj ~

iOj - частота ашоколеваний машины.

Система (3) описывает переходные ашоколеватвльные процаооы пнев^ моколеанолэ цульдрээра. Условие самовозцуждения ашоколеваний в езио^

теме выражается зависимостью

дйЛ Ш > дйз в которой

¿(^О) - частная производная по амплитуде правой части аюоти-3 тудного уравнения системы (3) при к/- V/ и Йз-О

Авютшлоаания в динамичооюзй системе цуш^лрзера цудут развиваться, если выполняется условие

где

- частная производная ш амплитуде правой части амплитудного уравнения системы (3) при й/= К/ и Ашоколевания цулэдозера сп&новятся невозможными, воли при любых значениях УГ и Аз имеет место неравенство ¿^^ О (б).

Исследованы закономерности аатоколеваний енергонасыщвнного пнек вмоколеоного цульдоэврв. о тремя типами тягового привода при наиволее характерных случаях его (цульдоээра) первоначального нагружения.

Наглядное представление о продоооо установления ашоколеваний вульдоэзра дают графики риа2.

Отционарные режимы ашоколеваний мапшны определяются из сшу темы 03) при уоловиях ^ ^

Л'"' <И ~и> Щ = ° С?)

Полученная о учетом (7) система уравнений

Ъ ^ 1 ¿гГ /7г) ' = О;

и)з -О?-* г2м3->-}к*Лз/1&- {/С, - ¿7 ®

позволяет определить амплитуду стационарных автохплеваний из выра-:

женил 1 г '

дг-_ /__*/_> __ ЗК3-г«ь/ I

7/5" злл ( хэ -4%* " ^ ' ^

А (9)

Условие вещосггвзннооти амплитуды выражается неравенством

1 ( к +__з/с3г«ь/г)^л

)сз1 Хл • ^ " / сю)

Совместное решение уравнений системы (8) определяет также спвци-; окарные значения скорости вращения выходного звена привода машины в соответствии с выражением „ ст , 3 Г , Уг 1

" оо

Здесь система (8) и уравнение (И) показаны только применительно х диапазону регулятора характеристики двигателя;

Из третьего уравнения системы (8) определяется частот» авгоколо-. ваний машины

Найденные значения амплитуды и частоты аштзколеваний позволя-1 ют установить динамические реакции на колесах машины, нагрузки в ее

тяговом приводе и раиочем оворудовании, а также показатели уровня виирации на равочем месте машиниста.

" Для анализа переходных и отационарных режимов автоволеваниД бульдозера созданы программы для ПЭВМ АТ 380/587. В результате «того анализа выявлены закономерное™ изменения основных параметров автеь колеваний цульдоззра. В частности установлено, что у опытного овразца пневмоколеаного нульдаэера вольшинотво геометрических параметров на являпотоя рациональными о точки зрения возникновения айгоколеваний.

На рио.3 ириа4 приводятся графические зависимости параметров ' ' .и

аотоколеваний Самшгитуды, частоты, начальной скорости вращения вала

двигатопя ) соответственно от суммарной вертикальной реакции нагрузок на ведущие колою. /Су и передаточного числа ¿у» МТ нульдоэсра при оы-щаы случае его первоначального нагружония. Данные 1рвфшюв показывают, что амплитуда ашокапеваний Q& возраотодг ш величине при

увеличении Ry, а также при равогв машины на шлее низких передачах.

о"

Однако, при значении /Ту равном 8,8 кН авгоколшзания в системе не проя-< вляютая та причине неустойчивости такого режима.

При тех же основных исходных данных системы, но при передаточном числе Lrp, равном 160,7 ашоколавания цульдэзера не проявляются при

значении /?а> , равном 0Д кН, а при раъоте цулцдрээра на 1-ой передаче о

й"

ходоуменьшителем (.¿,у>. - 172,4 ) - при значении л а>, равным 9,8 кН. .,,.,.. Анализ устойчивости приближенных периодических решений сисге-. мы (3) сводится к рассмотрению критериев Рауоа-1\урница, определяющих характеристическое уравнение системы '!в вариациях"

до)

Автокилевания устойчивы, когда выполняются критерий

5), = -($„ +£гл) >0 ; 5)г = £„-6г11 , 03)

гай / _ дФ^ь/.Яз) . р _ д<р{м/7з)

£ - ЗФМ/?з). о ЗФзЫ.Дз)

Ьг'~ dw '*» = -Тйз

ипз 04)

В выражениях 03) и (14) и 4^(^/1)-

правые часги первых двух

уравнений системы (3), а вычисление коэффициентов¿„ /¿¿производите

I/W ' ' ' лЮ '

оя для стационарных значении угловой скорости IVc и амплитуды Нзс .

Определяющими для оценки устойчивости стационарных режимов

ашоколвваний системы является второй критерий Sl> од 03) i

Усшйчивосггь автоколевакий в динамической системе вульдоэвра в

Значительной степени определяется характеристиками двигателя, гяюво

го привода.

Для оценки влияния характеристики двигателя Спривода) на раз-: витие и установление автоколеьаний в равоте приводится графический признак устойчивости стационарных режимов автоколебаний машины:

сг

цульдоэера от Нхр

Случай овщий

- - Зависимости чеорешческив при исходг.^х данкп-х:

-3 и 5

«1=1,091-10 , 3,66-Ю , Ьр=127,7, 1о=7,625 Ю , Си^=Слз=7,0-10 ,

3 . . з - -я

Пхп=тущ=7,0-10 , С{. =0-^=4,0 10 , 11ь=г1а^З,Б'10 ,#«о=0,6-10 , Шп=224,37, <лз=6,71

ЭФ- экспериментальные данные соответственно по частоте, амплитуде, начальной скорости вращения вала двигателя при равоте машины на суглинке П категории

(2в,рйд. 610

раЗ./с 230

0

170-|50-

130

5 1

кг-м

рад./с

60 55 110 135 160 и

рис. 4 Завиоимосгти основных параметров атоколеваний

вулм/хэера от 1тр

Случай овщий

_ - зависимосш теоретические при исходных данных:

сг 3 -1 ,

Кср70Д-Ю , <й=1,091-10 , сЬ= 3,66-Ю

1сс7,625 10 , Сш::=С:п*=7,0 10 ,

;ш>=7,0'103, СА=С,-4,0-10 , 4^)1^,610 ,£2^0=0,6-10 , ТСп=224,37, <,>»=6,71

Д »ккиеримаЕтальные ддкные оэстиютвзнко ко часггото, амплитуде,

начальной окорост вращения вала двигателя при равстэ машины на суглинке П категории

Машина о двигателей (приводом), иыеаэщзм крутую характеристи-ву, наиыолое предрасположена к автокплеваниям. Ооовенно Благоприятен \ля возникновения амоколеваний вульдэзора режим равоты двигателя* аа рехуляторной ветви его характеристики. Менее опоаовсггаует развитию аквтоколеваний машины характеристики ГШ и ЮТ в диапазоне Больших по величине угловых скоростей вращения выходного звена етой траномио-: зии,'

В третьей главе изложены программа, методика и результаты экюпе-. риментальных исследований.

В качестве овьекта исследования вьшран Бульдозер на вазе энергсн насыщенного трактора Т-160К, для которого выла спроектирована и изготовлена однопоточная ГОТ:

Предварительно выли определены ооновные параметры и харажтерис^ гики динамической системы пневмоколеаного Бульдозера как основы математической модели машины при автоколеваниях.

Экспериментальное исследование динамики вулвдоэера проводилось в условиях , максимально привлиженных к производственным на грунтах полигона ХГАДТУ и песчаного карьера^

Программой экспериментов предусматривалась реализация хлаоей-' ческою плана выполнения опытов с варьированием основных факторов, определявмцих авхиколеватепьный процеоо цульдозера. При этом измерялись во времени следующие величины?

• горизонтальное усилие на равочее оворудование;

• крутящие моменты на колесных полуооях;

• давление равочей жидкооти в ГОТ^

• ускорение в центре иаоо машины и на равочвм месте ивлтнитъ;

• вертикальная нагрузка на мооты;

• давление равочей жидкости в гидросистеме управления равочим оворудованиеы;

• частота вращения колео трактора,-

• действительная акоростга. машины и пройденный путъ

Попутно лрооодшшоь также сравнительные испытания вуттьдооар МТ и ГОТ на техническую производительность.

Измерение факторов в основном производилось методами тенэом рии, а рггистргщия измеряемых величин - измерительно - paruoxpupj щей аппаратурой, устанавливаемой в кавино трактора. Тензометричоа* станция включала силовой клок ¿электронный егтавилизатор питания, i отвму защиты, коммутационную схему), влок' преовразоватвпей - уо лителей ЛХБ618, впок коммутации каналов измерения.

В составе измерительно - регистрирующей аппаратуры применят осциллограф К12-ЙЙ. Электропитание аппаратуры осуществлялось дцу аккумуляторными Батареями НКН-46.

Осциллограммы и визуальные наблюдения позволили уотанош картину развития авгоколеваний цульдрзера. Колевания эти низкочао тные (0,8 ...3,6 Гц) и имеют- почти гармонический характер. Меньшие з чения частот соответствуют раките машины на относительно славых гр; тах. Равотв машины на плотных и прочных грунтах оопутотвуют авто: левания верхнего уровня частот. О повышением овщей жесткости динал ческой системы ьульдоээра возрастает частота его колшаний.

Осцшшограымы режимов нагружения эуледоэвра онидотелшгвзп что колевания усилий на мостах, давления равочей жидкости в гид цилиндрах управления равочим органом, ускорения в центре маоо, наг] зки на равочее оиорудование и в трансмиооии синхронны между оовой.

Экспериментально Засвидетельствовано, что коэффициент" динам1 нооти по крутящим моментам на передних толу осях трансмиссии мапги при ашохолованиях достигает значения 1,6, а на задних - 2Д

Установлено, что при авгохолеваниях горизонтальные нагрузки раыочее оиорудование изменяются незначительно, но для шргикальн нагрузок на то же оиорудование коэффициент динамичности, доатип величины 8Д

Величина амплитуды высокочастотных колеваний крутящих мом нов на колеоных полуосях составляет не волее 8% от величины этих мо: нтов перед началом автоколеваний машины. Эти колевания вызыва*

шк возмущаниями oo arropoны двигателя, пах. и своводными коляваниями иаоо транамиосйи. Их частота не менее, чем на порядок превышает часгго^ гу автоколеваний цульдоэера.

При одних и тех же параметрах и характеристиках динамичеохой лкгхемы на воех стадиях авгоколевательного нагружения Бульдозера период его колеваний практически не изменяется.

При равоте на суглинке П категории и суглинке укатанном установлена склонность цульдозера к оаыовозцуждению автоколеваний. Чем вольше по величине начальная амплитуда колеваний машины, тем окоро-гечнее процеос установления автоколеваний.

Эксперименты не овнаружили автоколеваний цульдозера о МТ для случая о вывешенным задним мостом и при его равоте на песке.

При испытаниях вуладозера о ГОТ автоколевания или не проявлялись, или проявлялись незначительно. Овьясняется это ограничением тягть вого усилия предохранительным клапаном в гидросистеме ГОТ и демпфирующими свойствами овъемного гидропривода. В овщем же случае при достаточном запасе мощности привода автоколевания пневмокплосного цуль-дозера также могут проявляться при оснащении его ГОТ,

При рааоте на суглинке П категории изменение давления воздуха Й шинах колес в диапазоне 0,04 -f 0,Я Мпа не оказывает1 Значительного влияния на выходные параметры атоколевательного процеооа цулздоэзра.

При опытах на укатанном оуглинкв (случай о вывешенным переднгЫ мостом) влияние фактора давления воздуха в шинах Задних колес значительно, ооовенно в диапазоне малых давлений.

Величина амплитуды автоколешлий волыне при равоте цульдоэера' о МТ на низшей передаче коровки передач (риаЗ).

При увеличении суммарной вертикальной нагрузки на ведущих ко-леоах амплитуда аш околеваний машины возрастает до некоторого момента (рис.4). Например, при равоте на суглинке П категории и на третьей передаче о ходоуменьшитолем (£5, =127,7) автоколевания цульдоэера уже не проявляются при величине вертикальной нагрузки на мосты, равной при-: мерно вр кН. Объясняется это тем овстоятельотвом, что при ятлыпям зна-:

40HUU этой нагрузки на моаты двигатель машины равотавт на перегрузочной ветви своей xapaarrepuoruscu. Малой отрицательной крутизны атого диапазона характеристики двигателя недостаточно, чтош автоколаванин машины выли устойчивыми, т.е. осуществимыми.

Эксперименты подтвердили результаты теоретического исследования

в том, что автоколебания цульдоэора происходят при неполной разгрузке

.. - f.

пневматиков, vio является фактором, ограничивающим амплшуду aura-, колеваний (прямые û.'- Q'и О - 6' на риоЗ и риа4).

Данные испытаний овидететадгщукгг, что вивроуокорения на рано-,

чем мосле машинист при характерных для пневмоколеоного цуледозера

^. ' * ■ - *

частотах автоколеваний в З76 раз превышают нормируемые стандартами.

Анализ экспериментальных и теоретических данных amo колебательных процеооов цульдозвра показал, что расхождение между ними не превышает 1296.

В четвертой главе представлены основные результаты исследования автоколеваний пневмоколеоного эдгапдозера. Приводятся методики расчета уровня виврации на равочвм месгге машиниста, и динамических нагрузок в отдельных узлах и элементах машины, даются практические рекомендации.,

Показаны два пути технического решения провлеыы снижения уровня виврации и динамической нагруженносгги траномиооии, отдельных узлов ходовой часп-и и р&ночяго онорудования машины при автоколебаниях.

Первый из них связан о включением в колебательную систему дополнительных сопротивлений: демпферов сухого и вязкого i рения и тл, .

Второй путь предусматривает- управление механической характеристикой привода, ее коррекцию в нужном направлении:

Приводился 'теоретическое овосшование технического решения задачи гашения авгоколеианий цульдрзэра о помощью устройства, защищенного Авт.ов. N 1713843А1;

Практика »коплуааации ГОТ и ГМТ показывает1, что эти траномио-. сии легко поддаются автоматическому регулированию о целью придания

¿ашине лучших технических и вкоплуатационных качеств. Для гашения штоколеваний цульдозера можно включать, например, в гидроахему ГОТ-управляемый дроооель, а для автоматического регулирования гидротран-фэрматоров ГМТ1 примешпъ широко известные схемы оньемного регули-хэвания внешних характеристик За счет дросселирования жидкости в си-ггеме питания или За счет установки дроооельной Заслонки в их равочеи голости.

Овщие результаты и выводы

Разработанные в диооертации теоретические положения, выполнен-: [ые на этой основе ововщения и анализ, результаты экспериментов позволит оформулировать следующие основные выводы

L Установлена автоколевательная природа связанных колеваний пнев-моколесного нуладрэзра при полном вухоовании его движителей. Причиной таких колеваний машины является наличие падающего участка (отрицательного сопротивления) в нелинейной характеристике трения скольжения колес относительно опорной поверхности,

2. Для выявления физической картины автоколеваний, определения и уточнения закономерностей и параметров автоколевателъных процессов проведены полевые испытания пневмохолесного вульдоэзра о двумя типами транамиооий: механической и гидроовьемной. В этих целях выла спроектирована, изготовлена и установлена на экспериментальный ву-льдоэер на ваэе трактора Т-ЮОК гидроовъемная траномиооия.

3. Разраыотаны динамическая схема и математическая модель пневмохолесного цульдоэера при ашоколеваниях, адекватность которых реальным автоколебательным процессам натурной машины подтверждена ре-' Зультатами проведенных экспериментов.

4. Установлено, что пневмоколесный цульдвдер при автоколебаниях представляет совой славовозцужденную нелинейную динамическую сио-тему. Экшериментнльно и теоретически определены основные закономер-

" ности и параметры авгюколешлельиых пропеосов цульдоЭера о тремя

титтами траномиооий: механической, гидрооньемной и гидромех&ничес хсй. Исследованы переходные и стационарные режимы ангоколеианш Колебания эти низкочастотные и находятся в основной в интервале че стот О^вГц:

Выявлено, что устойчивость сх&ционарных режимов ашоколевани машины в значительной етепени Зависит от характеристики ее привода Успановлено, что по условию взаимодействия колебательной оисхем! о приводом анергонасыщенная машина о механической трансииооие наиволее склонна к автоколебаниям по сравнению о ее аналогами другими типами тягового привода. При прочих равных условиях ра: витие автоколехзательного процесса до стационарного режима у цульд< зера о гидрооньемной и гидромеханической транамиосиями протекае значительно высгрее, чем у аналога о механической трансмиооией.

Б. Фактором, ограничивающим амплитуду автоколебаний машины г условию взаимодейсатия ее колеватальной системы о двигателем (при водом), является отрыв пневматикой от опорной поверхности.

6. Значительно влияние геометрических параметров цул!доэера на В1 ходные параметры его атоколеваний. Одним из решающих факторе развития автоколебаний машины является характеристика трения м жду пневматиками и опорной поверхностью. Теоретические и вксперт ментальные исследования не выявили авхоколеваний цульдозера на п оке. Главными причинами отсутствия автоколебаний цул!Доэера щ: его раште на песке являются незначительная отрицательная крутизг характеристики трения скольжения между пневматиками и опорнс поверхноехъю, а также волее высокие демпфирующие овойотва песка.

7. Проведанные исследования показали, что на величину главного п раметра авгхоколеваний, амплитуды, значительное влияние оказывал передаточное число механической трансмиосии машины. На волее ни кой передаче значение амплитуды колехйцшй вольте. Ныло выявла также, что амплитуда автоколебаний при увеличении суммарной ве тикальной нагрузки на ведущих колесах до определенного момента 1

зраоталт, при дальнейшем «в увеличении ангоколевания в системе не возникают.

8. Выполненное иооледование показало, что достаточно просто технически, вез дополнительных затрат извежать ангоколевательного нагружу ния пневмоколесного цульдозера о гидроовъемной трансмиосией. Для этого неовходимо тяговый расчет такого цульдозера выполнить из уело-' ния, ччовы максимальное давление равочей жидкости в гидропередаче соответствовало вы незначительному превышению максимальной силы тяги машины по оцеплению.

9. Проведенные исследования овозначили два направления в техническом решении провлемы гашения ангоколеваний пневмоколеоных ЗТМ. Первое направление сшязано о включением в динамическую систему машины дополнительно демпферов сухого или вязкого трения, других сопротивлений в момент начала развития аотоколеваний.

Второе направление предусматривает при развитии автоколеваний активную корректировку характеристики тягового привода, машины,

По первому направлению разраыэтано устройство, защищенное авто-, рским свидетельством N1713843А1,

Реализация второго направления достаточна проста о учетом того, что на оегодня имеются эффективные спооовы и технические средства автоматического регулирования гидроовъемной и гидромеханической 1раномиосий<

КШредпожены методики расчета уровня виврации на решочем месте машиниста и динамических нагруээк на равочее оворудрвание, в трансмиссии и в отдельных узлах ходовой чалти машины при автоколева-ниях. Методики позволяют раосчитывать параметры антоколевательных режимов машины и на стадии ее проектирования, и на стадии экоплуа-' ■¡шщи в зависимости от ее конструктивных параметров и грунтовых условий равоты.

Анализ выполненных расчетов уровня виврации при различных сочетаниях исходных данных динамической системы вульдоэора в различных грунтовых условиях показал, что величина ускорения на рацочем

uecrie машиниогт в 3^ раз превышает нормируемые по ГОСТУ 1&2.О1&-70 Значения. 1

Коэффициент динамичности по крутящим моментам для холооных подуооей переднего моота и примыкающих к нему влементов ходовой части достигает Iß г 1А Заднего моота - 8,4 4- ЙД

Коэффициент динамичности для вертикальной нагрузки на равочее оворудования в зависимости от грунтовых уоловий р&воты машины доо-тигает &ß т 8Д

Ориентировочный народнохозяйственный эффект от внедрения резушл^' тов исследования в производство ооатавил в ценах по оосюянгш на Ю1Л9Э0г. 62 тыарув. од расчета на выпуск 86 цульдоэеров в год

Основные положения диссертации опувликоваяы в равотах:

1, Истомин В XL, Назаров A.B. и др.

Автоматический тормозной привод колесной машины. A-CJTt 17X3843 AI Оцувл. в Б.И., 1992, N7.

2. Истомин В XL, Беоедин Ю-В.

Сравнительные испытания нульдозера на вазе трактора Т-180Х о механической и гидроовввмной трансмиссиями. Ввацувпиквнскяд научно-' техническая конференция "Повышения эффективности землеройной транапортных машин". Тезисы докладов, -Харькок 1984, 0.127.

3. Истомин BJL, Назаров A3. О связанных колеваниях колеоной земле-ройнотранопортной машины и возникающих экстремальных нагрузках. Овластгная конференция "Достижения ученых - народному хозяйств цу"ЛСарьхов^1арт,оентяврь 1990г. ТаЗисы докладов. -Харьковй990,а234^328,

4. Истомин В XL Влияние автоколеваний машины для земляных равот на автоматизацию ее производственного процесса. Ресцувликанская научно -техническая конференция "Механизация производственных процосоов в водохозяйственном строительстве?' Я8-29 ноявря 1900т. Тезиоы докладов и ооовщений,- Ровно. 1990, c.3i

3. Назаров Л.В., Истомин ВЛ.

Испытания цульдоэзра о гидроовьемной тр&нсмиооией. Научно-геосничоакая конференцияХГоиышвнив эффективности проектирования и испытаний авггомовилей Си том числе для о/х). Тезисы докладов. Горь-(01йД984АЯЬ

5. Базаров Л_В., Истомин В11'

Ов автокшишательном нагружении колесной землеройнотранапоргной' иашины. Научно-техническая конференция 'Повышения эффективности проектирования и испытаний автомовилей". ИзЗисы докладов и ооовщений. ГорышйДВ87/х80-89. 7. Назаров АЛ., Истомин ВЛ:

Сравнительные испытания бульдозера на тракторе Т-160К Воеооюзная конференция "Социально-экономические провлемы научно-технического прогресса. в новых условиях хозяйствования11. Тезисы докладов. КутаисиДЭбЭ,

3.;

В. Назаров ЛЛ., Истомин ВЛ Нагруженное!ь одноковшового пневмоколей-иого фронтального погрузчика в раыочем ¿роцооое. Всесоюзная научно -техническая конференция 'Повышение надежности и вкологичаских показателей автомовильных двигателей". Тезисы докладов и Ооовщений.- Горький, 1990, сЛб-117,

Э. Нинке В .В., Зеркалов ДЛЗ., Истомин ВЛ. Определение скорости опускания отвала вул^дрЭэра. В свЯЪрные, с1роительные и дорожные машины. -КиевЯ!ехникаД977,вьга.24^а28-34.

1оггом1н ВИ Динам1ка пневмокол1оного едглэдооора при атоколиваннях.

Диоертац1я на адоцуття наукового етупеня кандидата тахйчни наук з шещальнося! 06.06.04. - машини для эемляшх та дорожшх роа Харьк1вакий двржавний аэтомовЬтьно - дорожний твхн!чний уМвероито Харьк1в, 1996р.

Захшдаогьоя ровота, яка м1агитъ в оов! тооретичт доол!дження Д1 вам1к1 пневмокол!оного нутдоэара при повному ковзанн! ходово1 чаотин! а також результати екшериментального досл1дженнн його навантаженн в цьому рожиш:

Вотановлена автоколивальня природа навантаження цулодоэзра пр повному ковзанн! ходово! чаотини.

Визначено, що коефщ!ент динамичности по навантаженням на окроз ВУЗли цульдозвра при його атоколиваннях дооягас ЙД а р1вень коливал на ровочому м1оц1 машишста в дек!пька раз перевыщуе допустим! по но] мам охорони прац1.

розровлени матвмат1чна модель вупьдоэзра при автоколиваннях, м< тодики визначення динам!чних навантажень в вузлах машини, р!вн! к< ливань на ровочому шащ машишста, визначений нацрямок ршення про) леми зниження автоколивань вульдозера з р1зними типами приводШ,

Упровадження резулкт'Ив виконаного досл!дження дозволяв значн покраи^ти експлуатапДйщ характеристики пнедмоколюного вутпдозора » охвдИ врое1пування.

Ключом олова: динамгка, парамэтри автоколивань, навантаження, ковзання ходово! чаотини, траном1а1я

□min V J. Dynamioe of рпяита - wheel bulldozer with. autooeoillatlana.

Dissertation for an aoademio degree of Candidate of Bcienoe johnology) cm the speciality 08.08.64. - maohines for an earthen, and road iks. Kharkov State Automobile-road Technical University. Kharkov, 1006,'

The manuscript of dissertation under defence contains theoretical idy of pneuma - wheel bulldozer with complete skidding of wheels and suite of experimental Investigation of its loading in this regime:

It was found out that nature of bulldozer's loading with complete idding of wheels Is autoosdllatory nature.

It was determined that coefficient of impact In ladings on separate lite of bulldozer with its autooecUlatione reaches 8,5 and that level of bration on operator's seat exceeds admissible by several times aooording to andards of labor's protection,

The mathematics bulldozer's simulations and methodic , of jtermination of dynamic ladings in machine units and vibration level on aerator's seat were worked out. The guidelines for solving of problem ¡ductlon cf bulldozer's autooscillatlon with different types of drive were sterminecL;

The adoption of results of Investigation fulfilled permits to improve perating qualities of pneuma - wheel bulldozer on design stage considerably,

The due words: dynamios, parameters cf autooaoillatlons, loading, skidding of wheels, transmission

Ответственный за выпуск Крапивин А.Б.

П ¡дп. до друку З.Ц ,3£ф0 рма т

П anip газетний Ризограф1я (друк офсетн.)

Ум. др. арк. /,0 Ум. вид. арк.

Тир.тОО, прим. За м.Z&9 •

ХДАДТУ, 310078, Харюв, вуЛ. Петровського,25.

f ■

Харювсысий державний автомоб ¡льно-дорожж'й

технЫний ужверситет, РВВ.