автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Формирование и обеспечение технико-эксплуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта

На правах рукописи

ПЕРЧАТКИII ЮРИЙ ВИКТОРОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПРИЦЕПНОГО СОСТАВА ТРАКТОРНОГО ТРАНСПОРТА

05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

г ° тп

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Оренбург 2015

005571035

005571035

Работа выполнена на кафедре метрологии, стандартизации и сертификаци Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения выс шего профессионального образования «Оренбургский государственный универ ситет»

Научный консультант: Щурин Константин Владимирович,

доктор технических наук, профессор, действительный член Российской академии транспорта и Академии проблем качества РФ Официальные оппоненты: Блынский Юрий Николаевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», профессор кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка Окунев Геннадий Андреевич доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия», профессор кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка

Охотников Борис Лазаревич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Уральский государственный аграрный университет», профессор кафедры эксплуатации техники и технологических машин

Ведущая организация: ФГБНУ «Всероссийский научно-

исследовательский институт механизации сельского хозяйства»

Защита состоится^^С^^ 2015 г. в^/^^часов на заседании диссертаци онного совета ДМ220.003.04 при ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, ФГБОУ ВП Ульяновская ГСХА им. П.А.Столыпина, ФГБОУ ВПО Казанский ГАУ по адресу 420011, Россия, г. Казань, ул. Р. Галеева, д. 62, ауд. 213, учебно-лабораторны корпус института механизации и технического сервиса Казанского ГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Башкир ский ГАУ и на сайте http://www.bsau.ru/science/dissertation_council/d4/

Автореферат разослан_2015 г.

Ученый секретарь /-—-х

диссертационного совета ДМ220.003.04,/^ ~м/ доктор технических наук, профессор -7 с

Мударисов С.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Транспорт - важнейшая составная часть производственной инфраструктуры сельского хозяйства. В общих затратах труда на производство сельскохозяйственной продукции на долю транспортных и погрузочно-разгрузочных работ приходится до 40 %. По различным источникам, от общих затрат на сельскохозяйственное производство на транспортные работы приходится до 14 %.

Сельскохозяйственные перевозки, как в нашей стране, так и за рубежом выполняются автомобильным и тракторным транспортом.

Автомобильный транспорт используется при перевозках сельскохозяйственных грузов по дорогам общего пользования. В нашей стране автомобильный транспорт достаточно широко применяется на внутрихозяйственных перевозках, в том числе на вывозке продукции непосредственно с поля от уборочных машин! В зарубежных странах с развитым сельскохозяйственным производством (европейские страны, страны Северной Америки) автомобильный транспорт на внутрихозяйственных перевозках, связанных с выездом на поле, практически не используется^ Основной вид внутрихозяйственного транспорта в этих странах -тракторный, как обладающий существенно меньшим повреждающим воздействием на почву.

В условиях нашей страны достаточно широкому распространению тракторного транспорта способствует его лучшая проходимость и меньшая зависимость от погодных факторов.

Концептуальные подходы к развитию транспортных машин в современных условиях включают всемерное повышение их технико-экономических показателей, обеспечение оптимальной номенклатуры по условиям ресурсных и экономических ограничений, оптимизацию параметров, во взаимосвязи с основными технологическими процессами, которые они обеспечивают.

Создание тракторных прицепов, отвечающих современным требованиям сельскохозяйственного производства, требует разработки общей концепции прицепного тракторного транспорта, обоснования его основных технико-эксплуатационных свойств, конструктивных принципов, методов испытаний и расчета.

Таким образом, актуальность данного исследования заключается в разработке комплекса научно-технических задач, направленных на создание прицепного состава тракторного транспорта, отвечающего современным требованиям в отношении его конкурентоспособности на мировом рынке.

Цель исследования - повышение эффективности сельскохозяйственных транспортных работ путем разработки и совершенствования конструкций тракторных прицепов, обеспечивающих оптимальные показатели их технико-эксплуатационных свойств.

Для достижения указанной выше цели поставлены и решены следующие основные задачи исследования:

- анализ условий эксплуатации тракторных прицепов, обоснование их классификации и выделение типовых режимов эксплуатации в условиях сельскохозяйственного производства;

- обоснование и разработка системы показателей технико-эксплуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта с последующим ее

использованием в качестве базы стандартизации данных транспортных средств, использованием^ ^ экспериментальное обоснование методики определения

—^методов проектирования и со-

~^деталей транспортных средств, работающих в условиях нерегулярного нагружения, с учетом усталостного характера их повреждений в эксплуатации;

- разработка нормативной базы прицепного тракторного транспорта, повышение его технического уровня, в том числе за счет рационального агрегатирова-

прицепы и полуприцепы, используе-

МЬ1еВС"е^ показателей технико-экс-

плуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

-концептуальные положения, методология и результаты разработки системы показателей технико-эксплуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта, реализованные в созданной на ее основе нормативно« базе »»-

требований и технических нормативов, установленных на государственном н межгосударственном

ющих конструкции и методы испытаний тракторных прицепов, с учетом между народного^хнического уровня и дорожно-климатнческих условии эксплуатации при выполнении сельскохозяйственных транспортных работ;

- метод классификации условий эксплуатации сельскохозяйственного тракторного транспорта по типу ограничений, накладываемых дорожно-Гиматическими условиями на полную массу прицепного состава и скорость

движения^ 0 деления оптимальных параметров тракторных транспорт-

ных агрегатов с учетом дорожных условий и тяговых возможностей тягача на ос-ноГе изучения динамики их движения, включая модифицированный способ реше ния уравнения Движения транспортных машин с переменными коэффициентами

методом В КБ (Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна);

- методика оптимизации конструкций базовых элементов и систем трактор ных прицепов с использованием результатов стендовых испытании натурных об

пазиов и их локальных моделей;

- методика определения характеристик сопротивления усталости детален и

узлов путем испытаний их масштабных моделей;

У -метод расчета долговечности базовых деталей транспортных средств, ра ботающих в условиях нерегулярного нагружения, на основе кинетическом теори накошюнгоГ усталостных повреждений с учетом типовых режимов эксплуатации

максимальные повреждающие воздействия которых ниже начального значения предела выносливости.

Степень достоверности результатов и выводов обеспечивается методологией исследования, включающей в себя апробированные научные методы; современным математическим аппаратом; применением достоверной исходной информации и значительным объемом экспериментальных исследований.

Теоретическая и практическая значимость работы определяется тем, что^ разработанные автором система показателей технико-эксплуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта, модели, средства испытаний, частные методики нашли практическое применение как в условиях производственных предприятий, так и в области стандартизации данных транспортных машин.

Результаты исследования позволяют:

- определять параметры тракторных транспортных агрегатов, обеспечивающие их наилучшие экономические показатели, на стадии проектирования и в эксплуатации;

- определять характеристики эксплуатационной надежности конструкций тракторных прицепов и назначать на основании этого режимы их испытаний;

- обеспечить требуемую долговечность элементов конструкции тракторных прицепов на стадии проектирования;

- снизить материалоемкость и трудоемкость изготовления данных транспортных средств за счет использования разработанных рекомендаций и конструктивных схем;

- сократить сроки выполнения технологических операций при производстве продуктов растениеводства и животноводства за счет создания и использования в сельскохозяйственном производстве прицепного состава тракторного транспорта, обеспечивающего повышение производительности транспортных работ.

Реализация результатов работы. Разработанные конструктивные решения и аппарат расчетно-экспериментальной отработки элементов конструкции использован при создании и модернизации тракторных прицепов и полуприцепов, выпускаемых Орским заводом тракторных прицепов (ныне ООО «Орскне прицепы»). Высокий технический уровень данных моделей подтверждается их востребованностью и конкурентоспособностью на мировом рынке.

Результатом данной работы является разработка и введение в действие национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 52746-2007 «Прицепы и полуприцепы тракторные. Общие технические требования» и межгосударственного стандарта ГОСТ 28307-2013 «Прицепы и полуприцепы тракторные. Методы испытаний».

Результаты исследований и разработок в области расчетно-экспериментальной оценки долговечности узлов и элементов конструкций транспортных машин используются в учебном процессе в Оренбургском государственном университете.

Апробация результатов работы. Отдельные положения и результаты работы докладывались на 25 научных конференциях различного уровня: международных «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 1999), «Совре-

менные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технолог ских систем» (Санкт-Петербург, 2006), «Прочность и разрушение материало конструкций» (Оренбург, 2008), «Инновационная деятельность предприятий исследованию, обработке и получению современных конструкционных матер лов и сплавов» (Орск, 2009), «Проблемы и перспективы развития Евроазиатс транспортных систем» (Челябинск, 2012), «Транспортные и транспортно-те логические системы» (Тюмень, 2012), «Прогрессивные технологии в транспо ных системах» (Оренбург, 2013), «Совершенствование конструкции, эксплуа ции и технического сервиса автотракторной и сельскохозяйственной техник (Уфа, 2013), «Современные направления теоретических и прикладных исследо ний» (Одесса, 2014); всесоюзных «Вибрации и диагностика машин и механизм (Челябинск, 1990), «Методы ускоренных стендовых испытаний агрегатов тра ров и сельскохозяйственных машин» (Челябинск, 1991); российских «Концепц развития и высокие технологии производства и ремонта транспортных сред (Оренбург, 1995, 1997), «Прогрессивные методы эксплуатации и ремонта тра портных средств» (Оренбург, 1999), «Опыт и проблемы маркетинговой деяте ности в российском предпринимательстве» (Пенза, 2000), «Прочность и разрз ние материалов и конструкций» (Орск, 2000, 2002), «Прогрессивные технологи транспортных системах» (Оренбург, 2002, 2003, 2005, 2009), «Инновацион развитие и рациональная интеграция российской экономики» (Орск, 2008), «К курентоспособность предприятий и организаций» (Пенза, 2008), «Актуальные просы станкостроения» (Ижевск, 2013), республиканской «Научные достижен опыт отраслей машиностроения - народному хозяйству» (Харьков, 1990) и д гих. Кроме того, материалы диссертации докладывались на научно-техническ семинарах ГСКТБ по тракторным прицепам (Орск, 1981...1989), МИИ (Москва, 1980, 1989), ВИМ (Москва, 2000, 2002), ИНДМАШ АН БССР (Мин 1986...1990), ВНИПТИМЭСХ (Зерноград, 1987, 1989, 1991), семинарах кафе Оренбургского государственного университета.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 56 ра тах, в том числе 2 монографиях. В рецензируемых изданиях перечня ВАК 01 ликовано 12 работ. Материалы диссертации включены в энциклопедию «Ма ностроение», том IV-15 «Колесные и гусеничные машины», раздел «Автомоб] ные и тракторные прицепы». По результатам работы получены 2 авторских с детельства на изобретения и 2 патента.

Вклад автора в проведенное исследование заключается в определен концепции и формулировании цели работы, определении направлений теорети ских исследований и их осуществлении, разработке методик, организации и п ведении всех видов испытаний по теме исследования, разработке и внедрен нормативных и методических документов в области прицепного тракторн транспорта.

Структура и объем диссертации: введение, шесть глав, заключение, с сок литературы из 334 наименований, 3 приложения, содержащие материалы следования, не включенные в основной текст, и документы, подтверждающ внедрение результатов работы. Диссертация изложена на 294 страницах основ го текста, включая 42 таблицы и 43 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи, объект и предмет исследования, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Современное состояние сельскохозяйственного трактор. ного транспорта» проанализированы структура и объемы сельскохозяйственных ; перевозок, состояние энергетической базы тракторного транспорта, выполнен об-< зор конструкций и тенденций развития прицепного состава к колесным тракторам.

Общий объем перевозок в сельском хозяйстве России составляет около 5 млрд т в год. Объемы перевозок тракторным транспортом в настоящее время составляют 22...27 % общего объема сельскохозяйственных перевозок и 45 % объема внутрихозяйственных перевозок.

Степень разработанности темы. Вопросы рационального использования тракторных транспортных агрегатов в сельскохозяйственном производстве в различных дорожно-климатических условиях рассмотрены в работах В.Э. Врублев-ского, А.Е. Волощенко, В.А. Гобермана, В.А. Гостева, JI.A. Ибрагимова, Л.Ф. Кормакова, H.H. Сенниковой, Н.В. Спириданчук, Н.В. Щербакова и других авторов. Анализ этих работ показывает эффективность использования тракторного транспорта. При этом с увеличением скорости и грузоподъемности эффективность тракторного транспорта возрастает.

Целесообразность использования тракторов на транспортных работах в сельскохозяйственном производстве подтверждается также опытом зарубежных стран.

Отмеченное многими авторами повышение роли тракторного транспорта в сельскохозяйственном производстве обуславливается не только степенью его участия в общей структуре транспортных работ, но и следующими обстоятельствами:

- использование тракторов на транспортных работах обеспечивает более полную и равномерную загрузку тракторного парка;

- применение тракторного транспорта в ряде случаев является необходимостью, особенно в периоды массовых перевозок сельскохозяйственных грузов;

- при перевозках сельскохозяйственных грузов на короткие расстояния тракторный транспорт оказывается более эффективным, чем автомобильный;

- в усложненных дорожных и климатических условиях тракторный транспорт оказывается единственно возможным видом транспорта, пригодным для перевозки сельскохозяйственных грузов.

Вопросы рациональной организации сельскохозяйственных перевозок тракторным транспортом освещены в работах Ю.Н. Блынского, А.И. Бурьянова, В.А. Гобермана, Ю.А. Гуськова, О.Н. Дидманидзе, М.Е. Евтюшенкова, В.Д. Игнатова, А.Ю. Измайлова, Л.Ф. Кормакова, С.Д. Сметнева и других. Результатом многочисленных научных разработок в этом направлении явилась система организации технологического тракторного транспорта с учетом природно-климатических условий эксплуатации, а также специфики конкретных производителей сельскохозяйственной продукции. Объем работ по исследованиям в области применения

тракторного транспорта в сельскохозяйственном производстве свидетельствует об актуальности данной проблемы.

Определением основных параметров тракторных транспортных средств занимались П.П. Артемьев, Г.Ф. Винокуров, В.А. Гоберман, P.A. Григорянц,.В.В. Гуськов, А.П. Жилин, А.Е. Козлов, A.B. Маликов, М.Е. Мацепуро, Н.А Милько-Черноморец, Б.С. Окнин, В.И. Тимофеев, В.А. Ясеневич и другие. Наиболее полно вопросы определения оптимальных параметров тракторных транспортных агрегатов раскрыты в работах В.Н. Шалягина и В.И. Миркитанова.

Анализ данных исследований показывает, что при определении оптимальных параметров тракторных транспортных агрегатов единого мнения по выбору критерия эффективности не сложилось. За критерий эффективности авторами принимаются различные показатели: производительность, стоимость транспортных работ, затраты механической энергии на единицу перевозимого груза, силу тяги трактора и другие. Практическая реализация используемых методов не доведена до достаточной детализации.

Таким образом, задача обоснования оптимальных параметров тракторных транспортных агрегатов в настоящее время полностью не решена.

Одним из серьезных факторов, ограничивающих реализацию показателей технико-экономических свойств тракторного транспорта, может являться недостаточная устойчивость движения. Вопросы устойчивости движения тракторных транспортных агрегатов исследованы в работах П.П. Артемьева, Ю.Е. Атаманова, Н.В. Богдана, П.П. Гамаюнова, В.А. Кима, Г.А. Новокшенова, А.Н. Протаса, H.A. Разоренова, Н.Р. Рашидова, A.B. Старцева, И.Л. Трофименко, A.M. Федорова и других авторов.

На конструкцию прицепных транспортных средств существенное влияние оказывают колебания, возникающие при их движении по опорной поверхности. Исследованиями колебаний звеньев тракторных поездов занимались А.И. Бурьянов, П.П. Гамаюнов, В.В. Гуськов, Г.А. Таяновский и другие.

По сравнению с автомобильным прицепным составом, тракторные транспортные средства являются гораздо менее изученными объектами в отношении их прочности и надежности. Результатом проведенных работ является накопление информации о надежности данных транспортных средств и установление некоторых закономерностей эксплуатационного нагружения элементов несущих и ходовых систем. Зафиксирован преимущественно усталостный характер разрушения базовых элементов конструкций тракторных прицепов и полуприцепов.

Во второй главе «Обоснование структуры и состава показателей технико-эксплуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта» исследованы условия эксплуатации тракторных прицепов.

Тракторные прицепы используются на перевозках сельскохозяйственных грузов во всех регионах страны, отличающихся большим разнообразием дорож-но-климатических условий. Для изучения и оценки влияния условий эксплуатации на технико-эксплуатационные свойства и нагруженность базовых деталей и узлов прицепов весь диапазон дорожно-климатических условий целесообразно представить в виде ряда типовых эксплуатационных режимов.

Для тракторного прицепного состава на сегодняшний день единого мнения по вопросу классификации условий эксплуатации нет.

В основу классификации условий эксплуатации сельскохозяйственного тракторного транспорта нами предлагается положить степень влияния дорожных условий на его эксплуатационные технико-экономические показатели.

Для конкретного тракторного поезда технико-экономические показатели определяются главным образом массой перевозимого груза и скоростью движения. Каждая из этих величин, в свою очередь, ограничивается дорожными условиями. Масса перевозимого груза (или полная масса прицепного состава тп) ограничивается условиями взаимодействия движителей с поверхностью движения, а скорость движения К- в основном плавностью хода, в формировании характеристик которой основная роль принадлежит микропрофилю поверхности движения. Предлагаемая классификация условий эксплуатации производится по типу ограничений, накладываемых дорожными условиями на величину тп и V.

Весь диапазон дорожных условий, в которых эксплуатируются тракторные поезда, предлагается разделить на четыре категории (табл. 1). К первой категории относятся дорожные условия, в которых возможно буксирование прицепного состава с максимальной разрешенной полной массой т„тах с максимально возможной для данного тягача скоростью Ут<и. Ко второй категории относятся дорожные условия, позволяющие буксировать прицепной состав с максимальной разрешенной полной массой со скоростью, ограниченной по условиям плавности хода. К третьей категории отнесены дорожные условия, в которых, вследствие повышенного сопротивления движению, возможно буксирование прицепного состава ограниченной полной массы ттред. Четвертая категория включает дорожные условия, в которых действует ограничение полной массы прицепного состава по условиям сцепления. Сюда же отнесены участки дорог, движение по которым затруднено вследствие их большой изношенности, а также труднопроходимые участки бездорожья.

В соответствии с действующими нормативными документами, а также исходя из практики эксплуатации прицепов в сельскохозяйственном производстве, выделено восемь типов дорожных покрытий: Д1 — асфальто- и цементобетон, брусчатка; Дг - булыжные, гравийные и щебеночные укатанные дороги; Дз -грунтовые профилированные; Д4 - снежные укатанные; Д5 — естественные грунтовые; Дб - полевые в пределах поля, культурных пастбищ; Д7 — песчаные, пашня; Д& - снежная целина. Кроме того, выделено пять возможных состояний покрытия: С1 - дороги в хорошем состоянии; Сг — дороги в удовлетворительном состоянии; Сз - дороги разбитые; С4 - дороги замерзшие; С5 - дороги размокшие.

Таблица 1 — Классификации условий эксплуатации по типу ограничений на эксплуатационные показатели

Категории условий эксплуатаций Диапазон значений эксплуатационных параметров

полная масса прицепного состава скорость движения

I Шп~ Мптах У = Утах

II 1Пп~ ТПптах У<Утк

III ТП тред<т„<тптах У<Утах

IV т„< ттред У<Утт

Каждый вид дорожных условий характеризуется среднеквадратичным отклонением микропрофиля, коэффициентом сопротивления движению / и коэффициентом сцепления с поверхностью движения ср (табл. 2).

Таблица 2 - Классификация условий эксплуатации тракторных прицепов

Категория условий эксплуатации Условия движения Параметры, характеризующие условия движения

среднеквадратичное отклонение микропрофиля, см коэффициент сопротивления движению f коэффициент сцепления с поверхностью движения <р

I Д1-С1 Д2-С2 до 1,00 до 1,25 0,015 - 0,025 0,03 - 0,04 0,7 - 0,8 0,5 - 0,6

II Д1-С1 Дз-С1,С2;Д5;Дб-С1 Д4-С1 1,00-1,25 1,25-2,5 до 2,5 0,015 - 0,025 0,03 - 0,045 0,03 - 0,05 0,7 - 0,8 0,5 - 0,6 0,3 - 0,5

III Д1-С3 Дг - Сз; Д5; Дб - Сг Д4-С2 свыше 1,25 2,5-3,5 2,5-4,0 0,015 - 0,025 0,03 - 0,045 0,03 - 0,05 0,7 - 0,8 0,5 - 0,6 0,3 - 0,5

IV Дз,Д5,Дб-С3 Д7-С3 Д4-С3;Д7-С4 Дз,Д5,Дб,Д7-С5; Да-С4 свыше 3,5 свыше 4,0 0,03 - 0,05 0,16 - 0,22 0,03-0,10 0,10 - 0,25 0,5 - 0,6 0,5 - 0,6 0,3 - 0,5 0,2 - 0,4

В соответствии с разработанной классификацией произведен анализ условий эксплуатации тракторных прицепов. Анализировались пробеговые и скоростные показатели на основе информации, полученной от специализированных сельскохозяйственных предприятий (нормативно-исследовательских станций, машиноиспытательных станций), а также по результатам предпринятого обследования в условиях рядовой эксплуатации. По результатам анализа, долевой пробег тракторных прицепов в условиях сельскохозяйственного производства составляет соответственно по категориям дорог 25 %, 29 %, 33 % и 13 %.

По результатам наблюдений за тракторными поездами на базе трактора К-701, осуществленное по основным сельскохозяйственным районам страны, получено распределение эксплуатационных скоростей тракторных поездов при работе их в условиях рядовой эксплуатации, а также распределение коэффициента использования грузоподъемности (рис. 1). Распределение коэффициента использования грузоподъемности хорошо описывается нормальным законом, причем для полуприцепа грузоподъемностью 9 т математическое ожидание эксплуатационной загрузки наиболее близко к ее номинальному значению. ^ Осуществлено формирование системы показателей технико-эксплуата-' ционных свойств прицепного состава тракторного транспорта. "

Тракторный транспорт, в отличие от автомобильного, является преимущественно прицепным, поэтому номенклатура его технико-эксплуатационных показателей должна устанавливаться применительно к прицепному составу. Эти же показатели должны быть применимы и к транспортно-технологическим машинам на базе тракторных прицепов.

-Гг V \| 1 1

1 1 / 1 1 \ /'

/\ / / 1 / 1 / / / V ^ \ N Г\ \ \

025

0.Т5

125

Рисунок 1 - Распределение коэффициента использования

грузоподъемности: 1 - для полуприцепов г/п 9 т;

В отличие от автомобильного транспорта, состав технико-эксплуатационных показателей прицепного тракторного транспорта до настоящего времени не имеет нормативной основы.

Номенклатуру показателей предлагается установить в следующем составе (рис. 2): показатели назначения; показатели безопасности; эргономические показатели; показатели надежности; показатели технологичности; показатели стандартизации и унификации; патентные показатели; гарантийные обязательства.

Показатели назначения являются наиболее многочисленными из перечисленных показателей. Они должны включать: класс тяги трактора-тягача; показатели массы; размерные показатели; максимальную скорость движения; показатели, определяющие условия движения; показатели грузовместимости; показатели приспособленно-

2 - для прицепов г/п 12 т сти к погрузочно-разгрузочным операциям.

В отношении показателей массы следует отметить, что транспортные средства категории К (к которым относятся тракторные прицепы) не входят в состав транспортных средств, для которых эти показатели регламентируются ГОСТ Р 52389-2005 «Транспортные средства колесные. Массы и размеры. Технические требования и методы испытаний». Транспортные средства категории К отсутст-

НОМЕНКЛАТУРА ОСНОВНЫХ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТИЕЙ ТРАКТОРНЫХ ПРИЦЕПОВ

3

Рисунок 2 - Система показателей технико-эксплуатационных свойств тракторных прицепов

вуют и в ГОСТ Р 52051-2003 «Механические транспортные средства и прицепь Классификация и определения». Тем не менее, учитывая перспективы распро странения указанных стандартов на прицепные тракторные транспортные транспортно-технологические средства, при назначении показателей массы целе сообразно использовать принятые в данных документах показатели.

Установлена применяемость разработанных технико-эксплуатационных по казателей на различных этапах разработки нормативно-технической докумен' ции на данные транспортные средства, включая государственные стандарты, со держащие общие технические требования, стандарты на методы испытаний, тех нические условия и другие документы.

В третьей главе «Научные основы выбора рациональных параметров пр цепного состава» представлена методика определения оптимальных параметро прицепных тракторных транспортных средств.

Показатели массы являются одними из важнейших показателей прицепног состава тракторного транспорта. Определение этих показателей является началь ным этапом проектирования данных транспортных машин.

Рассмотрим условия осуществимости движения тракторного поезда (бе учета влияния микропрофиля) применительно к схеме поезда с полунавесны прицепом с догружающим дышлом в качестве первого прицепного звена (рис. 3).

При ограничении тяговых возможностей трактора условиями сцепления

£

Рисунок 3 — Схема сил и реакций, действующих на трактор и полунавесной прицеп

РК1 + Р,2 = + г2) (2)

В режиме движения трактора с блокированным дифференциалом

РК1 +РК2=<р(г,+г2)

(3)

Р/з+Р14+Р/5=Кг3 + г4 + 25)

где <р - реализуемый коэффициент сцепления шин трактора с опорной поверхностью;/- коэффициент сопротивления движению, принятый одинаковым для колес трактора и прицепных звеньев. Значения этих величин для конкретных условий эксплуатации приведены в табл. 2.

После выполнения соответствующих преобразований получено выражение для предельной массы прицепного состава тппред, буксирование которого возможно в данных дорожных условиях:

ппред т ' <4>

а также выражение для предельного преодолеваемого тракторным поездом угла

подъема опорной поверхности апред:

5"ред~ ' (5)

гдеЛд=С/Ст - коэффициент статической догрузки сцепного устройства трактора от прицепного звена; 1„ = ОпЮт - коэффициент сцепной массы тракторного поезда.

Таким образом, в условиях недостаточного сцепления движителей с опорной поверхностью предельная масса прицепного состава определяется двумя группами параметров: конструктивными параметрами агрегатирования первого прицепного звена с трактором и параметрами, характеризующими дорожные условия: коэффициентами сопротивления движению и сцепления.

Выражения (4-5) могут быть непосредственно использованы для расчета полных масс прицепных звеньев тракторных поездов и преодолеваемых ими углов подъема в зависимости от дорожных условий. Расчетные формулы для тракторных поездов с первым прицепным звеном различного типа приведены в табл.

На рис. 4 представлены номограммы для определения полной массы тракторных поездов основных типов на базе тракторов класса 30...50 кН в типичных условиях их эксплуатации в сельскохозяйственном производстве. Определив по номограмме полную массу прицепных звеньев, можно вычислить максимальную реализуемую грузоподъемность тракторного поезда в данных условиях движения.

Таблица 3 — Расчетные формулы для определения параметров тракторных поездов

Тип первого прицепного звена тракторного поезда Коэффициент сцепной массы, Х„ Предельный угол преодолеваемого подъема, а„ред

Полуприцеп Прицеп со свободным дышлом Полунавесной прицеп с догружающим дышлом <рО-хг)) /+1ёа (1-0,16бМ9>-0~+1яа)] [1+0,069(<?-/)]</Нёа) 1+Ъ , 'ЩТ* <р-Л1+ЫУ+о,1бб(<р-/)] (/+;.„) О-о,166/1+0,1бб(р).„ <рО+ Хд)-Л1+ +0,069(<Н)] О +Лп)и-0,069/)+0,069<рХ„

а)

\ \ л 4 V"

\ N \ \ \

ь. X

)5 г.«

О 5 10 15

Рисунок 4 - Номограммы для определения рекомендуемой массы прицепного состава в зависимости от условий движения: а) Т-15ОК+ОЗТП-9554; 6) К-701+ОЗТП-9554; в) К-701+ОЗТП-8573; г) К-701+03ТП-8573+03ТП-8572 1 -/= 0,15; <р = 0,35 (IV кат.); 2-/= ОД; <? = 0,6 (Ш кат.); 3 -/= 0,03; р = 0,5 (П кат.); 4 -/= 0,015; <р = 0,7 (I кат.)

Это дает возможность наиболее рационального использования прицепного состава и обеспечивает наибольшую эффективность транспортно-технологи-ческих агрегатов в конкретных дорожно-климатических условиях их эксплуатации.

Значение полной массы прицепного состава, полученное по формуле (4), обеспечивает максимальное использование энергетических возможностей трактора при определенной скорости движения тракторного поезда. Для решения вопроса о наиболее целесообразном сочетании полной массы и скорости движения необходимо привлечение дополнительных критериев. Главная роль при определении наиболее рациональных эксплуатационных показателей должна принадлежать критериям экономического характера. В этих це-

лях разработана методика, устанавливающая оптимальное соотношение между эксплуатационными показателями, с использованием критерия минимума приведенных затрат на единицу транспортной работы.

Годовая производительность тракторного поезда определяется из выражения

Тп рУ(С0

Ь+рУ^Со' (б)

где Тп - годовая загрузка; р - коэффициент использования пробега; - среднетехническая скорость; С0 - номинальная грузоподъемность; 5 - средняя длина ездки; Гш - время простоя на 1 т грузоподъемности; у - коэффициент использования грузоподъемности. При обеспечении соответствующих требований по плавности хода и управляемости тракторного поезда его производительность, таким образом, можно считать зависящей только от грузоподъемности и скорости движения.

Для аналитической оценки эксплуатационных параметров используется установленная нами корреляционная связь между грузоподъемностью и полной массой прицепного состава:

С0=-1,06+0,77тп (7)

Приведенные затраты на единицу выполненной работы складываются из прямых эксплуатационных затрат и удельных капитальных вложений, определяемых стоимостью и годовой загрузкой прицепа и трактора.

Статистическим анализом технико-экономических показателей серийно выпускаемых в определенный период времени тракторных прицепов может быть установлена корреляционная связь между их стоимостью и полной массой:

Б„= Ъ0 + Ътп (8)

С использованием формул (6-8) определяются все величины, необходимые для вычисления выбранного критерия эффективности в функции полной массы прицепного состава т„ и скорости движения V. Варьируя этими величинами, можно найти экстремум критерия эффективности, которому соответствуют оптимальные эксплуатационные параметры т„ опт и Уопт в заданных условиях эксплуатации.

Необходимо установить также связь эксплуатационных показателей тракторного поезда с характеристиками дорожной поверхности.

В случае равновеликих ведущих колес трактора, при отсутствии межосевого кинематического несоответствия и равенстве нормальных нагрузок на колеса, обобщенный показатель буксования тракторного поезда совпадает со значением аналогичного параметра для отдельного колеса движителя. Так как размеры колес тракторного поезда и нормальные нагрузки на них существенно различаются, как в процессе перераспределения опорных реакций при движении поезда, так и за счет изменения массы перевозимого груза, представляет практический интерес определение обобщенного показателя буксования 8 через величины аналогичных параметров конкретных колес движителей и характеристики дорожных условий.

Установлено, что величина реализуемого коэффициента сцепления движителя с опорной поверхностью Ч*р связана с величиной обобщенного показателя

буксования 5 колес движителя тракторного поезда в заданных дорожных условиях эмпирической зависимостью:

% = (1-е^)сртах, (9)

где КЕ — эмпирический коэффициент, значение которого определяется через параметры конкретных колес и результаты экспериментальных исследований:

Кг =1п

М \}=1 >

(10)

Выражением (10) можно пользоваться при отсутствии результатов тяговых испытаний, исходя из характеристик применяемых шин. Это обстоятельство позволяет производить оценку скоростных показателей тракторных поездов на стадии их проектирования.

Опыт эксплуатации прицепного тракторного транспорта, а также проведенные исследования показывают, что важнейшим фактором, ограничивающим скорость движения тракторного поезда, является вибронагруженность рабочего места. Экспериментальное определение допустимой скорости движения по предельно допустимым виброускорениям во всех диапазонах частот весьма трудоемко. В ряде случаев, в том числе при решении задачи параметрической оптимизации, достаточно ограничиться изучением собственных динамических свойств тракторного поезда. Проиллюстрируем такой подход применительно к тракторному поезду с полунавесным прицепом (рис. 5). г

Уравнения колебаний звеньев поезда получены из уравнений Лагранжа второго рода, составленных для данного тракторного поезда:

с/ / дТ\ дТ дП

ТЛТ^)-^- =~Т~'к =1'2'-'т (и>

л\дЧк дЧк ддк

Вычисляя необходимые производные, входящие в уравнения (11), получаем систему однородных дифференциальных уравнений:

~ ~ ~{(с-/ + с; + с:и^1-с:ш22 + - сх1а1 + с2и1{Ъ1 + с1)]<р1 - с^йгу^}

- - ~{с:423-с,4Ь3<р3)

1 г

^--— I - + (с:3 +ст1)г2 - С2и1(Ъ1 +С,)<р1 + (Са11а2 - с:3Ь2)<р2}

- ~ + Сх2 + Схш)х, - СхшХ2]

= - — [- Схи1Х1 + (сх3 + Схш)х2\

т2

(12)

х3 - ~сх4х3 т3

1

<Р1~- - С21а, + с,ш(_Ь; + с,)]г, - с^Оц + с,)г2

+ + сг2Ъ2, + с^ХЬ, + с1У\(р1-с^1а2{Ь1 + с,)ср2}

* 1 Г

Ч>2--у + (с:ша2 - с23Ь2)г2-с:ша2(Ь, + с,) + (с23Ъ\ + с^а^ср ]

<Рз=-7, С" с^Ьзгз + с:4Ъ23(р3)

Нетривиальное решение системы (12) можно получить при равенстве нулю определителя характеристической матрицы А(р) = где Л ¿у - элементы квад-ратичной матрицы, составленной из коэффициентов при обобщенных координатах д1}.; Е - единичная матрица. На рис. б приведен пример количественной оценки влияния полной массы прицепного состава шп на собственную частоту вертикальных колебаний тракторно-Рисунок б - Зависимость низшей го поезда в составе трактора К-701 и получастоты собственных колебаний прицепа ОЗТП-9554 от массы прицепного состава

20 щ.т

Многие задачи исследования движения транспортных средств, решаемые с учетом реальных динамических характеристик элементов колебательных систем, к которым приводятся расчетные схемы наземных транспортных машин, сводятся к решению дифференциальных уравнений с переменными параметрами. Уравнение колебательной системы с переменными параметрами имеет вид:

где q(t) - обобщенная координата (перемещение); Я(ё)и wo(t)~ функции времени, определяемые переменным коэффициентом сопротивления и другими переменными параметрами системы.

Существует несколько подходов к решению дифференциальных уравнений вида (13). Одним из них является метод В КБ (Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна). Данный метод заключается в представлении решения в виде асимптотических рядов, сходящихся при определенных значениях аргумента.

Для решения уравнения (13) введем новую переменную S(t), зависящую от t, а функцию q(t) представим в виде

q(t) = a/(t)e£s + a2(t)e-|s, (14)

где aj(t) и a2(t) — неизвестные функции, подлежащие определению. Показано, что применением метода итерации их можно представить в виде:

â(t)=P(t№(P) (15)

Доказана абсолютная и равномерная сходимость, а также получены основные оценки /'-матрицы (15). При этом общее решение уравнения (13) имеет вид:

,(С) = + е-10н-П] = ^С05(5 + /?), (16)

где

у = \FuWela + Р13Ше-*)е*\ = = | F2!(t,0-)eia + F;u(t,<De-te)e-ts|

р = агМд

= — агМд

1т[Р„а,0)е1а + Р12Ь,0)е-1а] _ Яе[Ри (Ь,0)е1а + Р12(Х,0)е-1а]

/т[Р;/Е.О)е'а + Р12Ще~1а] Де[Р//(С,0)е'« + Р12(Ц,0)е-1а]

Точное вычисление элементов Р-матрицы является очень сложной задачей, поэтому в целях практического применения следует ограничиваться вычислением первых интегральных членов ряда (15). Условия, при которых эти первые члены дают необходимую точность, и будут являться условиями применимости метода.

Предложенный метод решения уравнения колебательной системы с переменными параметрами существенно сокращает трудоемкость вычислений по сравнению с общепринятыми методами численного интегрирования, что особенно важно при исследовании движения транспортных машин. С использованием данного алгоритма разработана программа, реализующая предложенный метод и позволяющая получать решения на стандартных ПК с неограниченной точностью.

Полученные соотношения, а также существующие ограничения при выборе оптимальной массы прицепного состава реализованы в графоаналитическом методе определения основных параметров тракторных агрегатов. Данный метод позволяет определить полную массу и максимальную скорость движения, связав их с экономическим критерием эффективности, с учетом тягово-сцепных и энергетических показателей трактора, а также плавности хода транспортного агрегата. Построение ведется с получения семейства кривых буксования от массы прицепного состава, приведенных в I квадранте (рис. 7). Во II квадранте строится зависимость максимальной теоретической скорости УТ движения тракторного поезда от полной массы прицепного состава. После того как максимальная теоретическая скорость до- Рисунок 7 — Графоаналитический метод определения стигнет величины, соответ- основных параметров тракторных поездов

ствующеи условию

1--—-(/со«* + яша) = —Гт ,-л 1ЛГ .—г—, (¿0)

Кптр V + í(p-f)tSf\(f+tga)

она перестает зависеть от массы прицепного состава.

В III квадранте строится график перехода от теоретической скорости к действительной У= У7(1 - ¿) с учетом буксования ведущих колес трактора. В IV квадранте строится зависимость среднеквадратичных ускорений, действующих на рабочем месте, от скорости движения. Получение такой зависимости может быть осуществлено либо расчетным, либо экспериментальным способом. Уровень колебаний должен оцениваться как для вертикальных, так и для горизонтальных виброускорений. При этом сравнение экспериментально определенных виброускорений с предельными осуществляется в каждой октавной полосе частот. В V квадранте строится зависимость затрат мощности от скорости движения. В VI квадранте приводятся регуляторные характеристики двигателя трактора. Тяговые и топливно-экономические характеристики трактора используются при расчете критерия эффективности в функции полной массы прицепного состава (I квадрант). Экстремуму критерия эффективности соответствует оптимальная полная масса прицепного состава и соответствующая ей грузоподъемность.

В четвертой главе «Развитие расчетно-экспериментальных методов повышения надежности тракторных прицепов» приведена методика отработки конструкций тракторных прицепов на стадии их проектирования и модернизации.

В нашем исследовании в качестве объекта расчетно-экспериментальной отработки приняты ходовые оси, как одни из наиболее нагруженных и наименее изученных в отношении прочности узлов тракторных прицепов. Для получения показателей эксплуатационной надежности осей тракторных прицепов были проанализированы данные по их периодическим контрольным испытаниям, а также результаты наблюдения за тракторными прицепами в условиях их рядовой эксплуатации. Как показывают результаты наблюдений, до 4 % обследованных прицепов имеют случаи поломок балок осей. Такую надежность осей следует признать недостаточной.

Исследование динамической нагруженности балок осей проводилось на участках дорог, соответствующих выделенным четырем категориям эксплуатации и находящихся на территории Новоорского района Оренбургской области. Схемы наклейки и коммутации датчиков обеспечивали измерение компонент динамических напряжений балки оси (нормальные напряжения от изгиба в вертикальной и горизонтальной плоскости, касательные напряжения чистого кручения).

Оценка динамической нагруженности балки оси производилась в два этапа. На первом этапе компоненты динамических напряжений схематизировались в виде последовательности экстремумов процесса. Это позволило определить параметры распределения компонент динамической напряжений в исследованных сечениях балки и их частотный состав, сделать выводы о соотношении отдельных компонент и их влиянии на общую нагруженность балки. На втором этапе компо-

ненты динамических напряжений, зарегистрированные в опасном сечении, схематизировались методом анализа полных циклов.

Анализ статистических характеристик компонент динамических напряжений, приведенных в табл. 4, показывает, что преобладающее влияние на нагру-женность балки оказывают колебания ее в вертикальной плоскости. Изгиб в горизонтальной плоскости существенен только для дороги IV категории, где дисперсия амплитуд напряжений составляет 31 % дисперсии амплитуд напряжений в вертикальной плоскости.

Таблица 4 — Статистические характеристики компонент динамических напряжений

Компоненты динамической нагруженное™ Сечение балки Дисперсия амплитуд динамических напряжений, МПа2, по категориям дорог

I II III IV

218 78 231 538

13 22 56 13

изгиб II-II 167 60 177 455

в вертикальной плоскости 12 18 52 . 36

III-III 259 116 273 733

16 32 57 20

17 8 15 166

2 2 12 8

изгиб II-II 16 8 22 129

в горизонтальной плоскости 2 2 12 8

III-III 18 10 19 198

2 3 14 16

14 8 13 123

2 1 2 31

кручение II-II 1Z 2 9 1 12 1 99 17

III-III 19 17 15 131

3 3 2 34

Примечание: в числителе - значения для прицепа с номинальной нагрузкой; в знаменателе -для порожнего прицепа

На рис. 8 приведены спектральные плотности компонент динамических напряжений. Отмечается, что процессы нагружения становятся более широкополосными по мере ухудшения дорожных условий.

Отработка оптимального варианта конструкции требует сравнительной оценки усталостной прочности натурных образцов. Сравнительные испытания балок осей проводились на специальном гидропульсационном стенде. Стенд представляет собой двухцилиндровый нагружатель на базе гидравлической системы испытательной машины ГРМ-1, обеспечивающей переменное давление в исполнительных гидроцилиндрах. Статическая составляющая давления, обеспечивающая отнулевой цикл нагрузки, создавалась дополнительной насосной станцией.

Опыт эксплуатации, а также результаты испытаний балок осей, изготовленных из стали 40Х, подтверждают высокую чувствительность этой стали к вносимым сварочным концентраторам.

Результаты испытаний свидетельствуют о возможности использования в производстве балок осей, изготовленных из стали 35. Это позволяет снизить их стоимость и упростить технологию сварки.

Для реализации компонентного состава динамических воздействий предложен стенд, снабженный устройством для поворота оси относительно направления действия нагрузки. В процессе испытаний ось поворачивается, следовательно, и направление действия нагрузки на ось изменяется. Это позволяет более полно имитировать напряженное состояние оси в процессе испытаний.

Для изготовления осей тракторных •прицепов наиболее эффективна технология получения их балок из трубных заготовок. С точки зрения получения балки минимального веса, целесообразно использовать тонкостенные трубные сечения большого наружного диаметра. Однако возможность снижения массы трубной заготовки при уменьшении толщины стенки ограничивается вследствие одновременного ухудшения сопротивления

Рисунок 8 — Спектральные плотности компонент динамических напряжений в балке оси при движении по дороге IV категории:

1 - от вертикального изгиба;

2 - от горизонтального изгиба;

3 - от кручения;

-- с номинальной нагрузкой;

------ порожний прицеп

усталости в зонах сварных соединений. С

другой стороны, при увеличении толщины стенки также возможно снижение сопротивления усталости вследствие проявления масштабного фактора. Таким образом, для балки оси представляется возможным определить оптимальный типоразмер её сечения, обладающий в этих условиях минимальной массой. Данная задача решалась путем использования результатов испытаний локальных моделей.

Локальные модели опасных зон балок осей представляют собой сварные тавровые соединения, имитирующие приварку к балке тормозного суппорта (по месту характерных эксплуатационных разрушений). Материал деталей, образующих локальную модель, и технология сварки соответствовали применяемым при производстве осей прицепов.

Испытания локальных моделей на усталость проводились при нагружении их изгибающим моментом по симметричному циклу на машине УМП-02. Установка позволяет осуществить консольный изгиб образца с регулируемой асимметрией нагружения.

Для определения характеристик сопротивления усталости локальных моделей целесообразным является расчетно-экспериментальный метод, в основу которого положено уравнение кривой усталости в соответствии с кинетической теорией усталости:

где N- число циклов приложения нагрузки до разрушения; а- максимальное напряжение цикла; - коэффициент выносливости, равный <2 = - абс-

цисса точки перелома кривой усталости; ак - предел выносливости; У0 - параметр, характеризующий наклон кривой усталости в полулогарифмической системе координат.

Изменение предела выносливости опасных зон балок осей в зависимости от толщины стенки сечения не превышает 10,7 % для исследованного диапазона 6 = 8-^-24 мм. В связи с этим окончательный выбор профиля балки оси проводится пу-ем использования наиболее экономичного сечения.

На рис. 9 приведена диаграмма, иллюстрирующая способ определения рациональных массово-геометрических характеристик трубных заготовок балок осей. Левая ветвь диаграммы представляет собой семейство зависимостей массы трубной заготовки т от толщины стенки сечения д, построенных для ряда значений момента сопротивления сечения на изгиб Ж. На правой ветви диаграммы приведены результаты испытаний локальных моделей для нескольких уровней напряжений. Из экспериментальных данных следует, что для каждого уровня динамических напряжений может быть назначена минимальная толщина стенки сечения, удовлетворяющая требованиям её циклической долговечности. При помощи левой ветви диаграммы при этом может быть найдена соответствующая масса

трубной заготовки. Варьированием уровня динамической нагруженности при заданной циклической долговечности N0 выбирается такой режим нагружения, при

П кг 100 75 50 25 0.25 0,5 10 К Шьцикл

Рисунок 9 - Диаграмма для определения рациональных массово-геометрических характеристик трубной заготовки: Д > •, ° - экспериментальные точки для уровней напряжений 01,02, аз

котором, в соответствии с левой ветвью диаграммы, трубная заготовка имеет минимальную массу.

С использованием изложенной методики в качестве унифицированной заготовки для балок осей тракторных прицепов и полуприцепов грузоподъемностью 5-20 т была предложена заготовка из трубы 127x14 мм. При этом достигнуто снижение веса заготовки на 15,5 кг.

Ось, установленная на прицепе, воспринимает во время эксплуатации вертикальные статические нагрузки от веса подрессоренных масс. Целесообразно, таким образом, наведение предварительных сжимающих напряжений в зонах сварных соединений. Применительно к балкам осей транспортных средств наиболее просто это может быть осуществлено при сборке-сварке оси под технологической нагрузкой, совпадающей с номинальной эксплуатационной статической нагрузкой.

В процессе сварки напряжения от технологической нагрузки в зоне термического влияния релакси-руются, а при снятии нагрузки предварительно растянутые нижние волокна в этих зонах подвергаются сжатию относительно их первоначального состояния. На рис. 10 приведены значения остаточных напряжений в зоне сварного шва для оси, изготовленной под технологической нагрузкой, равной номинальной статической осевой нагрузке, после снятия последней, а также для оси, изготовленной при сборке-сварке её в свободном состоянии.

В пятой главе «Разработка методики прогнозирования долговечности» приводятся результаты работы по совершенствованию методов прогнозирования долговечности конструкций данных транспортных средств.

Исследование характеристик сопротивления усталости балок осей тракторных прицепов проводилось на стенде фирмы «\УегЫо£фгийт1а5сЫпеп>>. Испытания проводились при изгибе в вертикальной плоскости, при этом шарнирно опертые цапфами балки нагружались по отнулевому циклу с частотой 7 Гц. Характеристики сопротивления усталости определялись для балок осей, изготовленных из трубы 127x14 мм по действующей технологии из стали 40Х и стали 35. Места возникновения и характер разрушений соответствовали усталостным разрушениям осей в эксплуатации. Для анализа результатов испытаний балок осей использовалось уравнение (21) применительно к действующим нагрузкам. По результатам испытаний были определены параметры уравнения кривой усталости (рис. И): Рк = 72,9 кН, 0 = 43,0x106 кН х цикл., Уо = 85,8 кН для балок из стали 40Х и Рк = 74,7 кН, = 49,3x106 кН х цикл., У0 = 37,0 кН для балок из стали 35. Полученные значения параметров уравнения кривой усталости были оценены в статистическом аспекте (табл. 5).

Рисунок 10 —Остаточные напряжения в зоне поперечного шва: • - для серийной оси; о — для оси, изготовленной под технологической нагрузкой

Р.кИ

Ю

то

к \

\ \ \ г \

\ \ \ \

ч 1 V ч Ч N Ч \

• к

а2

Табшща 5 - Статистические характеристики

Наименование характеристики Доверительная вероятность Доверительные интервалы, кН

материал балки

сталь 40Х сталь 35

Среднее значение Ря 0,90 70,08- -75,78 71,70- -77,70

0,95 69,41- -76,44 70,95- -78,41

Среднеквадратичное отклонение 5 0,90 3,58- -8,08 3,16- -8,05

0,95 3,38-8,97 2,96-^9,16

05

10

¿0 Ц С'цисл

Рисунок 11 — Кривые усталости для балок осей: 1 - из стали 40Х; 2 — из стали 35

Как следует из полученных результатов, средние значения пределов выносливости для балок из стали 35 несколько выше, чем для балок из стали 40Х, причем с возрастанием вероятности разрушения разница становится более ощутимой. Однако угол наклона кривой усталости к оси абсцисс для балок из стали 40Х существенно выше. Балки осей из стали 40Х, таким образом, менее чувствительны к перегрузкам.

Определение характеристик сопротивления усталости базовых узлов транспортных машин по мере увеличения их габаритных размеров становится все более затруднительным. В связи с этим практический интерес представляет определение характеристик сопротивления усталости путем испытаний масштабных моделей локальных зон, лимитирующих долговечность.

Испытывались пять групп образцов, каждая из которых состояла из 1112 моделей. Испытания образцов производились на испытательной машине УМП-02 при приложении изгибающего момента по отнулевому циклу.

Результаты испытаний аппроксимировались уравнением кривой усталости в

виде:

атЯ

-Г

'од Лс при оа > а,

00

'од

при <Та < «Год

(22)

где аа — амплитуда напряжений; N — число циклов нагружения до разрушения; <т0з — предел выносливости при отнулевом цикле нагружения; — число циклов нагружения, соответствующее точке перелома кривой усталости; т - показатель наклона левой ветви кривой усталости.

В табл. 6 приведены уравнения линий регрессии левой ветви кривой усталости и численные значения характеристик сопротивления усталости для каждой группы образцов. Здесь же приведены соответствующие характеристики натур-

ной конструкции балки оси, полученные в результате испытаний на гидропульса ционном стенде.

Таблица 6 - Результаты испытаний масштабных моделей

№ групп образцов

Масштаб моделирования М

1

сг„, МПа

65,2

7,44

т,

106 цикл.

3,4111

Уравнение линии регрессии

а = 2,689- 0,134 Щ

0,89

63,6

0,67

6,82

63,0

2,7631

5,27

1,2915

^ст = 2,750-0,147

0,56

64,8

0,44

3,91

0,6722

63,8

3,22

0,2494

натурная ось

65,8

7,29

3,3606

ка = 2,960 -0,190 Щ & а = 3,302 - 0,256 Щ 1%о = 3,483 -0,3 ПЩ

1%о = 2,712 — 0,137

На рис. 12 представлены зависимости характеристик сопротивления усталости от масштаба моделирования М. В исследованном диапазоне моделирования все три зависимости имеют линейный характер: с увеличением М величина а0 остается постоянной, а Ыа и т возрастают по линейному закону. Следовательно, характеристики сопротивления усталости могут быть выражены через аналогичные характеристики масштабных моделей и /и, масштабе моделирования М по

формулам:

цЯЪ т Ц-Я*

па = + Ю%1 -М^а (23)

т1 = т, + (7 -М^р (24)

где а, Р - соответственно углы наклона линий N0 (М) и т (М) к оси абсцисс.

Для получения информации по нагруженности осей проведен анализ динамических нагрузок, действующих в типовых режимах эксплуатации.

Приведение полученных асимметричных циклов со случайными значениями амплитуд Ры и средними значениями Рт, к эквивалентным Ры производилось с учетом чувствительности к асимметрии нагружения У:

во Й

60 6 3

«7 4 2

20 2 1

0-

1 1 н

2 // <Л в / V-

У О \ / /

/ а

ол ОМ 056 0.67

089

1 м

Рисунок 12 - Зависимость характеристик сопротивления усталости от масштаба моделирования

Ры =

Ра, + 1+¥

(25)

Для деталей с гарантированной статической нагрузкой, к которым, в частности, относятся балки осей транспортных средств, целесообразно приведение к отнулевому циклу с коэффициентом асимметрии Я = 0.

Обработка полученного вариационного ряда приведенных амплитуд производилась с использованием экспоненциальной функции распределения

и, ( Р1-Т\

(26>

где щ — порядковый номер амплитуды нагрузки Р1 в убывающем вариационном ряду; п6л - число амплитуд нагрузок Ph зафиксированное за время регистрации процесса; Р, Рс - параметры функции распределения.

При обработке вариационных рядов схематизированных нагрузок использовался аппарат линейного регрессионного анализа.

С учетом полученных данных по эксплуатационной загрузке прицепов, в каждой категории эксплуатации можно выделить два характерных режима движения: с номинальным грузом и без груза. Таким образом, можно указать восемь типовых режимов эксплуатации, совокупность которых, с учетом обобщенных пробеговых показателей, представляет собой типовые условия эксплуатации данных транспортных средств. Соответствующие зависимости, характеризующие нагруженность осей в типовых режимах эксплуатации, приведены на рис. 13.

Блок действующих нагрузок формируется по результатам исследования нагруженности в типовых режимах эксплуатации, пробеговым показателям и характеристикам сопротивления усталости. Принцип формирования расчетного блока нагружения показан в табл. 7.

Предложенный подход к формированию блока нагружения позволяет учесть все типовые режимы, максимальный уровень действующих нагрузок которых не ниже установленной границы повреждающих воздействий (меньшей начального значения предела выносливости).

Процесс эксплуатационного нагружения деталей можно характеризовать как многократное повторение блоков нагружения. При этом повреждающими являются только те нагрузки, которые превышают в момент их действия текущее значение предела выносливости.

Р.. кН

Н цикл

Рисунок 13 - Функции распределения эксплуатационных нагрузок в типовых режимах эксплуатации (2,4,6,8) при вероятности неразрушения г = 0,95

28

Таблица 7 - Формирование блока нагружения

Категория условий эксплуатации Типовой режим эксплуатации Р,=? Р2 Рз Рп-1 Р„=0,5РК

I 1 Уп.1

2 УпЗ.2 Уп-1.2 Уп 2

II 3

4 Уп-1,4

Ш ' 5 | Уп-1.5 Уп.5

6 Уп2.6 УпЗ.6 Уп-1.6

IV 7 Уп3.7 Уп-1.7 У п.7

8 Уп1.8 Уц2.8 УцЗ.8 Уц-1.8

относительное число циклов нагружения я у1 у2 Уз Уп-1 Уп

При переменных параметрах циклического нагружения деталей оценку их долговечности наиболее целесообразно проводить по принципу суммирования усталостных повреждений с учетом снижения предела выносливости:

--1Ш ■

где Л^- циклическая долговечность; g- число интервалов снижения предела выносливости, определяемое числом ступеней нагрузочного блока ниже начального значения предела выносливости; к - число ступеней нагрузочного блока выше текущего значения предела выносливости; /?. - относительная продолжительность г-той ступени нагрузочного блока; ЛМ, - число циклов нагружения на /-той ступени нагружения, необходимое для снижения предела выносливости на величину

В предположении, что предел выносливости при действии каждого повреждающего цикла снижается линейно, величина ДМ,. вычисляется как разность соответствующих значений чисел циклов нагружения:

е / г г ,р р ч Л (28>

, , Г /Л—-П1/+А Л

Г)

'-'»ШЧ^П1

Таким образом, в процессе снижения предела выносливости при циклическом нагружении детали к повреждению подключаются все новые члены нагрузочного блока.

Данный способ формирования обобщенного блока нагружения позволяет осуществить переход от величины суммарной циклической долговечности Л^ к ресурсу, выраженному величиной пробега Ь^:

Ъ

(29)

Расчетный ресурс балок осей прицепов, полученный с применением данного метода, составляет 155, 6 тыс. км для стали 40Х и 98,6 тыс. км для стали 35 при вероятности неразрушения 0,99, при нормативном значении 80 тыс. км.

В шестой главе «Совершенствование конструкций прицепного состава к колесным тракторам» приведены обоснование и результаты разработки нормативной базы прицепного тракторного транспорта.

Состояние нормативной базы тракторного транспорта в настоящее время не соответствовало потребностям отрасли, так как, во-первых, потеряна ее актуальность; во-вторых, необходима гармонизация отечественной нормативной базы с международными нормативно-техническими документами в данной отрасли.

Практическим результатом данной работы является разработка двух основополагающих стандартов в области прицепного тракторного транспорта: национального стандарта РФ ГОСТ Р 52746-2007 «Прицепы и полуприцепы тракторные. Общие технические требования» и межгосударственного стандарта ГОСТ 28307-2013 «Прицепы и полуприцепы тракторные. Методы испытаний».

Целью разработки ГОСТ Р 52746-2007 и ГОСТ 28307-2013 является:

— повышение технического уровня тракторных прицепов и полуприцепов за счет введения в стандарт новых требований к показателям назначения, качества и безопасности их конструкций, а также новых требований к методам испытаний, обеспечивающих качество и безопасность конструкций;

- гармонизация требований стандарта со стандартами ЕС в отношении конструкции и безопасности сельскохозяйственных транспортных машин, а также в отношении методов их испытаний.

Стандарты фиксируют достигнутые результаты в области создания безопасных конструкций тракторных прицепов и полуприцепов, обеспечивают охрану окружающей среды, совместимость и взаимозаменяемость в составе тракторных поездов. Выполнение технических требований к тракторным прицепам и полуприцепам, заложенных в указанных стандартах, обеспечивает их соответствие современным требованиям эксплуатации.

Разработанные стандарты в настоящее время являются нормативной базой проектирования и сертификации прицепных тракторных транспортных и транс-портно-технологических машин, а также контроля их технического состояния в эксплуатации.

•* Приведены также результаты выполненных работ по совершенствованию конструкций прицепного состава тракторного состава.

Анализ имеющегося опыта проектирования прицепных транспортны средств, а также альтернативных вариантов их развития позволил выявить пе спективы повышения эффективности тракторного транспорта за счет констр тивных решений на стадии проектирования и модернизации. Из них важнейшим являются:

- повышение технического уровня выпускаемого прицепного состава счет повышения удельных технических характеристик (грузоподъемности, м таллоемкости т.д.);

- выбор оптимальных параметров агрегатирования прицепных звенье обеспечивающих наиболее полное использование тягово-сцепных свойств тра торного поезда;

- поиск конструктивных схем прицепных звеньев и схем агрегатирован оптимизирующих геометрические, весовые характеристики тракторного поезд его управляемость и проходимость;

- снижение динамического воздействия, вызванного поверхностью дорог на все звенья тракторного агрегата, с целью уменьшения вибронагруженности р бочего места и увеличения тем самым эксплуатационных скоростей движени транспортных агрегатов и снижения металлоемкости несущих конструкций з счет уменьшения коэффициента запаса прочности.

Рассмотрены возможности указанных направлений и некоторые получе ные результаты. Так, например, в результате модернизации тракторных прицепо выпускаемых Орским заводом тракторных прицепов, реализованы конструкти ные мероприятия, позволившие снизить массу прицепов на 500-1000 кг.

С целью снижения уровня низкочастотных колебаний звеньев тракторног поезда были осуществлены следующие мероприятия:

- уменьшение жесткости колеса за счет применения шин низкого давления;

- оптимизация жесткости подвески в зависимости от состава, грузоподъё ности и типа прицепных звеньев поезда.

По результатам экспериментальных исследований, наилучшими показат

лями по плавности хода о ладает тракторный поезд полуприцепом в качеств первого прицепного звен Дальнейшее улучшени плавности хода может быт получено за счет рационал ного агрегатирования звен ев тракторного поезда. Ра смотрим возможности, им ющиеся в этом способе, дл двух типов поездов в состав трактора К-701 с полуприце пом ОЗТП-9554 и полунавес ным прицепом 03ТП-8573 качестве первого прицепног

Рисунок 14 - Догрузка ТСУ трактора при различных вариантах первого прицепного звена:

1 - полуприцеп ОЗТП-9554; 2 - полунавесной прицеп 03ТП-8573

«I, м/с*

1.2

0.8

/.Гц

звена. Варьировались следующие параметры прицепных звеньев: высота расположения в/ буксирного прибора; высота расположения с, точки закрепления дышла прицепа ОЗТП-8572 (второго прицепного звена); высота расположения Ив оси балансира полуприцепа и полунавесного прицепа. Результаты расчета для двух типов прицепных звеньев, а также полученные экспериментальные значения дополнительной догрузки тягово-сцепного устройства (ТСУ) трактора при варьировании параметров агрегатирования приведены на рис. 14.

На рис. 15 приведены результаты измерений виб-ронагруженности при различных вариантах агрегатирования, подтверждающие возможность ее снижения за счет увеличения догрузки ТСУ. В частности, оптимальное расположение дышла прицепного звена позволило снизить горизонтальные, наиболее опасные виброускорения на рабочем месте на 12 %.

Рассмотренные методы повышения плавности хода тракторных поездов связаны со снижением динамических нагрузок, воздействующих на элементы поезда, в том числе и на несущие конструкции. Это открывает дополнительные ре зервы снижения их металлоемкости.

В табл. 8 приведены относительные значения основных технико-экономических показателей тракторных поездов с полунавесным прицепом модели 03ТП-8573 в сравнении с

......~.............1........~....................................I ............................- - предельно допустимые по ГОСТ 12.1 01?.

Ч -- N

4

\ 3

^^ I

—---

\ 5

1 2 4

/.г»

Вариант агрегатирования 1 2 3 4 5

в;, мм 1100 1100 792 792 792

С(, мм 905 558 905 558 390

Рисунок 15 - Среднеквадратические ускорения на рабочем месте для вариантов агрегатирования тракторного поезда К-701 + ОЗТО-9554 + ОЗТП-8572: а) вертикальные; б) горизонтальные

аналогичными показателями таких же поездов с ранее выпускавшимся полуприцепом 1ПТС-9 при перевозке наиболее распространенных сельскохозяйственных грузов. Экономическая оценка сравниваемых транспортных агрегатов выполнена по результатам их хозяйственных испытаний на Северо-Кавказской и Целинной МИС на видах транспортных работ, на которых предварительно была проведена эксплуатационно-технологическая оценка, с использованием сменной и эксплуа-

тационной производительности и величины расхода топлива, полученных при испытаниях. Перевозки осуществлялись по грунтовым дорогам, соответствующим II категории эксплуатации, на расстоянии 5,5-9 км (силос), 4,5-7 км (навоз), 12,5 км (зерно), 32-60 км (гравий), в агросроки, установленные в зоне указанных МИС. С целью выявления общего экономического эффекта от применения разработанной модели полунавесного прицепа рассчитана экономическая эффективность на весь годовой объем перевозок с учетом удельного веса видов транспортных работ.

Таблица 8 - Повышение основных технико-экономических показателей тракторных

поездов с полунавесным прицепом модели 03ТП-8573 в % по сравнению с полуприцепом

1ПТС-9

Показатели Состав сравниваемых тракторных поездов

К-701+03ТП-8573 К-701+1ПТС-9 К-701+03ТП-8573+31ТГС-12 К-701+1ПТС-9+ЗПТС-12 Т-150К+ОЗТП-8573 Т-150К+1ПТС-9

вид перевозимого груза

силос наво 3 гравий навоз гравий зерно пшеницы навоз

1 Затраты труда по комплексу работ на 1 т перевозимого груза 44,5 37,0 37,9 15,4 21,5 36,7 40,0

2 Общие затраты на выполнение годового объема работы 44,5 37,0 37,9 15,4 21,5 36,7 40,0

3 Прямые эксплуатационные затраты по комплексу транспортных работ 36,4 26,1 24,0 9,3 11,2 26,7 32,2

4 Прямые эксплуатационные затраты на годовой объем работ 36,4 26,0 24,0 9,3 11,2 26,7 32,2

5 Удельные капитальные вложения на выполнение годового объема работ 32,5 24,0 24,4 2,0 8,4 11,0 24,4

6 Приведенные затраты на выполнение годового объема работ 35,1 25,4 24,2 7,0 10,3 21,6 29,5

7 Производительность транспортной работы 80,2 60,0 61,4 18,5 27,5 58,8 70,0

Анализ приведенных в табл. 8 данных показывает, что прицеп модели ОЗ111-8573 эффективен на всех видах перевозок. Снижены затраты труда на 1 т

перевозимого груза и общие затраты на выполнение годового объема работы на 37-45 % для двухзвенного транспортного агрегата с одиночным прицепом и на 1522 % для трехзвенного транспортного агрегата при включении в него прицепа ЗПТС-12. Прямые эксплуатационные затраты снижаются соответственно на 2736% и на 9-11 %. Повышение производительности транспортных работ составляет 60-80 % для тракторного агрегата с одиночным прицепом и 19-27 % для трехзвенного тракторного агрегата.

Коэффициент надежности технологического процесса повысился с 0,8730,998 до 0,952-1.0

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработана классификация условий эксплуатации тракторных прицепов по типу ограничений, накладываемых дорожно-климатическими условиями на основные показатели технико-эксплуатационных свойств тракторного поезда: полную массу прицепного состава и скорость движения. Выделены четыре категории условий эксплуатации, количественно описываемые с помощью характеристик микропрофиля и условий сцепления с поверхностью движения. С использованием предложенной классификации получены эксплуатационные показатели тракторных прицепов для типовых режимов. Долевой пробег тракторных прицепов в условиях сельскохозяйственного производства составляет 25 %, 29 %, 33 % и 13 % по выделенным категориям эксплуатации.

2 Предложена система показателей технико-эксплуатационных свойств прицепного состава тракторного транспорта, включающая показатели назначения, показатели безопасности, эргономические показатели, показатели технологичности, показатели стандартизации и унификации, патентные показатели и гарантийные обязательства. Предложенная система показателей в настоящее время является базой стандартизации данных транспортных средств.

3 В результате исследования влияния дорожных условий на основные показатели технико-эксплуатационных свойств тракторных поездов разработана методика их аналитической оценки в условиях сельскохозяйственного производства. Определены условия ограничения массы прицепного состава в зависимости от параметров, характеризующих дорожные условия. На основе выявленных статистических зависимостей между основными технико-эксплуатационными показателями тракторных прицепов с привлечением критерия максимальной эффективности сельскохозяйственных транспортных работ разработана методика выбора оптимального соотношения между полной массой прицепного состава и скоростью движения.

Результатом выполненных исследований является разработка рекомендаций по агрегатированию тракторных поездов основных типов на базе тракторов класса 30...50 кН в различных условиях их эксплуатации в условиях сельскохозяйственных предприятий. Это дает возможность наиболее рационального использования прицепного состава и обеспечивает наибольшую эффективность транс-

портно-технологических агрегатов в конкретных дорожно-климатических условиях.

На основе выполненных теоретических исследований разработан графоаналитический метод определения основных параметров тракторных поездов, учитывающий тягово-сцепные свойства трактора и характеристики дорожных условий, а также технические возможности их экспериментального определения.

В ходе решения данной задачи разработан способ решения дифференциальных уравнений движения транспортных машин с переменными коэффициентами методом В КБ (Вентцеля-Крамерса-Бриллюэна).

4 В целях снижения материалоемкости конструкций сельскохозяйственных транспортных машин разработана методика определения рациональных массово-геометрических характеристик трубных заготовок балок осей, основанная на использовании результатов испытаний локальных моделей опасных зон. Обоснована возможность снижения металлоемкости оси за счет применения более экономичного проката, что обеспечило снижение массы балки оси на 15,5 кг.

Разработано оборудование для проведения циклических испытаний крупногабаритных узлов и деталей транспортных средств. По результатам испытаний определены характеристики сопротивления усталости: Рк = 72,9 кН, Q = 43,Ох 106 кН х цикл., Уо — 85,8 кН для балок осей из стали 40Х и Рц = 74,7 кН, О, = 49,3x106 кН х цикл., Уо = 37,0 кН для балок осей из стали 35. Статистические характеристики параметров кривых усталости позволили сделать вывод о прочностных свойствах балок осей в различных условиях эксплуатации.

Предложена методика оценки характеристик сопротивления усталости сварных крупногабаритных узлов транспортных машин по результатам испытаний масштабных моделей опасных по усталостной долговечности зон. Показано, что предел выносливости в исследованном диапазоне напряжений практически не зависит от масштаба моделирования, а абсцисса точки перелома кривой усталости и показатель наклона левой ветви кривой усталости с увеличением масштаба моделирования возрастают по линейному закону.

5 На основе кинетической теории накопления усталостных повреждений разработан метод расчета долговечности базовых деталей транспортных средств, работающих в условиях нерегулярного нагружения, позволяющий учитывать типовые режимы эксплуатации, максимальные повреждающие воздействия которых ниже начального значения предела выносливости. Расчетный ресурс балок осей прицепов, полученный с применением данного метода, составляет 155, 6 тыс. км для стали 40Х и 98,6 тыс. км для стали 35 при вероятности неразрушения 0,99, при нормативном значении 80 тыс. км.

Реализованы конструкторско-технологические мероприятия, повышающие долговечность балок осей. Снижение их материалоемкости в условиях Орского завода тракторных прицепов составило 914 т в год. Годовой экономический эффект составил 280,4 тыс. руб. (в ценах 1988 г.).

6 Разработана нормативная база в области прицепного тракторного транспорта: национального стандарта РФ ГОСТ Р 52746-2007 «Прицепы и полуприцепы тракторные. Общие технические требования» и межгосударственного стандарта ГОСТ 28307-2013 «Прицепы и полуприцепы тракторные. Методы испытаний».

Внедрение данных стандартов обеспечивает повышение технического уровня поступающих в обращение тракторных прицепов и полуприцепов за счет введения новых требований к показателям назначения, качества и безопасности конструкций, соответствующих мировому уровню в данной области. Разработанные стандарты в настоящее время являются нормативной базой проектирования и сертификации прицепных тракторных транспортных и транспортно-технологических машин, а также контроля их технического состояния в эксплуатации.

7 Выполненные и принятые к использованию научно-технические разработки: комплексная методика определения оптимальных массово-геометрических параметров прицепного состава к колесным тракторам, методики расчетно-экспериментальной оценки долговечности базовых деталей несущих и ходовых систем транспортных машин обеспечили получение годового экономического эффекта в сумме 402 тыс. руб.

Положительным эффектом от внедрения перечисленных научно-технических разработок является сокращение сроков НИОКР по созданию новых конструкций транспортных машин, продолжительности доводочных испытаний в 2-4 раза, существенное снижение стоимости испытаний.

8 Результаты выполненных исследований реализованы при проектировании и модернизации серийно выпускаемых тракторных прицепов сельскохозяйственного назначения и их модификаций более 10 моделей. Ресурс до капитального ремонта прицепов производства Орского завода тракторных прицепов за счет разработанных конструкторско-технологических мероприятий увеличен на 10 % (с 4000 до 4400 моточасов).

Для разработанного полунавесного прицепа модели 03ТП-8573 затраты труда на 1 т перевозимого груза и общие затраты на выполнение годового объема работы в условиях сельскохозяйственных предприятий снижены на 37-45 % для двухзвенного транспортного агрегата с одиночным прицепом и на 15-22 % для трехзвенного транспортного агрегата при включении в него прицепа ЗПТС-12. Прямые эксплуатационные затраты снижены соответственно на 27-36 % и на 911 %. Повышение производительности транспортных работ составляет 60-80 % для тракторного агрегата с одиночным прицепом и 19-27 % для трехзвенного тракторного агрегата.

За счет повышения технико-эксплуатационных показателей выпускаемых тракторных прицепов для выполнения необходимого объема сельскохозяйственных транспортных работ потребное количество тракторных прицепов сокращается на 17%.

Таким образом, результатом данной работы является решение крупной научно-технической проблемы создания технически совершенных и надежных в эксплуатации тракторных прицепов и полуприцепов, что позволяет повысить эффективность производства продуктов растениеводства и животноводства за счет использования в сельскохозяйственном производстве прицепного состава тракторного транспорта, обеспечивающего повышение производительности и снижение стоимости транспортных работ.

Результаты работы могут быть использованы предприятиями, выпускающими прицепные тракторные транспортные средства, в целях повышения техни-

ческого уровня, совершенствования конструкций и обеспечения конкурентоспособности, а также сельскохозяйственными предприятиями в целях наиболее рациональной эксплуатации данных транспортных средств.

Результаты работы отражены в 56 публикациях, основными из которых являются:

Статьи в рецензируемых научных журналах:

1 Перчаткин, Ю.В. Унифицированные балки осей прицепов [Текст] / В.И. Миркитанов, Ю.В. Перчаткин // Автомобильная промышленность. - 1987. -№ 10 -С. 15.

2 Перчаткин, Ю.В. Моделирование сварных конструкций ходовых осей транспортных средств [Текст] / К.В. Щурин, Ю.В. Перчаткин // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 1990. - № 10. - С. 122-126.

3 Перчаткин, Ю.В. Стевд для обкатки прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин И Тракторы и сельхозмашины. - 2011. - № 6. - С. 12-14.

4 Перчаткин, Ю.В. Экспериментальное обоснование режимов стендовых испытаний осей прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2011. - № 10. - С. 231 -237.

5 Перчаткин, Ю.В. О нормировании тормозных свойств тракторных прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - № 1 -С. 45-47.

6 Перчаткин, Ю.В. Актуальные вопросы стандартизации прицепных тракторных транспортно-технологических машин [Текст] / К.В. Щурин, Ю.В. Перчаткин II Стандарты и качество. - 2012. - № 12. - С. 56-58.

7 Перчаткин, Ю.В. Состояние нормативной базы тракторных транспортных и транспортно-технологических машин [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Тракторы и сельхозмашины. - 2013. - № 4. - С. 48-50.

8 Перчаткин, Ю.В. Расчет основных параметров прицепного состава к колесным тракторам [Текст] / Ю.В. Перчаткин, В.И. Миркитанов, В.И. Рассоха // Мир транспорта и технологических машин. - 2013. -№ 1 (40). - С. 40-47.

9 Перчаткин, Ю.В. Пути совершенствования прицепного состава к колесным тракторам [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Транспорт Урала. - 2013. - № 2 -С. 82-86.

10 Перчаткин, Ю.В. Совершенствование технических требований к прицепному тракторному транспорту [Текст] / Ю.В. Перчаткин, К.В. Щурин, В.И. Миркитанов // Грузовик: транспортный комплекс, спецтехника. - 2013. - № 6. - С. 2-5.

11 Перчаткин, Ю.В. Улучшение динамических показателей движения тракторных поездов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Тракторы и сельхозмашины. - 2013 -№6.-С. 18-22.

12 Перчаткин, Ю.В. Основные технико-эксплуатационные показатели прицепного тракторного транспорта [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Грузовик: транспортный комплекс, спецтехника. - 2014. - № 6. - С. 16-20.

Монографии:

13 Перчаткин, Ю.В. Развитие сельскохозяйственных тракторных транспортных средств [Текст] / Ю.В. Перчаткин, Е.П. Шилова. - Орск: Издательство

Орского гуманитарно-технологического института (филиала) ОГУ. -2012. 182 с

14 Перчаткин, Ю.В. Сельскохозяйственный тракторный транспорт в России [Текст] / Ю.В. Перчаткин. - Saarbrücken, Deutschland / Германия: LAPLAMBERT Academic Publishing.-2013.- 111с.

Справочные издания:

15 Перчаткин, Ю.В. Особенности тракторных поездов [Текст] / В.И. Мир-китанов Ю В Перчаткин // Машиностроение. Энциклопедия. Колесные и гусеничные машины. Том IV-15. Подраздел 5.1.7 «Особенности тракторных поездов». -М «Машиностроение».-1997.-С.602-603.

' 16 Перчаткин, Ю.В. Автомобильные и тракторные прицепы и полуприцепы ГТекст1 / В.А. Павлов, В.И. Миркитанов, Ю.В. Перчаткин // Машиностроение. Энциклопедия. Колесные и гусеничные машины. Том IV-15. Глава 5.2 «Автомобильные и тракторные прицепы и полуприцепы». - М„ «Машиностроение», 1997. -С. 603-610

Статьи в сборниках научных трудов, докладов и материалов

конференций: _

17 Перчаткин, Ю.В. Выбор параметров агрегатирования большегрузных

тракторных поездов [Текст] / В.И. Миркитанов, Ю.В. Перчаткин // Разработка и использование средств электромеханизации в животноводстве. - Зерноград:

ВНИПТИМЭСХ, 1987.-С. 153-162.

18 Перчаткин, Ю.В. Оценка долговечности деталей ходовых систем сельскохозяйственных транспортных средств [Текст] / А.И. Журавель, В.И. Миркитанов Ю В Перчаткин // Механизация и электрификация сельскохозяйственных процессов в полеводстве. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1989. - С. 126-133.

19 Перчаткин, Ю.В. Оптимизация профиля унифицированных балок осей автомобильных и тракторных прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Улучшение тягово-динамических качеств сельскохозяйственных тракторов: сборник научных трудов ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1989. - С. 65-70.

20 Перчаткин, Ю.В. Эксплуатационная надежность ходовых осей большегрузных тракторных прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Динамика и прочность конструкций сельскохозяйственных машин: сборник научных трудов МИИСП. -

М„ 1989.-С. 111-115.

21 Перчаткин Ю.В. Обоснование основных параметров тракторных поездов [Текст] / В.И. Миркитанов, Ю.В. Перчаткин // Сове^енствование методов использования техники в полеводстве. - Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1990. -

С" 52*22 Перчаткин Ю.В. К анализу эксплуатационных скоростей тракторных прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин, Г.А. Таяновский // Деп. в ЦНИИавтотракто-

росельхозмаш 15.02.90, № 1270 - тс90. - 13 с.

23 Перчаткин, Ю.В. Анализ условий эксплуатации тракторных поездов на базе энергонасыщенных колесных тракторов [Текст] / Ю.В. Перчаткин, П.А. Кульман //Высокопроизводительное использование сельскохозяйственной техники -Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1991.-С. 88-95.

24 Перчаткин, Ю.В. Оценка характеристик сопротивления усталости сварных узлов по результатам испытаний их моделей [Текст] / К.В. Щурин, Ю.В. Перчаткин // Динамика и прочность материалов и конструкций. - Орск: Орский индустриальный институт. - 1997. - С. 29-34.

25 Перчаткин, Ю.В. Структура и перспективы развития прицепного состава к колесным тракторам [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Прогресс транспортных средств и систем: Материалы международной научно-практической конференции. -Волгоград, 1999.-С. 199-201.

26 Перчаткин, Ю.В. Состояние и направления развития прицепных транспортных средств сельскохозяйственного назначения [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Тракторы и сельскохозяйственный транспорт. Научные труды ВИМ Т 137 -М 2000.-С. 178-182.

27 Перчаткин, Ю.В. Проблемы развития прицепного состава к колесным тракторам [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Прогрессивные технологии в транспортных системах. Сборник докладов пятой Российской научно-технической конференции. Часть I. - Оренбург: ИПК ОГУ, 2002. - С. 28-30

28 Перчаткин, Ю.В. Перспективные направления развития тракторного сельскохозяйственного транспорта [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Прогрессивные технологии в транспортных системах: Сборник докладов Шестой Российской научно-технической конференции. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. - С. 162-163

29 Перчаткин, Ю.В. Параметрический ряд прицепов к колесным тракторам [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем: Труды Международной научно-технической конференции. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. - С. 147-149.

30 Перчаткин, Ю.В. Определение основных конструктивных параметров сельскохозяйственных транспортных средств на основе критерия экономической эффективности [Текст] / Ю.В. Перчаткин, И.Ю. Скачкова // Инновационное развитие и рациональная интеграция российской экономики: материалы II Всероссийской научно-практической конференции. - Орск: Изд-во ОГТИ, 2008. - С 200202.

31 Перчаткин, Ю.В. Оценка экономической эффективности сельскохозяйственных машин по показателю технико-экономического уровня [Текст] / Ю.В. Перчаткин, И.Ю. Скачкова // Конкурентоспособность предприятий и организаций: сборник статейУ1 Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза, 2008.-С. 40-43.

32 Перчаткин, Ю.В. Выбор трубных заготовок балок осей транспортных средств [Текст] / Ю.В. Перчаткин // V Международная научная конференция «Прочность и разрушение материалов и конструкций»: Материалы конференции - Т. 2. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2008. - С. 257-260.

33 Перчаткин, Ю.В. Некоторые закономерности моделирования сварных узлов транспортных машин при усталостных испытаниях [Текст] / Ю.В. Перчаткин, К.В. Щурин // Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных конструкционных материалов и сплавов: сборник докладов Международной конференции. - Орск: ОГТИ. - М.: Машиностроение, 2009. - С. 400-405.

34 Перчаткин, Ю.В. Формирование показателей тормозных свойств тракторных прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем: материалы IV Международной научно-практической конференции.- Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. -С. 253-256.

35 Перчаткин, Ю.В. Сравнительный анализ комплексных технико-эксплуатационных показателей транспортных агрегатов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Прогрессивные технологии в транспортных системах (Сборник статей Одиннадцатой международной научно-практической конференции). - Оренбург: ФГОУ ВПО ОГУ, 2013. - С. 406-409.

36 Перчаткин, Ю.В. Формирование номенклатуры технико-эксплуатационных показателей тракторных прицепов [Текст] / Ю.В. Перчаткин // Совершенствование конструкции, эксплуатации и технического сервиса автотракторной и сельскохозяйственной техники: материалы Международной научно-практической конференции. - Уфа, Башкирский ГАУ, 2013. - С. 328-332.

37 Перчаткин, Ю.В. Решение уравнений движения транспортных машин методом ВКБ [Текст] / Ю.В. Перчаткин, A.A. Соколов // Современные направления теоретических и прикладных исследований: Сборник научных трудов SWorld. - Выпуск 1. - Том 7. - Одесса: КУПРИЕНКО СВ, 2014. - С. 36-40.

Авторские свидетельства, патенты на изобретения:

38 Тракторный прицеп: а.с. 1495196 (СССР): МКИ3 В 62 D 63/06 / П.А. Кульман, В.И. Миркитанов, Ю.В. Перчаткин, К.В. Щурин. № 4324021/27-11; за-явл. 02.11.87; опубл. 23.07.89, Бюл. № 27.

39 Способ изготовления осей транспортных средств: а. с. 1593854 (СССР): МКИ3В 23 К 31/08 / А.И. Журавель, В.И. Миркитанов, Ю.В. Перчаткин, A.A. Ра-кицкий. № 4463680/31-27; заявл. 18.07.88; опубл. 23.09.90, Бюл. № 35.

40 Стенд для испытания осей транспортных средств: патент 2025696 (РФ): MIIK7G 01 М 17/00 / А.И. Журавель, A.A. Журавель, В.В. Малятин, Ю.В. Перчаткин; № 4923476/11; заявл. 18.12.00; опубл. 30.12.94, Бюл. № 24.

41 Транспортное средство для перевозки легковесных сельскохозяйственных грузов: пат. 2240238 (РФ): МПК7 7 В 60 Р 1/28,3/00 / Ю.В. Перчаткин; Г.А. Калинкин, A.C. Сметнев, Н.Е. Евтюшенков; № 2003107465/11; заявл. 18.03.2003; опубл. 20.11.2004, Бюл. № 32.

Свидетельство о регистрации программных продуктов:

42 Программа по решению уравнения колебательной системы с переменными параметрами в обычной и длинной арифметике. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014612268 / В.И. Чепасов, К.В. Щурин, Ю.В. Перчаткин, A.A. Соколов // Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 21.02.2014 г.

Подписано в печать 25.06.2015 г. Формат бумаги 60 х 84 'Лб. Бумага офсетная. Печать плоская. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 37/1415.

Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве Орского гуманитарно-технологического института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

462403, г. Орск Оренбургской обл., пр. Мира, 15А