автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Обоснование конструктивных параметров базовой модели прицепа к тракторам тягового колеса 1,4

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ТЯПУХИН Алексей Петрович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАЗОВОЙ МОДЕЛИ ПРИЦЕПА К ТРАКТОРАМ ТЯГОВОГО КЛАССА 1,4

05.05.03 — Автомобили и тракторы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1993

Работа выполнена на Орском заводе тракторных прицепов ( г. Орск, Оренбургской обл.). Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

гуськов в.в.

Официальные оппоненты^ доктор технических наук, профессор

БОГДАН Н.В. ( БГПЙ), '■I кандидат технических наук, доцент СТЕЦК0 П. А. (Ш), . Ведуцев предприятие - Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства С ВИН ).

Защита состоится 1933г. в ^?1^часов на

заседании специализированного совета ВАК Д 056,02.02 по присуждению ученой степени доктора технических наук Белорусской государственной политехнической академии по адресу : 220027, г. Минск, проспект Ф.Скирины, 65, Белорусская государственная политехническая академия,

С диссертацией ыоано ознакомиться в библиотеке академии, Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просии направлять по вывеуказанноыу адресу. Автореферат разослан " Ш." ^Ш^А 1993 г.

Учений секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

Бутусов

©Тяпухин АЛ., 1993

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ •

Актуальность темы. Современные колесные тракторы иироко используются в сельском хозяйстве в качестве тяговых органов транспортных поездов, что является одним из наиболее эффективных решений проблемы перевозки грузов в сельском хозяйстве. В последние десятилетия наблюдается тенденция неуклонного возрастания новдасти тракторов. Так,по сравнения с семидесятыми годами,этот показатель увеличился в среднем на 15 %, при этом мощность дёигателей тракторов тягового класса 1,4 - более, чем в 2 раза. В то же вре^я грузоподъемность предназначенных для них прицепов практически не увеличивается. Так, например, коэффициент использования мощности двигателя трактора МТЗ - 82 в' агрегате с прицепом модели 8526 ( 2ПТС-6) составляет на сегодняшний день 0,64 и мояет быть увеличен за счет модернизации прицепа на базе теоретических и экспериментальных исследований эксплуатационных свойств транспортных поездов. Задача создания базовой модели «латного прицепа к тракторам тягового класса 1.4 является не только весьма актуальной, но и достаточно сложной, поскольку: 1) данный класс тракторов объединяет множество машин, различающихся как по конструктивному исполнению, так и по технологическим возможностям, 2) проектирование эффективных в эксплуатации прицепов невозможно без учета самых разнообразных факторов- санитарных норм воздействия на организм человека( вибронагруженность родителя экологических нормативов ( давление шин на почву ), безопасности движения С маневренность и управляемость ), экономических' показателей ( производительность ) и др.

Таким образом, проблема выбора параметров базовой модели прицепа требует решения комплекса задач с их последующи ■ синтезом в условиях оптимизации широкого спектра эксплуатационных свойств транспортного поезда, игнорирование части которых . как показывает практика, приводит к резкому снижению производительности тракторных поездов и нивелированию их потенциальных возможностей, заложенных на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Цель работы: создание методики выбора параметров базовой модели прицепа к трактору тягового класса 1,4 на основе прогрессивных конструкторских решений, способствующих улучшению эксплуатационных сеойств тракторного поезда.

Методика исследования включала теоретический анализ тягово-сцепных свойств трактора с различным конструктивным оформлением ходовой части, объединенных в тяговый класс 1,4 : определение геометрических параметров криволинейного двияения тракторного поезда с прицепом на сдвоенных осях; оценку вибронагруненности водителя тракторного поезда на базе тягача1класса 1.4; а также обоснование и разработку устройства для определения геометрических параметров криволинейного движения многозвенных транспортных поездов.

. На цчная . новизна: 1) разработана методика определения характера ограничений, накладываемых на тягово-сцепные свойства трактора условиями эксплуатации транспортного поезда, 2) предложен метод определения геометрических параметров криволинейного движения тракторного поезда с прицепом на сдвоенных осях при условии полной реализации тяговых свойств трактора, 3) разработана и исследована в условиях многовариантного машинного анализа математическая модель тракторного поезда с двухосным полунавеснцм прицепом, отличающаяся наличием шарнира связи дышла прицепов с его рамой посредством шарнира с двумя степенями свободы, 4) обоснован способ и разработано устройство для определения геометрических . параметров криволинейного движения многозвенных транспортних поездов.

Практическая ценность. На основе теоретических и экспериментальных исследований на базе использования прогрессивных компоновочных и конструкторских решений предложена методика выбора .параметров базовой модели прицепа к тракторам тягового класса 1.4, реализация которой позволила повысить производительность тракторного поезда,по сравнению с альтернативным вариантом ( 2ПТС-6 ),на#6% при меньшем ( на 8% ) расходе топлива. Рекомендованы для внедрения на испытательных полигонах способ и устройство для определения геометрических параметров криволинейного движения многозвенных транспортных поездов. Предложено для реализации техническое решение, позволяющее расширить функциональные

возможности тракторных прицепов. Полученные авторские свидетельства С патенты ) и свидетельства на промыоленные образцы ( в том числе и на прицепы, поставляемые в развитые страны - ФРГ, Данию, йвецию, Финляндию ) подтверядагат новизну предлояенных решений и их практическую ценность.

Реализация работы. Разработанные в

диссертации рекомендации реализованы при непосредственном участии автора в конструкции двухосного полунавесного прицепа 03ТП- В53В, подготовка производства которого начата в 1992 году на Орскон заводе тракторных прицепов, а такие в конструкциях освоенных промышленностью полуприцепов ОЗТП-9526 ( ПО "Киргизавтонав". г. Биякек ; предприятие ЯК-7/5, г.Пенза ), 03ТП-35261, СЗТП-955? (Орский завод тракторных 'прицепов, г. Орск, Оренбургской обл.). Дополнительно ряд рекомендаций исследований был использован при проектировании прицепов моделей В БМ.16 5М,12 БТ.12 SZ и 5Е, поставляемых па контракту с Фирмой "БРАЕЕЬЕ" в ФРГ, Методические положения и рекомендации используются в научно-техническом центре по тракторным прицепам ( г. Орск, Оренбургской обл.).

Апробация работы. Основные полояения диссертации докладывались на научнд-техническйх конференциях Всероссийского научно-исследовательского проектно-техноло-гического института механизации и электрификации сельского хозяйства - ВНИПТИМЗС.Х ( г. Зерноград , Ростовской обл.) -1991 г., Йзово-Черноморского института механизации сельского хозяйства - АЧИИСХ ( г. Зерноград, Ростовской обл.5-1931 г., Оренбургского политехнического института- ОрПтИ Сг. Оренбург) -1992г., Челябинского государственного агроиняенерного университета- ЧГАУ С г. Челябинск)- 1992 г,, научно-технических советах Орского завода тракторных прицепов (г. Орск, Оренбургской обл.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 работы, получено 2 авторских свидетельства и 5 свидетельств на промыиленняе образцы тракторных прицепов.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, заключения, списка литературы и приложений.

СОДЕРЙЙНЙЕ РОБОТЫ, В п.ервой главе дан обзор литературы и выавле-

на необходимость совершенствования теоретических и экспериментальных методов исследований транспортних поездов. В начале главы проанализированы основные способы повышения конкурентоспособности прицепной техники, загрувенность тракторов тягового класса 1,4 на транспортных работах и основные факторы, влияющие на производительность тракторного поезда. Кроме того,дана классификация прицепных средств, предназначенных для транспортировки сельскохозяйственных грузов.

Вопросам изучения тягово-сцепных свойств транспортных агрегатов посвящены работы В.В. Гуськова, В.И. Миркитанова, В.Ф, Платонова,С,Д. Сметнева.Г.А, Таяновского, В,Н, Шалягина. В этих работах и работах других авторов выявлена зависимость полной массы прицепного звена не только от тягового к.п.д. двигателя тягачу, но и от ряда других эксплуатационных факторов, в частности,от плавности хода и вибронагруиенности водителя транспортного средства.

Характер взаимодействия ходовой части колесных мобильных агрегатов с микронеровностями опорной поверхности отравен в работах М.Г. Беккера, И,Г. Пархиловского, Р.В. Ротенберга, A.A. Силаева, Р.И. Фурундяиева, H.H. Яценко. При создании базовой модели прицепа к тракторам тягового класса 1,4 существенное значение имеют выводы, полученные Г.А, Ыолошем.

Криволинейное движение транспортных средств в зависимости от конструктивных параметров исследовано в работах В.П. Войкова, Ю.Я. Брянского, Д.А. Антонова, П.В. Аксенова, Л.В. Гя-чева. А.И. Гришкевича, Я.Х.Закина, A.C. Литвинова, Г.А. Смирнова, Я.Е, Фаробина, Е.А. Чудакова, fl. Эллиса и др. Как показал анализ работ в данном направлении, полная масса прицепного звена и нагрузка на ТСУ трактора существенно влияют на геометрические параметры криволинейного движения многозвенного поезда, а вместе с ними и на безопасность эксплуатации в едином транспортном потоке на повышенных скоростях двивения.

В конце главы выявлена низкая эффективность испытательного оборудования для определения геометрических параметров криволинейного движения многозвенных транспортных поездов. •

Анализ литературных источников позволил сформулировать следующие задачи исследований:

- разработать методику определения характера ограничений, накладываемых на тягово-сцепные свойства трактора условиями экс-

плуатации транспортного поезда;

- разработать метод определения геометрических параметров криволинейного двияения тракторного поезда с прицепом на сдвоенных осях при условии полной реализации тяговых свойств трактора;

- разработать и исследовать математическую модель тракторного поезда с двухосным полунавесным прицепом, в конструкцию которого введен шарнир связи дышла прицепа с рамой, имеющий две степени свободы,

- обосновать способ и разработать устройство для определения геометрических параметров криволинейного двияения многозвенных транспортных поездов.

Вторая глава посвящена вопросам определения полной мессы прицепного звена в зависимости от тягово-сцепннх свойств тягача. Выявлена функция зависимости полной массы прицепного звена при условии его агрегатирования с энергонасыщенными тракторами МТЭ-100/102 и наличия меяосевого привода колес звеньев транспортного поезда. В главе' сделан вывод о том . что определение полной массы прицепа традиционной компоновки,а так»е при известной полной массе прицепа определение характера ограничений, накладываемых на тягово-сцепные свойства трактора условиями эксплуатации транспортного поезда, целесообразно производить графическим способом, а именно,построением номограммы ( рис.П.

Для полноприводного тягача построение номограммы производится следующим способом.

Приравнивая силы тяги на крюке, определенные из условий реализации тягового КПД двигателя и сцепления тягача с опорной поверхностью , находим коэффициент

. (СаьХ- {-^У^Ьр-ШНп_

тг'^ ^^11т//е^ л^7 с1)

где ^ - угол меяду вектором силы тяги на крюке трактора и опорной поверхностью ( рис.?.), Г- коэффициент сопротивления движению, ит- теоретическая скорость движения тракторного поезда, N6- мощность двигателя, £ тр. и £ дв.~- КПД < соответственно трансмиссии и движителя трактора,Кп- коэффициент использования мошности двигателя, Нт-масса трактора, в~ уско-

ш

-093

( №Б)

Рис. I. Номограмма определения характера огрзничэнЕй, накладывавшее на тя-гово-свдшше свойства трактора МТЗ-82 условиями эксплуатации транспортного „ поезда (Лд = 0,27 ; = I?0; Г = 10,5е } = 0,03)

Л"

- е-

> 1 ч ¿п

Ме

Рис. 2. Расчетная схема транспортного агрегата: Рт - касательная сила тяги, Р^ I, Вр2, Р^З, Р|4 -силы сопротивления качению, VI, <Г2, ТГз, Г4 - вертикальные реакции, Ст и - вес трактора и прицепа, Ркр - сила тяги на крюке трактора

рение свободного падения, - угол подъама тракторного поезда по наклонной плоскости, £кр- величина догрузки ТСУ трактора.

Сынсл коэффициента ш1п состоит в том, что при текущем значении коэффициента сцепления, меньшем чем ш 1 п , полную массу прицепного звена следует определять, исходя из условий сцепления с опорной поверхностью. При ^ > '/'ипп такая оценка производится,исходя из реализации тягового КОД, трактора.

Используя формулу ( 1 в 1 квадранте номограммы строим зависимость ш1п = ПИе) по числу передач трактора, - ва-втором квадранте номограммы по формуле

' и+^иччзз и-^ос;]

12)

где )п - показатель, равный отношению массы прицепа к массе трактора,* Д д - коэффициент догрузки * ТСУ трактора, строим зависимость ^ п = Г( Ч3); - в четвертом квадранте номограммы по формуле

у _ /Уе-£тр £<?а-^_ ,

тт^-Ъ-и.СоЦи+Зш) ■ ' ■ (3)

строим зависимость^ п г £ ( Не ) по числу передач трактора.

Аналогичная номограмма мокег быть построена для трактора с

одним ведущим мостом. При этом коэффициент^ п по сцеплению равен , Ч

^'СА+Ы+6-К.ср}.

ГД6 ГЬгГЬг]}Ч-Гдг?

)

(4)

(5)

Ь-4" {Ctt+f c6)

В конце главы проанализировано влияние сил инерции на полную массу прицепа с учетом динамического фактора D.

В третьей главе рассмотрен вопрос об эффективности полунавесной и полуприцепной схем агрегатирования прицепного звена. На основе двух методов исследования - учета коэффициента уцельной материалоемкости /» и анализа показателя J[ п при преодолении транспортным поездом возвышенности, а такке с учетом возмояной установки привода от ВОМ( } трактора к ходовик осям прчЦепа, в качестве основной при проектировании была принята полунавесная схема агрегатирования. Проанализированы способы разгрузки прицепного звена,и даны практические рекомендации по повышению поперечной статической устойчивости прицепа с боковой разгрузкой. Описана эволюция прицепа в результате макетных и ускоренных заводских испытаний - безрамный прицеп с оригинальной схемой разгрузки кузова за счет гидроцилиндров, связанных с диплом прицепа и с его кузовом; прицеп рамной конструкции ; прицеп , в конструкцию которого введен шарнир связи дышла с рамой прицепа, имеющий две степени свободы; полуприцеп с задней разгрузкой с автоматическим открыванием заднего борта, одноосный полуприцеп. Излоаены анализ статической устойчивости прицепа ОЗТП-8588 в различных условиях эксплуатации и мероприятия по соблюдения экологических параметров воздействия на плодородный слой почв'а.

В четвертой главе получены системы уравнений равномерного кругового движения и криволинейного двияения по ' переходным траекториям универсально-пропавного трактора в агрегате с прицепом на сдвоенных осях. При этом считались заданными:

- зависимость угла поворота рулевого колеса от времени

oU f (t),

- скорость движения середины заднего ведущего моста трактора, являющаяся величиной постоянной.

Для упрощения расчетов било сделано допущение, что углы увода середин мостов'трактора 61 и 62 , осей прицепа 64 и 65 и угол складывания^ (рис. 3 ) малы. В этом случае уравнения кинематики дэинения имеют следующий вид:

Рис. 3, Расчетная схема неустановившегося криволинейного движения универсально-пропашного трактора с прицепом на сдвоенных осях

-J--(8) tfl = n$zf (9)

- тЗг (11)

Угол складывания звеньев транспортного поезда определяется интегрированием выражения

£ ^'т -Ч^п. (15)

с &1+CW0 г i 7 fif

Добавляя к уравнениям (16) четыре уравнения динамики . дви-< вения двухзвенного транспортного агрегата,получим систему дифференциальных уравнений с пять® неизвестными 61 , 62 , 64, % и Gn , где Gn - вес прицепного эвена вместе с грузом.

Учитывая, что тягово-сцепные'свойства трактора определяются тяговым КПД'двигателя, с одной стороны, и сцеплением - с другой и зависят от типа меяосевого и межколесного привода, в каждом конкретном случае можно получить систему дифференциальных уравнзний в следующем виде :

6t-flít'+ 61 • Gn-Ti 12 + 62*013 + 62• Gn^'fi 14 +" 64-ñl5 ь '"

64-Gn-ñl6 + 5-ftl? A-gvG'n.ñie 6n--fil9 + fil-lC = 0 ■ (17)

£ + 61 >Й21 ■+ 62-Й23 + 64-А25 +Й-Й2? + А2-10 = 0 (18)

61-Й31 + 61- еп А32 + 62-ЙЗЗ + 62« Еп«й34 + 64-А35 + 64.Gn.fl36 + АЗ? + £п-Й38 + £п'А39 + ЙЗ-10 = 0 (19)

61.Й41 + 62-Й43 + 61 - Й4-11 + 62»Й4-12 + Й4-10 = 0; (20)

61*А51 + 61- £п-А52 + 62-ЙЗЗ + 62-СП.А54 + 64-Й55 .+

б4-£п>й5б +^-й57 + if.Gn.fl58 +.Сп«А59 + Й5-10 +

61-А5-Й + 62.А5-12 + б4-А^13 + & • А5-14 = 0. (21) .

Решение системы уравнений (17-21) возможно с использованием численных методов и помощью ЭВМ.

На стадии предварительных расчетов приведенные выше уравнения могут быть упрощена в случае изучения криволинейного движения тракторного поезда в режиме установившегося кругового движения. Б этом случае ф т = у п , & = 0 . ¥ т =.0 ,Ь = 0,

61--7-+41---*Ог--;--У

4 и ¡.о 1о °> (22)

и система уравнений (17-21) предстанет в следующем виде:

61.Й11 + 61.Gn.fii2 + 62-А13 + fi2.Gn.A14 +£'А15 + ^.еп>й16 + Сп-А17 + Й18 = 0 ^ "" (23)

6ЬА21 + 6I.Gn.A22 + 62-А23 + 62.Gn.fi24 +^*Й25 +

С>п»й26 + Еп>А27 + 028 - 0 ; (24)

61* А31 + 62.ЙЗЗ + Й38 = 0 ; ' (25)

61» 641 + 61.Gn.ft42 + 62-Й43 + 62-£П-Й44 + ^ А45 + ^.6п.й46 + 6п>й47 + А48 = 0. (26)

Система уравнений (23-26) является алгебраической и может быть решена с минимальными затратами времени, что делает ее весьма удобной для практики. На рис. 4а и 46 представлены графики зависимостей Бп, 61, 62. ^ соответственно от угла поворота управляемых колес 0 и скорости движения И2 для трак-

9п.10*(и)

оиз от <3. (рад)

Рис. 4а. Зависимости веса прицепа Сп, углов увода 61, 62 а угла складывания У от угла поворота управляемых колес 0. трактора М13-82 (при скорости 1/2 = 3,42 и/а) на отерна колосовых 0.6; j = 0,1)

!

Рис. 46. Зависимости веса прицепа Сп, углов увода 61, 62 и угла складывания Г ог скорости движения середины заднего ведущего моста трактора МТЗ--32 (пр;; <1 = 15 град/сов) на стерне колосовых ( у = 0,6; ^ ^ 0,1)

гарного поезда на базе трактора N73-82 с отключенным передний аостои при отсутствии блокировки меаколесного дифференциала в агрегате с двухосным прицепом ОЗТП-8588 на стерне колосовых (</ = 0,6, Г = 0.1 ).

Известно, что для двух звеньев транспортного поезда,' совершающего плоское двияение,монно составить аесть уравнений динамики, из которых могут быть найдены аесть неизвестных, в том числе две составлмюцих,действующих в точке сцепки. Эти составлявшие могут быть выявлены в результате эксперимента . в частности, при пространственном динамометрировании. Известное по величине и направлении усилие на крюке Ркр служит, основой для теоретического определения геометрических параметров криволинейного двимения транспортного поезда при известных на испытаниях характеристиках дорояного Фона, угле поворота рулевого колеса и скорости даияения. Данная особенность позволяет в некоторых случаях избеаать дорогостоящих экспериментов по определению габаритной полосы двимения при маневрировании, совместив их с испытаниями на надежность конструкции. В главе описана программа проведения пространственного тензометрирования, специфические особенности конструкции динамометрического крюка и результаты тензометрирования тракторного поезда на базе трактора йТЗ-82 и прицепа ОЗТП-8588. Дополнительно в главе приведены результаты экспериментальных исследований маневренных свойств упомянутого тракторного поезда с применением традиционной методики, основанной на замерах мест расположения колыиков, повреяден-ных ходовой частью звеньев транспортного агрегата. Недостатки данной методики учтены при обосновании способа и разработке устройства для определения геометрических параметров криволинейного двниения многозвенных транспортных поездов. Способ основан на регистрации разности потенциалов в электрической цепи , содервацей потенциометр , сопротивление которого изменяется пропорционально углу поворота вертикально располо-«енного приводного вала , связанного с объектом исследования гибким соединительным элементом. С помощью тригонометрических формул

( 27 )

Ч'а = (И <« ■■ (Г сгч/>+ Ггр)) ■ (о* Я

( 28 )

Рес. 5. Схема проведения эксперимента по определению геометрических параметров криволинейного движения многозвенного транспортного поезда

- ( 29 ) ( 30 )

( 31 )

в любой момент времени моано однозначно определить полоае-ние звеньев транспортного поезда при его криволинейном дви-яении. Схеиа проведения эксперимента приведена на рис.5.

Пятая глава посвящена вопросам плавности иода и вибронагруаенности водителя транспортного поезда на базе трактора МТЗ-82 и двухосного полунавесного прицепа ОЗТП-8588.

Для проведения теоретических исследований бича разработана теоретическая модель тракторного поезда, сформированы блоки исходных данных, составлены системы уравнений, описывающих поведение математической модели, и проведены соответствующие расчеты параметров плавности хода прицепа ОЗТЦ-8588 и вибронагруаенности водителя. На рис.6 приведена расчетная динамическая модель опытного тракторного поезда, В качестве возмущающего воздействия был взят микропрофиль грунтовой дороги по СТ СЭВ 3472-81 ( длина участка 250 м, иаг ординат 0,25 и ).

Расчет среднеквадратических значений (СКЗ) ускорений на сиденьи водителя в октавных полосах частот производился по формуле ^

г Г

Бх ^бх = МО) = 5х (иьаи, (32)

где Ох - дисперсия стационарного случайного процесса, х - среднеквадратическое отклонение, Ях - корреляционная функция, 5х - спектральная плотность, и - круговая частота.

Система уравнений, описывающая колебания модели, составленная с использованием принципа Даланбера}ииеет следующий вид :

Р1 t Ри2 - Рс - Р2, (33)

/

"Y Ь = ( 5V oí i . ¿rñpt Гтр)) ■Coío¿J n _ arceos íJMitm^í^il \.

- oréeos

L 2.ÍACM6C1 )■

ТР^ТГ

Рис. 6. Расчетная динамическая модель транспортного поезда в составе трактора ЦТЗ-82 и двухосного пслу-нэвесного прицепа ОЗТД-8588

Jo.do r p 1 • L1 r Pc-L3 + PÜ-L4 - Ри2>Ц (34)

йн«гн = Pul - Pi, ' (35)

Hc-zc = Pe, . (35)

Mt-¿t s P2 + риз -Px - P3, (3?)

От-Лт = P2-LS - Px-L7 - P3• L8 - риз-ьб, (38)

Ип-гп = Px + P3 + ршз, (39)

Зп-4лм= Px-Lll + P3-L10 - Po/4-Ы2у (40)

го - oL a • L4 = zi + o¿ T- L5, (41)

¿t - pL T • L0 - zn + d ri'LlO. (42)

Программа расчетов была написана на алгоритмическом язнке ПАСКАЛЬ и реализована на ПЭВМ.

В результате проведения расчетов выяснилось;

- при двияенин по дороге с определенным стандартом ыикро-процшеи пороиний прицеп,агрегатируемый с трактором ЙТЗ-82, прииодит к незначительному,по сравнению с одиночным трактором, снииению вертикальных СИЗ ускорений на сиденьи водителя во всем спектре частот ( при расчетах оценивался уровень СИЗ ускорений одиночного трактора ). При атом только уровень виброускорений во второй октэеной полосе на 1) 7. превывает санитарные нормы ( по ГОСТ 12.2.019-86). В остальных полосах частот СИЗ виброускорений суиественно ниае допускаемых;

- загрузка кузова прицепа ОЗТП—850Ö. не содержащего элементов подрессоривания приводит к существенному росту СКЭ виброускорений во второй а третьей октавных полосах частот. При номинальной полной массе прицепа ( 9700 кг) параметры вертикальной виярации на сиденьи водителя превывапт допустимые значения во второй и третьей октавных полосах частот соответственно, в 1,5 и 1,9 раза, при ыассё груза в кузове 3500 кг аналогичные превышения составляют 43 '/. и 55 что псдтверндаетса данными экспериментальных исследований;

- установка поперечной полузлиптической рессоры менду рамой прицепа и его дышлом приводит к сникеиив СКЗ виброускорений на сиденьи водителя до 13.5% в зависимости от характеристик рессоры и расстояния плоскости располовения рессоры от шарнира связи дыала прицепа с его рамой;

- увеличение база прицепа с 1,2 до 1,8 м приводит к снижения СКЗ виброусиорений на сиденьи водителя на 41Z, а при базе 1,5 м составит 25,5 7.',

- размещением рессоры над поперечной осью шарнира связи дышла с рамой прицепа при жесткости рессоры 200 кН/м маяно

обеспечить смияенне СКЗ виброускорений, действующих на водителя, на величину до 40 У.\

- увеличение длины дышла прицепа до 3,85 м при соответствующе* уменьшении вылета крюка и неизменном расстоянии мекду осями задних колес трактора и передних колес прицепа приводит к сниаению параметра вертикальной вибрации на 202,в сравнении с исходным вариантом размеров агрегата ( длина дыила 3,08 ы ) :

- установкой подвески только задней оси , либо осей передних и задних колес прицепа с яесткостями 600 кН/м мовно обрспечить уровни СКЗ на сиденьи водителя, не превышают® нормы по ГОСТ 12.2.019-85 во всех октавных полосах частот для маиин,разработанных до I января 1988 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований получены следующие результаты:

1. Разработана методика выбора конструктивных параметров базовой модели прицепа к трактора« класса 1,4, включающая определение полней массы прицепного звена, выявление характера ограничений,накладываемых на тягово-сцепные свойства трактора условиями эксплуатации транспортного поезда, определение геометрических параметров криволинейного двияения тракторного поезда в агрегате с прицепом на сдвоенных осях, выявление основных параметров плавности хода и вибронагруяенности водителя транспортного поезда, в состав которого входит двухосный полунавег.ной прицеп, а такяе предлоиен способ и разработано устройство для определения геометрических параметров криволинейного движения многозвенных транспортных поездов.

2. Использование привода передних колес прицепа, агрегати-руемого с энергонасыщенным трактором ЙТЭ-1С2,''позволяет повысить коэффициент использования мощности двигателя на 14-ой передаче движения с 0,66 до 1,05. Аналогичное мероприятие для трактора НТЗ-100 способствует более полной загрузке двигателя на более низких передачах движения. При этом полная ыэсса прицепного звена при увеличении суммарного коэффициента сопротивления с 0,12 до 0,24 уменьшается с 23600 до 3500 кг.

3. Вертикальная нагрузка на ТСУ трактора КТЗ-82 в 1000 кг в условиях эксплуатации,идентичных условиям эксплуатации тра-

нспортного поезда с прицепом 2 ПТС-4 ( модели В07Б ), позволяет получить подкуп массу прицепного звена не менее 9200 кг, а в сравнении с прицепом 2 ПТС-6 ( модели 8526.) - не менее 12900 кг.

4. Полная масса прицепного звена, агрегатируемого с трак -тором МТЗ-80, доляна быть уменьшена на 7,1 по сравнению со случаем агрегатирования с трактором МТЗ-82.

5. По результатам теоретических исследований полная масса пассивног-о прицепа к тракторам класса 1,4 должна быть не менее 9700 кг.

5. Полунавесная схема агрегатирования прицепного звена по тягово-сцепныы свойствам и условиям компоновки привода к ходовым осрм прицепа является предпочтительной,

?. На шестой передаче при изменении угла поворота управляемых колес трактора МТЗ-82 от 15 до 22.5 градусов предельная полная масса агрегатируемого с ним прицепа монет бцть увеличена на 49,6У. при увеличении габаритной полосы двияения на 50,9 У., Одновременно при постоянном угле поворота управляемых колес 15 градусов переключение передач трансмиссии с четвертой по седьмую снияает предельную массу прицепного звена на 54,9 У.. Дополнительно на 17 У. уменьшается габаритная полоса равномерного кругового двияения транспортного поезда с прицепом на сдвоенных осях.

8. Обоснован способ и разработано устройство для определения геометрических параметров криволинейного двияения многозвенных транспортных поездов, что позволит снизить трудоемкость проведения экспериментальных работ и повысить точности получаемых результатов.

Э. При увеличении длины дыма до 3,85 м и использовании рессор с местностями 600 кН/м на передней и задней осях могут бить получена виброхарактеристики, удовлетворявшие действующим стандартам для сельскохозяйственной техники, разработанной до 1 января 1988 года.

10, Создана универсальная модель тракторного прицепа,позволяющая < расширить функциональные возмояности транспортного поезда за счет создания условий для его самостоятельной загрузки.

Н. Ведомственные испытания двухосного полунавесного прицепа подтвердили его высокую эффективность в сельском

хозяйстве. Так,производительность труда,по сравнении с прицепок 2ПТС-6 модели 8526,увеличилась на 6 '(., одновременно на 8 ;X снизился расход топлива на единицу выполненной работы. Экономический эффект от внедрения прицепа СЗТП-В588 составит В расчете на один прицеп не менее чем 1090 руб. (в ценах 1990 года ).

Основные результата и положения диссертации изложены в слеяуяцих печатных работах:

1. Тяпухин А.П. Устойчивость самосвального тракторного прицепа ОЗТП-8588 при разгрузке,- В сб: Конструирование и эксплуатация автомобилей и тракторов, вып.6, -Минск; Вышэйшаа вкола, 1991,- С.74-77.

2. Тяпухин А.П. Кинематика криволинейного движения транспортного поезда с полуприцепом на сдвоенных осях. ; Твз, докл. 14 научно-технической конференции " Состояние и перспективы развития Уральского региона" , -Оренбург.'ОрПтИ, 1992,-С.84-85.

3. Тачнпвский Г,А.,Тяпухин А.П. Методика опрьделения кривизны траектории двиаения транспортного средства при повороте.-В сб.: Исследование и разработки по механизации возделывания уборки и переработки сельскохозяйсвниинх культур.-Зврноград:

внипшзсх, 1ззг.-с; 201-206.

4. Тяпухин А.П. Анализ грузоподъемности 1ранспоргннх поездов на базе трактора колесной формулы 4К2.- В сб.: Совержен-стеование эксплуатационных качеств сельскохозяйственных тракторов, - Челябинск; ЧГАУ, 1992,-С.45-50.

5. Транспортное средство/ А.П. Тяпухин.-Изобретения стран мира, ИКИ В 60.-Н 16.-М., 1990гС.6.

6. й,с. 1567422 (СССР 1. Транспортное средство/Орский завод Тракторных прицепов ; авг, изобрет. Тяпухин А.П.-Заявл.

18.08.88, N 4475367/25-11; Опубл. в Б.И,,1990,К20.

7. Тент кузова самосвального транспортного средства/ Й.П. Тяпухин. - Полокительное ревение ВНИИГПЭ по заявке 4876232/11( 104586).

8. Свидетельство на промышленный образец 29726. Полупоицеп тракторный / Орский завод тракторных прицепов; авт. В.А. Андреев, Г.Л. Герман.....А.П. Тяпухин и др.Заявл.'

05.05.89. N заявки 51156/49/06979.

9. Свидетельство на промыиленньй образец 31626.Прицеп тракторный/ Орский завод тракторных прицепов;авт. А,Н. Агеев,

В.й. Андреев,,.., й.П. Тялухин и др.Эаавл,15.03.89, Н заявки 52523/0844Э/49по.

10. Свидетельство на промышленный образец 37550.Полуприцеп тракторный / Орский завод тракторных прицепов ; авт. Г.Л. Герман, С.Н. Куликов , ,.. , й.П. Тяпухин и др. Зачвд, 22.04.91,N заявки 59802/1397.

11. Полуприцеп тракторный/ В.А. Андреев, Г.Л. Гериан.....

А.П. Тяпухин и др.- Положительное решение ВНИНГПЭ по заявке на промышленный образец 5100'7/2688/43по от 22,02.92.

12. Прицеп тракторный / В.й. Андреев, Г.Л. Герман, А.П. Тяпухин и др.- Полояительное ревение ВНИИГПЗ по заявке на промыэленный образец Н 63217/0729/49 по от 24.09.92.

ТЯПУХИН Алексей Петрович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАЗОВОЙ МОДЕЛИ ПРИЦЕПА И ТРАКТОРАМ ТЯГОВОГО КЛАССА 1,4

05.05.03 - Автомобили и тракторы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Редактор Г.В.Ииркинэ

Подписано в печать 25.06.ЯЗ Формат 50x84 1/16,- Бумага тип. Н 2. Офсет .печать. Усл.печ.л. 1,3.Уч.-изд.л. 1,0. Тир. (00. Зак. 792.

Белорусская государственная политехническая академия. Отпечатано на ротапр.ште БГПА.220027, Минск, пр.Ф,Скорины.65.