автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Улучшение характеристик криволинейного движения комбинированного МТА на базе колесного трактора класса 2 ЛТЗ применением упруго-демпфирующего привода колес



V

РШШЖСКНЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ \ ИМЕНИ К. Д. ГЛИНКИ

На правах рукописи

БЕЛЯЕВ Александр Николаевич

УЛУЧШЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КРИВОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО МТА НА БАЗЕ КОЛЕСНОГО ТРАКТОРА КЛАССА 2 ЛТЗ ПРИМЕНЕНИЕМ УПРУГО-ДЕМПФИРУЮЩЕГО ПРИВОДА КОЛЕС

Специальность 05.20.01 — Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ВОРОНЕЖ

1995

' Работа выполнена на кафедрах «Тракторы и автомобили» и «Теплотехника и детали машин» Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки.

Научный руководитель — кандидат технических наук, доцент О. И. Поливаев.

Официальные оппоненты:

член-корресшондент Академии транспорта РФ, доктор технических наук, 'профессор П. И. Никулин; кандидат технических наук, доцент В. А. Овчаров.

Ведущее предприятие — Липецкий тракторный завод.

Защита ¡состоится « » /Ы а Ж 1995 т. в /3 часов

на заседании специализированного совета К 120.54.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Воронежском (государственном аграрном университете им. К- Д. Глинки по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1, ВГАУ.

С диссертацией .можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой ¡печатью, просим направлять Ученому секретарю специализированного совета.

Автореферат 'разослан «

5 » ^/Ъ^^СЛ_ 1995 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат технических нау доцент

И. В. Шатохин

-1-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА аЛБОТЫ

р' пуадьнос-1'ь проб- ,т. Использование комбг'ппгаваь.шх ма-тшно-т; -жторш.^ агрегатов (МТА > на бпзг перспективных koj: -.jmz тракторов класс 2 прподят к изменении га динамически хграг-теристик пс сравнению с однооиерационными вгрр "атами, о.юб-чшо при криволинейном деижэнии. Изыскание путей улучшения характеристик криволинейного двикешш тракторов и составленных на их öo30 UTk яг-яется актуальной задачей.

Рост рноргонасщевяости и повышение пабочу. скорост jii ai -регатов вызывает увеличите дииали.чоских нагрузок, что ухудшав" их эксплуатациошше свойства. В сгязя ч этим преи*. .авляют инто-рес средства,'позволяющие снизить динамическую нагруяеннпсть МТА. Наиболее простое и эффективное -з них сникеш , жесткости связей в коночном звене трансмиссии посредством установки упругих приводов ведущих колес.

В слязи с эт.,м проблемь улучшения пово^ачивалюсти 'комбинированных агрегатов и передней ->. задней навеской за счет изменения упруго-диссипативнчх свойств тратмаосии являемся ак-.уальной.

Цель работы. Псшпо^иэ технико-экономических показателей комбинированного МТА улучшение! кипемалтоских и динамических харатеристик криволинейного движения при применении уцпуго-дем-пСфупцего привода (УДИ) ведущих к.лес. • .

Объект исследования. Комбинированный arpei зт с передней и задней навеской сельхозмашин на базе универсально-пропашного колесного тракторп класса с различишь приводе-! вьдущих колос.

Методика исследования. Для решения поставленных задач проведены теоретические и эксперимс,лтал_лне исследования. При теоретических исследованиях рабочих процессов МТА использовались методы математического моделирования с применением ЭВМ.. При проведении экс~ершентальных исследований в полевых условиях был использован метод тензометрирования.

_Нау :ная новизна заключается в разработке математической модели криволинейного движения МТА с поздней " г а дней навеской сельхозмашин на основе плоской многоколесной одномассовой расчетной схемы, отличащейся учетом перераспределения нормалышх

негрузок как в продо-чшэ-вортикалькой, так и ь поперечной плоскостях, вершишшх колаСа'шИ, цонтробешой силы :нерцщг, характеристик >;.ö5diojiooüiix и мохосивого длф^орешшалов, шраме» r-oa pyjießoii трапеции, инерционных упруго-джсшативних сбойсть труисмлссь касателышх сил тяги, сил соиротивлвгтл ж эшг- и боковых си., какдого из к лес. Эхо позволил » получить из плоской систаки пространственную, что придает ей существенные пранму-а; ства.

Научную новизну составляет рациональная характеристика УДП ведущих колес универсально-пропашного трактора класса 2 и ее реализация скобообразнымл прухашвми. Новизна технических решения пащцп:ша двумя авторскими сцщ-чтельствами и одним патентом ка изобретения.

Практическая значимость. Разработана математическая модель, поиЕоляюцая на стад; проектирования производить динами-че. л;й анализ крИЕолннойного дбизммшя МТЛ, '-VO повнчает точность расч&гов траекторий движений.

Разработаны рекомендации по рациональному УДП ведущих кг -лос J- т;гверсально-пропаишого трактата класса 2 и по улучшении ^ар£ктерист1_, криволинейного двшуил UTA.

Реализация работа. Математическая i. дель UTA и рекомыда-цш ю .абору рациональной характерис-теи УДП приняты для использования при рр-чработкэ перспективных моделей унизарсвлыю-irpomzimx тракторов Лиг—-цкого тракторного завода, где ведется подготовка к производству упругого привода .о скобообразкшл пруяинаш.

¿..фоба..-я работы. Основные полонэния диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях профэссорско-проподаватолтзского сост*. .а Воронежского государственного аграрного университета им. "..Д. Глшнш (1939-1994 v.r.), на ыэлфеги-ональннх конференции: колодах ученых и специалистов в г.Воронеже (1991,1993 Г.Г.)

Публикации. Ро теме диссертации опубликовано 12 печатных работ,в числе которых два авторских свидетельства и один патент на изобретения.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, сс&их ьььодов и предложений, списка исголозованшх

источников, включахшх 144 наименования, и прилосэштй. Общий объем работы составля- т 218 страниц, в тон чз-сль 163 страниц машшолясного гэкста, 23 рисунка, ri габчщ, 39 приложений.

СОДЕРЕАГОТС PAEOTli

Во введении приведена краткая характеристика состояния проблемы, обоснована актуальность темы, сфорлулированы цель работы и ос говкьа положения, выносимые на защиту.

В пврьий паве проведен обзор рвбо* по наследование к^-т -линейного движения автомобилей, г^томобил-лшх поездов, тракторов и UTA. Гроанализироваш исследования по влиян1"') конструктивных, динамических и експлуатадооышх Факторов па поворачивае-мость колесных машин. Выявлены особенности и г-репн^ества МТА с использованием передних и задненавеенкх сельхогчапив- Рассмотрены работы, тасвяденкчэ дшшя'ческой нагруаониости Mi'А, гпчю-и средствам ер сниаэния Сформулированы задо-ni исследований.

Т~оретичп -.сим и экспериментальны« исслвдсзаг'ям криволинейного двигения автомобиля и автомобильного лезда посвящены работы отечественных ученг-" H.I5. Чуковского, Е.А Чудакова, Я.Н. Пэвзнвра, Д.А. Антонова, Г.А. Гагаарянцо. A.C. Литвинова, К.il. Метолицина, Г.В. Михайлова, U.K. Ячелипа, B.C. Оальковлча, Я.Е. Фаробша, A.A. Хачатурова, Г.А. Сйлтзнова и друпа, а idea ir зьауСеашх коллег В. Бергмана, Р. дитриха, И. Рскара, о. Дит-ца, U. Оллея Ii другпс.

Вопросы исследования поворачиваемое?-.: полосных тракт- ров и МТА на их базе no-«ni отрапэга^ в работах В.В Гуоькова, А.Х. Ле-фзрова, D.H. Ярмашэв:.ча, А.Д. Полетаева, Г.В. Голованова, В.В. Ванцевича, Р.н. Еагаокенича, D.E. Атаманов , A.A. Елшсовича, LLC. К-'шко, В.Е. Кр. ;илы кова и других авторов.

На основании этаз. исследований рэпалнсь задачи изучения влияния тшоз приводов движителей, масс^во-геомэтрических параметров, -тяговой погрузил, распределен?'! вертикальных нагрузок по колесам на параметры криволинейного дашения. Однако, влияние упруго-дисстаатйвшх свойств трансмиссии на поворачявае-шоть гэ исследовалось.

Работы по исследованию тракте та н IST А Выполнены, в основ-

ном, для г—рогатоз с зздней нятскс" машин " ттицепных, а в но-котс\ их после доилась поворач.жаемость отделыг^о трактора. Исследования криволинейного дга:»'"ния трактора в составе комбинированного аг^чгата с передней л задней навеской сельхс-машч не проводились.

Работа сельскохозяйственных агрегатов прлекаэт в ус. овиях кгмен. «щихся гшежых воздействия, что проявляется в неравномерности их зэгрузга и .движителей, сказывается на увеличении динамической нагружонности в трансмиссии и ;;л!гать-|3, что приводят к колебаниям остова и скорости движения, ухудкг... при этом показатели технологического процесса. Установлено, что одним из путей улучшения эксплуатационных свойстг НТА, никеш.л динашчес-чэской нагруаэтшос7и является приме шшэ упругих элементов в приводе ведущих колес.

Вопросу Еф}ектквности применения упругих элементов, уста-назллв.. з!.21Х в лиловой цепи трансмиссии, посвяцэны работы В..г Строкова, Г.М. Куты-ова, Н.Г.Кузнецова, 0Л1. Поливьэва, А.Л. Льроаков!, Т.!;. Макаровой, Г.И. Чупака, В.И. Авраыова, Д.И. КЗ-хорошоза, В.II. прадаша, Ю.С. Толстоухова и других. .Ими Сило всесторонне исследовано влияние упругих приводов на динамику ункверсально-прошсшого и транспортного агрегатов Вопросы по-Еора«иваемости в данных работах ко рассматривались. Моаду пм упруго-гэмпфйрувдие звенья, оказывал влкяг-ю^ на формирование крутящих моментов, очевидно, будут влиять и на показатели криволинейного деинзння.

Анализ состояния вопроса позволил определять следуизю задачи исследования:

провести набор рациональной характеристики и обосновать параметры УДП ведущих колес универсально-пропашного трактора класса 2;

разработать математическую ко ".ель кртволлнэйного дзязрния комбинированного КТА с передней и ваднэй г^еос.ой совхоз:, ипин для ек зленая влияния УДП на основный характеристики 1фиволз-нейяого движения; >

определить экспериментально показатели вффективаости прц-ьйййишя УДП при криволинейном и цряг.оЕшейно:,; дагаша;! •'-ТА. Вторая глаза посвядена ьагешияеекоыу кздодарэйаг«й)

чих пр^'есоов комбинированного агрегата на оасо уиаьерсалыю-пропэзшого колеипслэ трактора класса 2 с передней и аадой на-

ebckjr нзшин.

Исходя v. задач настоящих иссльдсзанлй, а тякжо учитывк , конструктивна; осоОблностя и условия работы MÏA, при теоретическом исс эдованик криволинейного деже mm нам: Епсраяа прзстра-нст^енная многоколесная однпмзесован расчетная схюгг..

lia оснозр.шш урашрниЯ движения отдильшх. олемантоь системы, гакбмзткчег-ккх и фуккнионалыягх заг-ксимос. -Л математотеская модель криколшейгаго двия&шя МТА (рис -1 > гале? вид;

Па (\rPi 1 ) • Sln(1 ) + (Pk2-Pf а ) ' 2 Н

+X.1-1cos(pKp11)+,Vi^co3(p-Kp12)+(PM-P3,3)-aln(p-<?23)+ (1 )

+ {Pk4~Pf 4} •3111 ( P-^Eir} "Va1303 С ь V 3 ln < ÎH>2> -

-Рдсоз(р-а );

V У><р1«1-рг 15 '003 1)+ (pk2-?f a ' '003 2 >" -\1-sto((mpl1)-*,1'2aln(pt<p12),+ (Pk3-Pf3) ооа(р-уеэ)+ (2)

+ iïW"Pf4),C0a(^24)+V3Slrl(i3-(f23)+V4aJn(P-<^4) +

О

V Р- ^г^ > • з1п(0, ; ^a 1 >+<рк2-р« ) •

* Btep^ (Ir-x-a- оШф12 )+ (Pk1 -Pf1 ) • совф-, • (0.5-B+

+а-совф1?)-(Р1£2-Рг2)-совф1^(0.5-В+а-созф12)+

+^008^ • (Ь-х+а^з1пфп )-Л.1-1а1пф1- (0.5-B+a-a^ 1 )+ (3)

+Л1'2созф1^(Ь-х-а-з1пф12)-\1-2з1пф1^(0.5-В+а-со8ф12)+

о

+ <**,-*,з) ' в1п'^э <z+a ' >+(?lt4~pf 4} •

-т-

-а•з1лф2д) + (7y3-Vf3)•совф2- (0.5•В+а•ио0ф2з)--(Р созф • (0.5 • В+а .соп(р„л )4A„\. иозф • (xi

И f 4 24 £4' с.:. '23

+а< Birv-R, ¡)^24с05ф24 (х'-а• six>д)-Л-2'3зiixp2^(0.5• В+

+а-соэф2Э)+А,г-4з1пф2^(0.5-В+а-соосрг4)-^ Мсп;

^ Л1 ) ' (Нс+ГД1' > ' с03ср11+ ( V iVf г} • лСНо+гдг"3'' (Ь-ï) )-совф12-А1-1 (Нс+гД1-а- (Ь-х) ) -в1щи~

. Л г (НС+Гдг^ • ^ M-Pf з

4а.1').совфгз+(Рм-Рм) .(Но+гда-к1.х) •соэфе4-^(Ео+

+гдз+а. х ) • в1ша5-Л2к Uî0+r^+a.x'). в1щ2Д-m,1+Н; ? ) - .

*(L-x')+(N23^24 ). х'+ СРД1+РД2 ) • '^хМРдз+Рд, ) .х-1 MQlJ ;

т;кс=н11+111г+ига+иг4-?дгрд2--рдз-рд4-т;е- (Б>

где 1„»1 - моменты инерции агрегата относительно вертак ильной и nonaps'îHDu Осей.юоходяпдах через его центр масс; m^-масс: агрегата, <я - угол поворота остова трактора в продолыго-верта^алп-еой 1-/юскостя; Hq- перемещение центра масс агрегата в верти-.■альком направленииî L- база трактора; х'~ тзкущэе значение .горизонтальной коордаг тга центра масс агрегата;',? 2.'РДЗ д-соотзэтствэнно силы до?.г-фировашш mai передних и задних колес в родшыюа нзпрзЕЛэЕта; м - иои»яты от упругих сил т^энсмяо-сш; M - момент сопрс--явления повороту.

На осноейшм лшейюй теории бокового увода Соковая рошс-цкя грунтового ociïCBDlfiîfi па колеса 'храчтора сила вчра^епп зпег-иемотып:

ГДО H3J!IIHef.H!ut косдащиент СВЯЗИ бОКОПСЗ СИЛ1 с ïtjîcm Со-

кового увода, учятшмщой особенности дбягмш тракторного ко-

до с а.

Р соответствии с прэдлояа и З моделью к^ие. мшнойногс движения координаты центра масс МТА хо и у , нэпссрэд! 'Бонна входящие е систему дайор знциальных ураь..еикй, определяются в ходе ее решения соответствующих условиях, а координаты квадо-го колеса - чериз ^урсоь^й угол р и угла поворота управляемых колес ^ относительно продольной безы фактора на основании геометрических ..ависимостей. В связи с этим нвизвест ю углы Сокового увода колос определялись следуюг-4,1 образом:

ти^\Гагсссз

Е -:0, 5В-а • соБср _ь__

кТ)

где Л - действительный радиус поворота тягового средства (кратчайшее расстоа^е от мгновенного цоьгра поворота Ди продольно?, осп трактора); И, - радщгск поворотов колес трактора.

Вертикальную на кавдоы колесо при повороте агрэга-

та определим :г_ гсрсггчпй:

С-(с) -Н 4й- (1г-х) )

-Ч---{8>

2 •

где С ,0 - сумлариаз йасткостк ска в рада;здьно-4 напр^влеша шрздшх'и ооднпх колос трактора; ч,^,.. - ордткати персвисст"'.! гсрхриш пути под перед, .лж и аадазаЛсол-зсеаг трактора; АН^-прираданхе корь.а л-ах нагрузок на колоса трактора под д^йстшзп опрокидаваэдэго коканта от цантрсбегной ауа глерцш.

Динаикч^скио радиусы качешл ^едущих колес тршстора с учетом дополни', льнсй деформации под дэйствпом опроквдш}алзо!"> момента от нек'гробепзгой силы инерции -пуделяем выоа-

^зааям:

, ¿-ДИ 1

2 * АН г

где. 1'с1 'Гог "" статические радиусы качения колес пэроддэго и за-

днего мостов ^р^ктора.

Определение касательных сил Р , необходимых для преодоления сил соппотивлеш'.я перэдшхегато ? , и распределение их по водущим колесам 1ги деижонки но криволинейной траектории проводилось с учетом кинематической схемы трактора и т ла связи эзду полесагди одной оси и мек.1^ осями, характеристик двигателя, упруго-диссипатквнцх свойств ^ ансмлссии, перераспределения нор?тышх реакция в продольно-вертикально? и поперечной плоскостях.

: гавнэния, описшасадш движение вращающихся масс ст. геми передачи энергии от двигателя к ведут;,!',. колесам били порчены в виде:

-1г-д (<Р4-а) 1-Кг-4 С (9Га)-Ф2.' 124 ЬО; (13)

+В • в!дп[ Р.',- г' ; (14)

+вдг ]-К'гглг• <15>

где I Д2,13,14 - галзнты ин рщш махосиха и движущихся деталей двигателя, ¿{оробки передач, колес переднего й заднего мостов;

«Фз'^з'^д ~ угл:1 ШЕ0Р°та махови' 1, паховой массы элементов коробки передач, колес перэднзго и заднего мостов; С - ■•свивала:. нал крутяльпая жесткость в-дов сцьлления и коробки передач; :•] - значение кр^тядэго «смента двигателя на регуллторнг! характеристика; Р, , ,Р,'- с тшркнэ касательные- силы тяг" на

* д1 2 » в о

колрсзх переднего и беднэго вэдупда. потов; г," ,г_ - средние

донамическив радиусы качения ведущих колоо переднего л заднего мостов; *1£>Д2а» 124 ~ передаточные числа коробки передач, конечных передач переднего к зндчого мостов; В ,В ,В - коэффициенты дешифрования сцепления и упругих эдеме г.тов, встроенных в ..ршу>де переднего и заднего ведущих мостов (сухое -¿рэ-шю); - коэффициенты демпфирования крутильшх колебаний

в приводе переднего и заднего мостов (вязкое трение).

Демп^рные связи вкл/г чш в систему последовательно, поэтому вквлвалозшше крутильные ьосткостл конечных передач, шин колес в окружном направлении и упругих элементов расчитывались по формулам:

С =-1-; (16)

кп уп тп

С --, (17)

где С , С„п, СК5, Ст„- соответственно кос глиста коночных ьерэ-зч и шин 6 округлом напр-нлзпгч передного п заднего мостов;

Суэ- соотбэгствешю гэсгкосга упруггх олемэнтов, приведенные к г. дущим колесам переднего и заднего глостов.

При моделировании процесса характеристика УДП задавалась в виде ппрерывно!) функцг подбор которой был осуществлен мото-дпм наименьших квадратов до сродним значена м моментов лишй нагрузки i. разгрузки:

if = 5,4б.10"д.М - 2,83-10"8. II2 - 2,25-10~1, (18)

где ф - угол закрутки уппугого правда; 11 - крутяцпЯ момент на колесе.

Таким образом, принятая гэдоль отобраваэт пространственное ДЕШйкие системы и учитывает ее основные характеристики, позволяв . исследовать поворачиваемость как одиночного трактора, так -л составленных на егс базе МТА с использованием передней и задней н..весных систем, осуществить выбор равдюгэльных *он..г-рукидашх и эксплуатационных параметров, удовлетворяющих условия;.! движения ■> ЭТА, дает возмонгоить определить трэ^кторные, динамические и енэргетические показатели при любом заданном

режп-'-' управления, моквт использоваться для исследования динамических процессов, происходящих в системе передачи энорпш от ды-ателя н вэдущяд колесам.

Для ре'!-газации -математической модели Оили разработали алгоритм и пр. грамм. зе расчета на ЭВМ.

Первым этапом теоретически исследований являлся выбор и обоснование рациональных паремотров УДП на основе моделирования процесса прямолинейного установиыиь. ося двпжигия комбинированного НТА при тшполнензш технологической оперзппи. .За основные оценочны» .критерии ери определения жесткости УДП пр.шяты количество еиброоов крутгсцях моментов на осс колеса, отличакшеся на 10$ от среднего его значения, характеризующие данвгаги лсув нагругчнность МТЛ, и сред':?квадрат1!чесю:э ускорения поступательное движения, оценивающие.его плавность ходе Еиб^-т коэффициента демпфирования УДП бил проведен исходя из минимизации па-трат энергии ча передвижение агрегата. Варьируемыми параметрами били эквивалентная хесткость трансмиссии коэф^ютегг демпфирование упр, '."-ого г~иводр. В результате расчетов получены рациональные средние Ьлячщия яес/гкости и коэ-,.£ициени демпфирования УДП ведуцих колес трактора класса 2, соответственно равные и 600 Н-м.

На основании оценки фушещюнальнпх способностей и исходя из осноьнь^ ретив работ»! НТА проведен и ос?ссно:<ан выбор характеристики УДП ведущих ж юс тракт^па глчсся 2. Рациональная характеристика УДП ут^зрсально-прснаиного колесного трактора класса 2 (рис.2) яелинейная ¡:ох'р-- .сявно-прогрессивиого типа по-оволяэт системе быть иесклс-. к возшн'човению резонансного • репам, исклотеот ре' соэ уволгмпяо угла закрутки при трогазти, следовательно устраняется всгметгость удара. Работает привод мягко при малых нагрузках и м^зт плавно без ударов воспринимать большие» нзгрузг-. Достаточная дннгллическая емкость УДП позволяет воспринимать весь спектр к' тзбаний крутящих момантс-й как полонител' них, так и отрицательных с учетом работа Ь"?Л и* реве., се.

' Вторым этапом являлось математическое моделирование кг!';;'! линейного движения комбипщ: ванного НТА с п««1Л!::11 и зэда-:Ч -1 веско'* сельхозматош с цель») выявления вл"яшя угтр'^го-д

P'amu^'iiJibHQH характеристика УДП уштврса; но-пронашного трактора класса 2

иных cboJJc в трансмиссии трактора на характеристики крлпэлшэй-ного j ижени" ÍJTA. Установлено, что при лоЕОрата трактора н навесного комбинированного агрегата на ого базе при,шпонке УДП Еедугзпс ко,пзс с рэцконал' 'о2 характеристикой приводит к ботаз равно!,Юрлову, по сравнении о -емким пршзодо: , парораспрзделению нормальных нагр^ок по шсжш и бортам трактора, сниманию киноыатпчесчоского носсотБбтсгюг мваголэсной связи зздаого каста до 102, выравниванию динамических радиусов качения вецувдх колес к поступательных ск^ростоГ отстаяцях к забегаюздх сторон. Это умоньиае? скольжвяио колос и. как следствие бтого, ц 6oi;ü-ше ре'-чщш па inix и угла бокового увода шин, способствует сохранен:® заданной траектории дащеяия.

В третьей главе язлоаана программа окспершэнтальных рабе

и методика "X выполнения, описано исш.мто.ииоо сборудоышие и праоор . дана одзнка птреви^сти ропультатсв кз'"!р_Ш!й

Лабораторией исследоваиит/лт г^еду^атригалось онрздо "егао характеристик, "чобзюгчких для ¡/одолировапия процесса дга.-гнг'п МГА.

Цель mwranx псшт-аний - сценка сДОтатигиосп яспольссго-1шя УДП при прямол-тлеЛюн и крмпогшгйлом дг.т.п-ши МТЛ.

Способ оцот:п- српгпитадышй. Сразит» :ь иокпэзт«- та трактора С JWCTKKM .рИПСДСИ И УДЦ РРДУПЯС КОЛ)С.

В качистве оСвдкто исадтешлГ. гибрзп ^дан аз огогашх вяриг-ктов снергси зснцегаохо уишерсгльно-прошзпого кс.г' сяого трактора класса 2, '/"тегрзлыюй сгсш с :.з ткой подьсезоЯ, копейку-кц:ш ЛТЗ-/15. Трактор оборудовался УПП и тки;.. пр'^одом »-аду-цях колес л ь.лольсоволся в СОСТЙ2Э навеснгго г лбин-^овонг^го агрогата,составленного zo смю T¡I¡-8,H4II-5,í+JIT3-155fI!:ra- 3,1. "тобы огзиать стг ть tmissv. i соОстоиннк с Ссг трактора сили поставлена такте спит" с ол'пюч; -и трактором.

Б процесс * гсгиггкглГ; т">п:стрирсчс,<.псь «.-с tjttto по. .котри "ст'—мга па взду/лп. кс.т?сгл ".'рпктсрп, .гстога -урл^гзпк лоду^пх колес и путпитеприэлл о кс.теса, угла пово-<г:п колю порэд-г.его и зр.дногэ гостов, курсовой угол дгл'"'.*ш:я, ускорг'Чл not ичтольиого дпагэштл и порт^иакле уе::ор?]г:л остова тисктора, глгогке усулия оругл'й лзрздкеГ» л г -пзпй иагоски?. слстз..:.

3 члв'птсЛ глггз прав»¿en» ^азюьтата ср-чшэлыс'Х испт;-Т»1ГЛ иг,веского кс:.''-игсров:лп-сг9 VXk г сзраГиШИ прлгюдол воду-ГС!- зголзс и с УЩ. Бкяплог-), что пр:т.г2:о; .a 7W с р?цто1.\.;;>чси xapaitTopicnctoii >...онкпазт кс?гнт сопротлплонцл попороту ííT" от разности касателыгах сил тягл ;г £07 Свпк>ш> при атом юаык-туд колебаний кру...щ1х моментов приводит „кень^эши. ко.побс:г.а ксглэпт сспротшшк. not роту, хт, следовательно, происходил' болзе равксмер^ий поворот.

УДП епшшет ср> ;лшквадратичес:г.ю ускорения вертикально:; колзбаш^* гостов трактора при иоворотг í.iTA на 8...16ÍS за счот более плавного взаиисдейстта..! двитчителог с почвой, что приводит к умопьлепшэ вс мущоняй от бскових составлящзх, действуйте: со 'сторон- неровностей, к пошшии hi сопрог--вляе:.:остк усоду п Соковому '_доль::ешса из-за непьпей ззгруззеи. ^ гог.г/ тгегпо спо-

собствуе? увеличение равномерности "оступательного движения. Средчг" влдратичесю19 ускорение лс стунительною аьижг-нкя МТА при его повороте уменьшаются на io...¡SS (рис.З).

Экспериментальные лсслвдоваш.л а^молк ,йнс\"о установг-,зе-гося движения Mi«, пои выполнении технологической операции тмс-~е шявилп снижений цддеэквадоатических у соре ■■1й ьерпгагчдк колебы ti мостов трактора при упругом тл. jäg на 6... 10% и ускорений поступав „льного движения на 8. ..I2S во всем 'да пазе...' рабочих скоростей (рис.З), что улучшает у~оавлг. ость и устойчивость его прямолинейного движения, снижает напр данность труда тракториста по поддержанию заданной траектории движения. Jo-тановка на трактор УДП позволила повысить г->оизво"".геельность комбинированного МТк при работе на культивации на 4--.-7%, снизить расход топлива на 3...656.

На рис.4 приведены зависимости мй"".шльного радиуса поворота тр- -тора и комбинированного МТА на его базе от скорости движения. Выявлено, ча с увеличением скорости движения происходит рост -»здаусов повор: 'а, Что обусловлено увеличением центробежной силы инерции, частоты динамического воздействия.микро-црофши опорной поверхности на колеса трактора, ускорений ь.р-тикальных колебаний его мостов.Наличие ор;, ий пер шей и ве '.чей навесных систем приводит, с одной сторонн, к увеличению сцепного ве^а, а с другой - центробежной иады инерции, привод-чцей к изменению динамических радиусов качения ведущих колас, вызк. г ' рост боковых реакций на колесах, в значительной степени, изменяет траекторию длижения. Минимальный радиус поворота отдельного трактора на 6-7S меньше, чем в составе агрегата.

Минимальней радйус поворота УТЛ о УДП на 8... 10« ыэкыиа по сравнении с агр атом с аэстким приводом вэдушк колос, что позволяет уменошть ширину поворотной Ее :оиы на 1,0.. 1,г и. Птщ повороте отдельного трактора в данном случае происходит сшуэ-лпе минимального радиуса поворота на 6...8%.

Применение УДП приводит к умэиьшению боковое скольдошш сйджм оси трактора. Схолюешв в данном случаэ начинается па более высоких скоростях давания, с меныазй иатвнсюзкостью, что укюыввет на улучшение устойчивости против заноса.

Пра уст юзкэ УДП в привода водрдах. колос на Б...7;, увели-

йависиыость сродн&квадратическа ускорений от скорости давкэния

%

гр

V

V 0,5 О

Со.о,

я»

0,3 0/1

4

'У*

1,0 а Н5 гр 2,5 Чн/с

/

4

о г

Ьг) -г'

0.5

а, б - соответственно ъертикальннх колебаний мостов трактора н поступатвльг. го дзид-епл "ТА; 1,3 - уос-тюгй привод зе^йтцнх колес; 2,4 - УЕЛ Ббдуици колес; - - поворот,--- - кул:-"ш-л >,1я.

о

РлС,3.

с)

Зависи.\:ость миткального pa^tyca поворота от скорости дашенля

1,3 - аасткий привод водущк колес; 2,4- - УДП водуэтс

ко эс; -- ■ трактор класс* 2 в составе навесного

комбинированного агрегать;-----трактор класса 2.

Рис.4.

чивается средняя скорость поступательного движения Mi А. при от noi рото, а значит и угловая скорость поворота, сшгакгся енэ-рг^затрага на перодвикониь трактора на 14...25%.

В роз, ¡ьтате сравнения минимальных радиусов поворота трактора, подученных при' теоретических расчетах, со значениям! этих параметров, полученных вкспориментсльно, установлено, чтс расхождение их значений г- правшлаот 10... 12%.

В пятой i лаве дано экономическое обоснсанаэ применения УДП ведущих колес нг тракторе ЛГЗ-155 при ваполнэиш пахотц,-кульнпзацлз н яра работе на транспорте.

ОБЩЕ ВЫВОДЫ И ПРШК2ЕНКЯ

1. Сдам кэ путай улучазнмя характеристик криволинейного ■ движения 1ЛА является применение УДП ведущих колес трактора. Рациональные параметры н характерно ша: УДП -рэдлоаэпо выбирать исходя из условия сшпюпия дивамиче. ;сой пагрукат.ости трансялг-

ссга; и noiiuric-ния плавное.тл хода МТА. Fa: .'.тональная характорнзти-ка «,.ДТ "фактора хяасса ° долу...а бить нелинейной рчгр^ссизяо-nporpev. лозного типа со иредимси зизг • тямк жесткости и коэффициенте. демпфнр'.-'-'чтя соответственно равняли 15-Çjliî и в J п-и.

2. Газ^або'шлшо матьгти'-юкяя юдоль криъолпнеЯлого движения комбинированного МТ/. на базе уг'тпроалыю-х'рои^шного колесного трактора класса 2 , алгоритм и программа расчета j ЭЕМ :кти. :;ют тип л параметры тюзаяшгеянх и ие-юсеного приводов, т-^аметры рулевой трапеции, ш!вртч..лгао '■. упруго-дисс..лг тивныэ свойства трансмиссии, пк,;г icnpw. ?шя» ¿:ормплтлшх нагрузок на кол са как в прсдольпо-вортикальноЯ, так и в поперечной плоскостях. Чз этой основе получь. а силзодэ и кинематически, показатели каждого колеса и оценена степгп. их вли.-^шя на юшематкку сриво линейного двияенил 1фи разлгчшл способах поворота. Достоверность этой математической подели оценивалась сопоставлением расчетных гтшг'калышх ради/con поворота с .деЛст-витвлышми, получет-щми экспериментально, нзиболылче p;.jxrsxo-mie составляет :о. ..12S.

3. Предложена уточненная зависим "-ть д.,л определения даша-пгшеких радиусов качения xïe^xyirjrr-iL колес с учете1- прнраздют нормальных нагрузок на колоса под действием опрокиднвпзедего moi э-нта от центробоаноа сини инзрцш. Теоретическими исследованиям! установлено, при повороте отдельного трактора и к: „:биниро-ванксго навесного МТА на его базе применение УДП водувдх колес приводит к более равномерному, чем без него, распределению нор-ма.глшх реакций по мостам и бортам трактора, снижению коо,'"1кии-внта кинематического несоответствия монголе сной связи ладного моста до 1 os.

4. УДП обеспечил уменьшение на 8...10s мгапгалыгго радиуса повглэта трактора ' составе навесного kci Чарованного îiTA по ерзвнешо с пестним приводом водущнх колес.Без наЕояенну.х на передней и задней навеске трактора оруд Л его тглгамэльнчй рада-ус поворота меньше в среднем па 6,5?, чем в составе агрегата. Бо:совоо сколъгюниэ колес трагтора с УДП начинается на болеэ высоких скоростях щдкенля, чем Оэз УДП, ижтенсиыость ого иг'.о, что укг"3PBS8T на удучеениэ усто.тчшзоста против оеноса.

5. Срапиталынг^! ползгнщ ncrvt^vzim^ нигосного г.смо-шп-

ровашюго m'A с УДП и с жестким приводом вг "-гших колес выявлено сши'слие среднеквадратических ускорений вертикьльнчх колебаний мостов трактора при повороте но в...16% от применегля УДП, срв-днеквадратическче ускорения поступательного двыения при этом уменьшаются на i0. ..1SX.

6. При прямолинейном ¿гчикении МТА (КРШ-8,1+Ш-5.4+ЛТЗ-155+ КРЫ-8,1 ) в процессе выполнения технологической операции также снижаются срэл^'Квадватические ускорения вертикальных л^лебаний мостов трактора за счет УДП в среднем на 8S и среднекзадратичч-ские ускорения поступательного движения в средьэм на 10% во всем диапазоне рабочих скоростей.

7. Применение УДП снизило эйертатратг на . -ередвижение трактора при его повороте в составе навесного когзшм^ованного агрегата на 14...Е5Ж, а также на 5...7% увеличило среднюю скорость поступательного двииензн МТА. 3i как и в пуш.га,. 4, 5 и 6 объясняется стабилизирующим влиянием УДП, снижающим динамичность воздействия ведущих колес на почву, что, кроме того, улу-•сшт услг-дия груда тракториста.

8. В АО "Доисг.ой" Воронежской области и нг. испытательном полигоне ЛТЗ от применения УДП на тракторах ЛТЗ-'.¿5* получено сшскешю расхода топлива на 3...6S и г obi .emie зтро^гзводате.лно-сти на 4...та при выполнении пахоты, культивации и при работе на транспорте. »

9. Ошдаемый годовой экономический эффект от применения УДП ведущих кола с на универсально-пропашных колесных тракторах класса 2 составь*' 8Т3016 рублей на один трактор в ценах 1 октября 1994 года по Воронежской области.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. А.С.1219420 ZCCP, ЫлИ В 60 К 17/32. Привод ведущего колеса/ О.И.Поливаев, А.Н.Беляев, В.К.Прядкин (ССОР).-7с.ни.

2. Беляев А.Н. Исследование поворотлиьости .рактора ЛТЗ-155/.' Производственные потенциал агропромышленного комплекса в пути улучшения его использования: Тез. докл. мзлграгион. конф, молодых ученых.- Боронеа, 1991.-С.146-147.

3. Полнзаев O.K., Беляев А.Н. Влияние приводоз ведущих ко-

лес нг энергетические показатели трактора ЛТЗ-155 ¡три пртаол:?-нейнсм дви.ташш и в резлмэ поворота//Повыаетш эксплуятэд'.онных свойств сельскохозяйственных тракторов:Сб. ноучн. тр./ Ьороног. ьграрн. ун-т. ■ 1991.- С.38-44.

4. А.С. ,807639 СССР, ШИ В GO II 2/02. Подвеска сиденья транспортного срэдства/О.И.Полив в, А.С.ДурМЕНОв.Б.С.Собчептсо, Н.З.Гусонко, В.М.Лебедев, А.Н.Беляев. В.А.Усачов(СССР).-5с.:нл.

5. Снижение динампюской нагру;ылшости и повышение акснлу-атацио1шых кп:,аств колесных тракторов путем цлилонения упруго-демпфирухгда приводов ведущих колес/Поливаев С.И., Г-е.таев А,"., Гусенко Н.Е., Кочотков Н.Э., Павленно С.Т.// Достгания аграрной науки - стабилизации сельскохозяйственного производства: Тез. дгкл. иаучн. конф./Во^.онеа. аграрн. ун-т.-1991 .-С.130-131.

6. Полизаев 0.И. .Беляев Л.Н.Пути снижения д нашг.яскшс нагрузок в тяговом энергетическом средстве// Научшо аспекты ¡*ор-кировазшя интеллектуальной собственности специалистов АПК Рос-сии:Тез. докл. научн. кон.$./ Воронеж, агрьрн. ун-т. • 1993. -С. 128- 1 9.

7. Стояние нагружэшюсти трансмиссии трактора ЛТЗ-155 от внешних воздействий/ Поляваов О.И., Кочетков н Т., Беляев А.Н., Гусенко H.L.//Техника в сельском хозяйсл^ .-1993. N4.- ^.26 -?7.

8. Беляев А.Н. Оценка вертикальных колебаний остова трактора/ Обеспечение эффективного фувг'ДОошрс аш5я производст-зн-гто потешшала АПК Росг л в условиях рыночных отношений: Тез. докл. мэарегион. коуф. молодых уче^нх.-Воронок,1993.-С. 146-147.

9. Патент N2013269 РФ, ft" "1 В 62 Д 7 14. Система рулевого управления транспорта, :'о средства со всеми управляв»,ими колесами/ О.И.Полизаев, А.Н.Беляев, Н.Е.Гусензсо, А.В.Чупахин (РФ). -4с.: ил.'

10. Беля°ев А.Н. Моделирование динамических и кинематических параметров UTA при криволинейном двихсюк/ Информационные технологии в учебном процессе и НИР: Матер. научн. конф.- Воронен, 1994.-С.230-232.

11. Поливаэв 0Л5., 2эляев А.Н. Нагруйонност;? трансмиссии трактора ЛТЗ-155 и различными приводами Еедг~..х кcjec// Повиаэ-ние эксплуатационной эффективности трахтсрс-в и 0 сэльскохозяйст-

Е01шых май1«: СО. научн. тр./ Воронен, яграрн. ун-т.- 1994. -С.16" 21.

12. Поляваев О.И., Беляев А.Н. Теоретические л экспериментальные исследования криволинейного движения навесного ко .Лини-рованного агрегата на бчзе трактора класса 2//Повышение эксплуатационной эффективности тракторов и с-ельсклхозяйствелннх машин: Об. научн. тр./ Воронеж, аграрн. ун-т.- 1994.- С.21-30.