CC BY
20
УДК 621.05
АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСМИССИИ
О. А. Артамонов Научный руководитель - А. В. Стручков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлено обоснование необходимости исследования демпфирующих свойств элементов трансмиссии, а также анализ существующих методов исследования в данной области.
Ключевые слова: динамическая нагруженность, элементы трансмиссии, коробки передач, демпфирующие свойства, коэффициент демпфирования, логарифмический декремент затухания.
ANALYSIS OF RESEARCH OF THE DEMPPING PROPERTIES OF ELEMENTS
OF TRANSMISSION
O. A. Artamonov Scientific Supervisor - A. V. Struchkov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: [email protected]
The report presents the rationale for the development of a bench for the study of the damping properties of transmission elements, as well as an analysis of existing research methods in this area.
Keywords: dynamic response, transmission elements, gear boxes, damping properties, damping coefficient, logarithmic damping decrement.
Введение. Одной из важнейших проблем при расчете и проектировании трансмиссионных систем является расчет динамической нагруженности элементов трансмиссии.
Крутильные колебания упруго-массовых систем принадлежат к тем опасным динамическим нагрузкам, приводящим к аварийным повреждениям валов, редукторов, коробок скоростей и других элементов трансмиссионных систем. Именно поэтому при проектировании важно получить достоверные данные о динамических характеристиках элементов трансмиссии (коэффициент демпфирования, демпфирующее сопротивление), характеризующие демпфирующие свойства элементов трансмиссии.
При работе трансмиссия подвергается как собственным, так и вынужденным колебаниям, которые при наложении друг на друга вызывают резонанс. Это может привести к поломке наиболее нагруженных деталей трансмиссии.
Практически все современные трансмиссионные системы оснащаются специальными средствами защиты от крутильных колебаний. К ним относятся эластичные муфты и демпферы, для которых актуальной проблемой является диагностирование технического состояния с помощью компьютерных программ [1].
Основная часть. Известен способ определения демпфирования трансмиссий и устройство для его осуществления (патент на полезную модель № 887970 МПК G 01 M13/02). Стенд содержит привод, выполненный в виде гидравлической передачи, включающей электродвигатель, гидравлический насос, соединенный с электродвигателем и гидравлическую машину, установ-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
ленную на ведущем валу испытуемой трансмиссии. Способ определения демпфирования трансмиссий, заключается в том, что к ведущему валу трансмиссии прикладывают крутящий момент до достижения заданной частоты вращения ведущего вала, далее ступенчато изменяют величину крутящего момента, возбуждая колебательный процесс в трансмиссии для определения демпфирования по параметрам указанного процесса, с целью повышения точности определения демпфирования, после достижения заданной частоты вращения ведущего вала к нему прикладывают тормозной момент и после выбора зазоров в сопряжениях трансмиссии тормозной момент ступенчато увеличивают до требуемой величины.
Известна экспериментальная установка для определения демпфирующих свойств транс-портно-технологического модуля, описанная в статье «Исследование демпфирующих свойств транспортно-технологического модуля сельскохозяйственного трактора», авторы Г. М. Кутьков, В. Н. Сидоров, М. В. Сидоров, Электронный научный журнал «Современные проблемы науки и образования», 2015, № 2. Установка включает в себя транспортно-технологический модуль, изготовленный на базе ведущего моста трактора Т-150К, соединенного с трактором МТЗ-82 (энергетическим модулем), образующих модульное энерготехнологическое средство. Привод колёс ТТМ осуществлялся через задний ВОМ трактора. Исследование демпфирующих свойств транс-портно-технологического модуля проводится при выполнении технологической операции рыхления почвы тяжёлой дисковой бороной БДТ-10. Для регистрации данных, поступающих от датчиков, использовался аналогово-цифровой преобразователь фирмы National Instruments, представляющий собой блочно-модульную систему с несущим шасси c DAQ-9172.
Известен способ исследования диссипативных свойств трансмиссии промышленного трактора, описанный в статье «Экспериментальное исследование демпфирующих свойств трансмиссии трактора класса 40 кН» [3]. Способ заключается в предварительной жесткой фиксации выходного конца ведущего вала коробки передач на корпус, нагружении ведомого вала трансмиссии единичным моментом при помощи устройства нагружения, выполненного в виде рычага с разрывным элементом при включенной одной из передач до разрушения разрывного элемента и последующую регистрацию при помощи измерительной тензоаппаратуры затухающих колебаний полуосей заднего моста с установленными на них тензометрическими датчиками и определения по полученным осциллограммам логарифмического декремента затухания, по которому оценивают демпфирующие свойства трансмиссии трактора.
Известна экспериментальная установка для определения коэффициентов демпфирования [2], включающая остов трактора, испытываемую трансмиссионную систему с жестко зафиксированным выходным концом ведущего вала коробки передач на раму, нагрузочное устройство, выполненное в виде рычага с разрывным элементом, установленным на ведомом валу трансмиссионной системы, измерительную тензометрическую аппаратуру с тензометрическими датчиками, установленными на полуоси заднего моста трансмиссионной системы.
Известен стенд для обкатки и испытаний коробок передач разных типоразмеров (патент на полезную модель № 97826 МПК G 01 M13/02). Стенд содержит станину с плитой для закрепления на ней испытываемой коробки передач, приводной двигатель, механизм нагрузки, технологическую коробку передач, размещенную между механизмом нагрузки и испытываемой коробкой передач, механизм соединения испытываемой коробки передач с приводным двигателем и механизмом нагрузки. Механизм соединения установлен на станине и содержит корпус, сверху которого закреплены планки, образующие с корпусом Т-образный паз, в котором установлена с возможностью перемещения каретка с рейкой и винтом, в двух противоположных стенках корпуса закреплены опоры с установленным в них валом-шестерней с рукояткой, закрепленной в ступице, при этом испытываемая коробка передач снабжена кронштейном с возможностью его замены соответствующим ее типу, закрепляемым на плите, и закрепляемой на ней опорой с полумуфтой сцепления.
Заключение. Проблема заключается в том, что при решении математических моделей нагружения трансмиссий используется усредненное значение коэффициента демпфирования для всей трансмиссионной системы. Задачей является разработать стенд для определения демпфирующих свойств отдельных элементов трансмиссии.
Библиографические ссылки
1. Ефремов Л. Теория и практика исследований крутильных колебаний силовых установок с применением компьютерных технологий. СПб. : Наука, 2007. 276 с.
2. Климов А. А., Стручков А. В. Формирование нагрузочных режимов в трансмиссии промышленного трактора : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 165 с. ISBN 978-5-86433-648-9.
3. Решение математической модели динамики механической трансмиссии бульдозера с учетом диссипативных сил / А. В. Стручков [и др.] // Системы. Методы. Технологии / БрГУ. Братск, 2010. № 2. С. 58-65.
© Артамонов О. А., 2017
