CC BY
10
УДК 621.5
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСМИССИИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН
О. А. Артамонов, А. М. Савченко, А. В. Стручков*
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: str-alex-v@mail.ru
Представлена конструкция стенда для исследования демпфирующих свойств элементов трансмиссии.
Ключевые слова: динамическая нагруженность, элементы трансмиссии, коробки передач, демпфирующие свойства, коэффициент демпфирования, логарифмический декремент затухания.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE DEMPPING PROPERTIES OF ELEMENTS OF THE TRANSMISSION OF MOBILE MACHINES
O. A. Artamonov, A. M. Savchenko, A. V. Struchkov*
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: str-alex-v@mail.ru
The report presents stand construction for study damping properties of transmission elements.
Keywords: dynamic response, transmission elements, gear boxes, damping properties, damping coefficient, logarithmic damping decrement.
Введение. В связи с трудностями, возникающими при определении демпфирующих свойств внутри трансмиссии и использованием для расчетов усредненного коэффициента демп-фировавния, возникает необходимость исследования коэффициента демпфирования для каждого отдельного элемента трансмиссионной системы.
Основная часть. С целью проверки нашей гипотезы, что фактический коэффициент демпфирования не будет совпадать с усредненным, необходимо провести исследование и определить свойства каждого отдельного элемента трансмиссии.
Для этого был разработан стенд для определения демпфирующий свойств отдельных элементов трансмиссии.
Данный стенд (рис. 1) содержит станину 1, на которой установлена центрирующая вертикальная плита 2, имеющая центральное отверстие и сменные кронштейны 3 для закрепления на ней исследуемого элемента трансмиссии 4 соосно с механизмом нагрузки, механизм регулировки, служащий для установки положения устройства измерения. Механизм регулировки включает в себя раму 5 с продольно-поперечными салазками и кареткой 6, имеющей возможность продольных и поперечных перемещений. Устройство измерения включает в себя тензометрическую станцию 7, аналого-цифровой преобразователь 8, ПЭВМ 9, блок питания 10, тензометрический торсионный вал 11 с тензометрическими датчиками 12. Один конец тензометрического торсионного вала жестко соединен с выходным концом ведомого вала 14 исследуемого элемента трансмиссии, а другой - жестко соединен с вертикальной плитой 16. Механизм нагрузки представляет собой мотор-редуктор 17, на валу которого установлено устройство нагружения (рис. 2), представляющее собой полумуфту 18, с жестко закрепленной одним концом радиально расположен-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
ной упругой пластиной 19, воздействующей на пальцы 20, выполненные по периферии полумуфты 21, установленной на выходном конце ведущего вала 22 [1].
Рис. 1. Стенд для исследования демпфирующих свойств элементов трансмиссии
Рис. 2. Муфта устройства нагружения и принцип её работы
Предлагаемый способ определения демпфирующих свойств элементов трансмиссии осуществляется следующим образом.
Испытываемый элемент трансмиссии 4 (например, коробку передач транспортно-технологической машины) устанавливают на станину 1 стенда соосно с мотор-редуктором 17 и фиксируют посредством вертикальной плиты 2 и сменных кронштейнов 3. Выходной конец ведущего вала 22 соединяют с валом мотор-редуктора 17 посредством полумуфт 18 и 21. С помощью механизма регулировки с продольно-поперечными салазками обеспечивают соосность ведомого вала 14 исследуемого элемента трансмиссии 4 и тензометрического торсионного вала 11, установленного на подвижной каретке 6 и соединяют их с помощью глухой муфты 15.
При нагружении испытываемого элемента трансмиссии вал мотор-редуктора 17 вращает с малой угловой скоростью полумуфту 18, при этом радиально расположенная на полумуфте упругая пластина 19, воздействует на палец 20 полумуфты 21, установленной на ведущем валу 22 исследуемого элемента трансмиссии 4, увлекая за собой всю крутильную систему «элемент трансмиссии - тензометрический вал» и создавая этим напряжения кручения по всей системе. Так как тензометрический вал 11 жестко соединен с неподвижной вертикальной плитой 16, то упругая пластина 19 полумуфты 18 деформируется до момента соскальзывания с пальца 20, освобождая при этом крутильную систему и давая ей возможность совершать свободные крутильные затухающие колебания. Свободные крутильные затухающие колебания крутильной системы «элемент трансмиссии - тензометрический вал» регистрируют с помощью тензометрических датчиков 12, наклеенных на тензометрическом валу 11 и тензометрической станции 7, и переда-
ют через аналого-цифровой преобразователь 8 на ПЭВМ 9, которая обрабатывает и определяет логарифмический декремент затухания исследуемого элемента трансмиссии по формуле
5г = 1п аА-, (1)
А+1
где Ап, Ап +1 - амплитуды колебаний, отстоящие друг от друга на один период (рис. 3).
При этом, продолжая вращаться совместно с валом мотор-редуктора 17 и полумуфтой 18, упругая пластина 19 входит в контакт со следующим пальцем 20, обеспечивая тем самым циклический характер нагружения.
Таким образом, процесс повторяется множество раз. Результаты многократных опытов обрабатывают с помощью ПЭВМ.
Рис. 3. График свободных затухающих колебаний
Заключение. Технический результат позволяет определять демпфирующие свойства, а именно логарифмический декремент затухания и коэффициент демпфирования для отдельных элементов трансмиссии, что позволит более точно оценить динамику трансмиссии в процессе проектирования. Кроме того конструктивное решение механизма нагружения стенда позволяет в автоматическом режиме увеличить число повторений эксперимента и получить методами математической статистики более достоверные результаты.
Библиографические ссылки
1. Савченко А. М. Устройство для определения демпфирующих свойств коробок передач. Актуальные проблемы авиации и космонавтики [Электронный ресурс] : материалы XIII Между-нар. науч.-практ. конф., посвящ. Дню космонавтики (10-14 апреля 2017 г., Красноярск) : в 3 т. Т. 1 ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017.
2. Руктешель О. С. Определение динамических нагрузок в трансмиссии автомобиля : учеб.-метод. пособие для студентов спец. «Автомобилестроение». Минск : БНТУ, 2010. 50 с.
3. Климов А. А., Стручков А. В. Формирование нагрузочных режимов в трансмиссии промышленного трактора ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. 168 с.
4. Бессонов А. П. Основы динамики механизмов с переменной массой звеньев. М. : Наука, 1967. 280 с.
5. Калинин В. В. Влияние уровня энергонасыщенности на нагруженность механической и гидромеханической трансмиссий сельскохозяйственного трактора класса 40 кН на пахоте : дис. ... канд. техн. наук. Омск, 1975. 212 с.
6. Свитачев А. И. Динамика трансмиссий гусеничных тракторов с учетом навесного оборудования ; КрасГАУ. Красноярск, 2005.
7. Стручков А. В. Исследование и совершенствование элементов гидромеханической трансмиссии гусеничного бульдозера : дис. ... канд. техн. наук. Красноярск, 2009. 179 с.
© Артамонов О. А., Савченко А. М., Стручков А. В., 2018
