CC BY
1УДК 630*377
Э. М. Гусейнов,
доктор технических наук, профессор
ИССЛЕДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ТРЕЛЕВОЧНОЙ СИСТЕМЫ
Вибронагруженность механической системы определяется ее структурой, параметрами упругих связей, характером и уровнем внешнего воздействия. При краткосрочном единичном воздействии отсутствуют резонансные явления, поэтому малой диссипацией можно пренебречь. Кроме того, для наглядности и упрощения аналитического расчета введем непрямой реальный импульс одного колеса о встречное дерево в виде его моментаМ0 = bS0 = bmu0, m = тт + тп на плече в поперечной полубазе.
На рисунке приведена расчетная схема такого ударного взаимодействия двухшарнирной трелевочной системы с деревом на лесосеке, где обозначены: 2l, 2b - продольная и поперечная базы трактора, l3 - опорная база полупогруженной пачки.
{ EMBED Word.Picture.8 }
Расчетная схема сил трелевочной системы при моментном импульсе и двухшарнирной связи АЛП-пачка и рамы МТА
Y = 2cyy , M = 2(cyl2 + cxb2)y i = cayi - поперечные силы и упругие моменты шин одной оси.
M0 = { EMBED Equation.3 } - упругий момент двух пружин центрального шарнира.
{ EMBED Equation.3 } i = 1, 2; { EMBED Equation.3 } - главные моменты сил инерций полурам трактора и пачки относительно опорной точки 3 (см. рисунок).
Силы тяги и сопротивления качению колес и скольжению кроны пачки в установившемся движении уравновешиваются:
Рч + Рк2 = Pf1 + Pf2 + Рп или M-ih / Г = /K(Ni + N2) + /N3. (1)
Уравнения моментов заданных сил при импульсном соударении с деревом относительно центрального шарнира двух полурам с учетом пачки
{ EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 } (2)
где JS = J2 - J353; 53 = (l + a) / l3; y3 = 53 y2; 5(t) = 1 при t = 0; 0 при t = 0 -импульсная функция Дирака.
В принятых выше обозначениях уравнения (2) примут вид:
{ EMBED Equation.3 };
{ EMBED Equation.3 } (2а)
где J2 = { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 }
Малой диссипацией в шинах, центральном шарнире трактора и опорном шарнире пачки для упрощения расчета пренебрегаем. Из уравнений также следует, что введенная упругая центральная связь ужесточает поворотную «шины-почва» и объединяет независимые при с0 = 0 угловые колебания полурам { EMBED Equation.3 } + сау1 = bS08(t), J2y2 + c2y2 = 0. Ввиду симметрии системы в продольно-вертикальной плоскости колебания относа можно считать независимыми и менее связанными с боковой качкой, чем при жестком корпусе трактора.
Введя оператор Лапласа, запишем уравнение и определитель системы (2), (2а) в операторно-матричной форме
{ EMBED Equation.3 } (3)
{ EMBED Equation.3 } (4)
где { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 }
Координаты системы по матрице (3) и Крамеру { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 }
а оригинал решения для
{ EMBED Equation.3 }
{ EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 } { EMBED Equation.3 } по Карсону:
{ EMBED Equation.3 }
{ EMBED Equation.3 } (5)
При с0 = 0 из решений (5) получаем: y2 = 0; М0 = 0. Это практически означает отсутствие угловых движений блока АЛП-пачка, но усиленное угловое движение первого блока, испытывающего встречный моментный импульс. Для больших углов развала полурам их угловое соударение исключается ввиду соотношений: с0 << ca, ca < cS. Однако для исключения их жесткого соударения при крутых поворотах целесообразны буферные устройства, в том числе в виде резиновых упоров (шайб, прокладок и пр.).
Ввиду внутренней и конструкционной диссипации колебания полурам или первого блока будут затухающими. Для подавления колебаний от единичного возмущения специальных демпфирующих устройств не требуется. Заметим также, что решение (5) прямолинейного движения трелевочной системы справедливо также при малом моменте импульса { EMBED Equation.3 } на правое набегающее на корень или валежник колесо или моменте поперечного импульса { EMBED Equation.3 } - на левое. Из решений (5) также следует, что при 11 = 12 система неустойчивая (расходящаяся). Поэтому обязательна значительная раздвижка частот системы: 12 > 3l1.
Динамическую нагруженность системы определяет здесь амплитуда ускорений { EMBED Equation.DSMT4 } ее блоков или соответствующие инерционные нагрузки { EMBED Equation.DSMT4 }
В нашем случае эти амплитуды при низшей частоте l = 11 равны:
{ EMBED Equation.DSMT4 } (6)
Отсюда следует, что e1 = 0 при cS = J211, а e2 = 0 при с0 = 0. При отсутствии упругой связи центрального шарнира непрямой (боковой bS0) импульс не передается второму блоку.
Собственные частоты системы при с0 = 0 согласно матрице (3) совпадают с парциальными { EMBED Equation.3 } i = 1, 2. При с0 Ф 0 они определяются условием нетривиальности решения, D(il) = 0 (4):
{ EMBED Equation.3 } сх = Са + о. (7)
В заключение оценим устойчивость введенной консервативной системы с работой сил упругости
2П = { EMBED Equation.3 } Для этого вычислим обобщенные параметры жесткости Су = Э2П / dy х х Эуу:
С11 = с22 = са + с(Ь с12 = С21 с0-
По критерию Сильвестра система устойчива при выполнении условий:
Са ■ Со > 0, Са > 0. (8)
Очевидно, что она устойчива независимо от центральной упругой связи и теряет устойчивость при скольжении шин (са = 0), т. е. заносе системы.
Выводы
1. Решение консервативной системы при единичном ударе или импульсе весьма эффективно операционным исчислением Лапласа в форме Карсона.
2. Для ограничения импульсных реакций обязательна существенная раздвижка собственных частот системы, 12 □ 311.
3. Центральная упругая связь полурам трактора не дает положительного эффекта в ударном процессе как по нагруженности, так и устойчивости. При ее отсутствии и моментном импульсе трелевочная система разделяется на парциальные с уменьшением вибронагруженности.
Обосновывается упрощенная модель трелевочной системы и выявляются закономерности импульсной нагруженности.
* * *
The simplified pattern of a skidding system is justified and regularities of impulse stress loading are brought to light.
Файл: гусейнов
Каталог: C:\Documents and Settings\User\Мои документы\выпуски\185\ворды-185
Шаблон: C:\Documents and Settings\user.LAUTNER\Application
Data\Microsoft\Шаблоны\Normal.dot
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки: Дата создания: Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати: При последней печати страниц: слов: знаков:
Х
Лена
01.11.2010 17:42:00 2
01.11.2010 17:42:00 user
3 мин.
02.11.2010 12:03:00
4
909 (прибл.)
5 183 (прибл.)
