CC BY
39
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 629. 114.2
О НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХ ДИНАМИКИ РАЗГОНА И УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ МТА С УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМИ ЗВЕНЬЯМИ
ABOUT SOME ASPECTS OF MACHINE-TRACTOR UNIT WITH ELASTIC-DAMPING SECTIONS ACCELERATION DYNAMICS AND STEADY MOVEMENT С.Д. Фомин, кандидат технических наук, доцент А.Г. Жутов, доктор технических наук, профессор В.И. Аврамов, кандидат технических наук, доцент
ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
S.D. Fomin, A.G Zhutov, V.I. Avramov
Volgograd state agricultural academy
В статье рассматриваются угловые колебания остова трактора в продольновертикальной плоскости (галлопирование) в процессе разгона и установившегося движения МТА с упругодемпфирующими звеньями в силовой передаче.
Tractor’s frame angular oscillations in linear-vertical level (galloping) in the acceleration process and machine-tractor unit with elastic-damping sections and in power train steady movement are examined in the article.
Ключевые слова: разгон, упругодемпфирующие звенья,
гироскопические датчики, дифферент, галлопирование.
Key words: acceleration, elastic-damping sections, gyroscopic sensors, different, galloping.
Комплексом проведенных нами исследований установлено, что на трансмиссию с пониженной жесткостью в меньшей степени сказываются угловые колебания, вызванные наездом колесами трактора на неровности [2] и вследствие колебания крюковой нагрузки. Последняя в свою очередь стабилизируется при наличии упругодемпфирующих звеньев в системе передачи энергии [1,2,3,4]. В целом, все это способствует уменьшению угловых колебаний трактора в продольно-вертикаль-ной плоскости. Так, при разгоне исследуемого транспортного агрегата в составе трактора класса 1,4 (МТЗ-80) и
двухосного прицепа (ПСЕ-12,5) на 3-ей передаче без редуктора при оборотах двигателя 2200 об/мин и резком включении муфты сцепления угол поворота остова трактора в продольно-вертикальной плоскости (дифферент) с жестким приводом составляет 0,75°. Угол поворота остова трактора в продольно-верти-кальной плоскости измерялся с помощью датчиков на основе гироскопических чувствительных элементов. Для этой цели использовались авиационные комплексы, сигналы которых преобразовывались специально созданным устройством для последующей регистрации осциллографом (рис. 1).
Рисунок 1 - Размещение гироагрегатов и преобразователя на крыше кабины трактора При этом «всплески» крутящего момента и крюковой нагрузки соответственно равны: Мк =6,48 кНм и Ркр =13,35 кН. В случае разгона с эластичным приводом при тех же условиях угол поворота равен 0,45°. «Всплески» крутящего момента и крюковой нагрузки соответственно равны: Мк=4,76кНм и Ркр=9,55 кН (рис. 2).
Дифферент,град Мк,кНлл Ркр,кНм
Рисунок 2 - Разгон транспортного агрегата на 3-ей передаче
без редуктора
Вследствие сглаживания пиков крюковой нагрузки (на 38 %) и крутящего момента (на 36 %) с эластичными элементами происходит более плавный и, в то же время более интенсивный разгон агрегата (сокращается время разгона за счет того, что снижается буксование и в меньшей степени уменьшается частота вращения коленчатого вала двигателя).
При этом трактор в значительно меньшей степени опрокидывается в продольно-вертикальной плоскости: величина угла поворота снижается на 40 % (рис. 3).
Аналогичные явления происходят при разгоне и на других передачах. Так, при разгоне агрегата на 5-ой передаче без редуктора при тех же условиях угол поворота остова трактора с жестким приводом составляет 1,60°, с эластичным - 0,98°. Имеет место уменьшение угла дифферента на 38 % (рис. 4).
Таким образом, здесь происходят следующие явления. При разгоне агрегата с серийным приводом динамичность действия нагрузок в определенной степени сглаживается буксованием муфты сцепления, ведущих колес. При этом безвозвратно теряется энергия, причем во вредном направлении: происходит износ дисков муфты сцепления, износ шин, истирание почвы. Частично энергия запасается в виде потенциальной энергии подъема центра тяжести трактора при повороте остова относительно ведущих полуосей. Затем, запасенная таким образом энергия, возвращается (при возврате часть её все же теряется на пробуксовку).
Рисунок 3 - «Смягчение» динамики разгона транспортного агрегата при введении упругодемпфирующих звеньев
При установке упругодемпфирующих звеньев (эластичных элементов) значительная часть энергии пиковых нагрузок аккумулируется упругими элементами. Поэтому меньшая часть энергии уходит на рассеивание пробуксовкой и на опрокидывание остова трактора. Снижение буксования и дифферента остова трактора благоприятно сказываются на всех эксплуатационных показателях, в том числе, на устойчивости и управляемости трактора и агрегата в целом [4].
В принципе, пробуксовку ведущих колес можно рассматривать как своеобразное предохранительное устройство, а поворот остова трактора как естественный эластичный элемент, снижающий пики нагрузок. В первом случае энергия попусту рассеивается, во втором -
Уменьшение Ркр
запасается, а затем расходуется в полезном направлении.
Однако, в отличие от упругодемпфирующих звеньев, аккумулирующих ударные нагрузки в виде потенциальной энергии деформации упругого тела, во втором случае энергия запасается за счет поворота остова трактора, что разгружает передний мост и неблагоприятно сказывается на устойчивости и управляемости.
Аналогичные явления наблюдаются при действии пиковых нагрузок и на установившемся режиме движения. На установившемся режиме движения установлено снижение стандарта угла поворота остова трактора (снижение галлопирования) на 12-19 % для широкого диапазона скоростей движения (на 2-ой - 8-ой передачах).
привода при разгоне транспортного агрегата на 3-ей и 5-ой передачах
Таким образом, установка упругодемпфирующих звеньев в систему передачи энергии способствует существенному «смягчению» динамики взаимодействия в системе «трактор-прицеп-опорное основание», уменьшению колебаний, в частности, галлопирования, что благоприятно сказывается на всех эксплуатационных показателях, в том числе, на устойчивости и управляемости трактора и агрегата в целом.
Библиографический список
1. Абидулин, С.Н. Использование гидродогружателя сцепного веса трактора МТЗ-80 с упругой навеской на вспашке / С.Н. Абидулин, Н.Г. Кузнецов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2006. -№3(3).-С. 63-64.
2. Аврамов, В.И. Снижение динамической нагрузки на переходных режимах работы МТА / В.А. Аврамов, С. Д. Фомин // Механизация и электрификация с.-х. - 2004. - №8. - С. 24-25.
3. Кузнецов, Н.Г. Технико-экономические характеристики горизонтальных стабилизаторов нагрузки МТА / Н.Г. Кузнецов, Д.С. Галич, Е.А. Назаров // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2009. -№4 (16). - С. 103-108.
4. Фомин, С. Д. Устойчивость движения транспортного агрегата с пневмогидравлическим упругодемпфирующим приводом ведущих колес / С.Д. Фомин, В.И. Аврамов // Механизация и электрификация с.-х. - 2004. - №8. - С. 17-19.
E-mail: izvestiya-vgsha@yandex.ru
