CC BY
9
6. Крамер Г. Математические методы статистики : пер. с англ. / Г. Крамер. - М., 1948. -
363 с.
7. Большев А.И. Таблицы математической статистики / А.И. Большев, И.В. Смирнов. -М. : Изд-во "Наука", 1965. - 465 с.
Пилипьяк А.Б., ДзюбаЛ.Ф., РебезнюкИ.Т. Экспериментальное исследование изменения напряжения в узкой ленточной пиле при пилении древесины
Описаны результаты экспериментального исследования. Получено уравнение регрессии, которое характеризует изменение напряжения в ленточной пиле в зависимости от величины напряжения предварительного натяжения, ширины полотна пилы и высоты пропила.
Ключевые слова: ленточная пила, планирование эксперимента, уравнение регрессии.
Pylypyak A.B., Dzyuba L.F., Rebeznyuk I.T. Experimental study of voltage changes in the narrow band saw during sawing wood
the experimental results are described. Obtained the regression equation, which describes the change in voltage in the band saw, depending on the voltage pre-tensioners, width and height of the saw blade kerf.
Keywords: band saw, the planning of the experiment, the regression equation.
УДК 629.3.076 Ст. викл. В.В. Попович - НУ "Льв1вська полШехтка "
ОПТИМ1ЗАЦ1Я РОЗМ1Р1В ЛАНОК КЕРМОВОГО ПРИВОДА ТА IX ПРИВ'ЯЗУВАЛЬНИХ РОЗМ1Р1В ДО РАМИ АВТОБУСА 13 ЗАЛЕЖНОЮ П1ДВ1СКОЮ
За опублжованими рашше формулами визначено оптимальш розмiри окремих ланок кермового привода та його прив'язувальш розмiри до рами автобуса А074, яга забезпечують приблизну рiвнiсть ганематичних передатних чисел тд час поворо™ керованих передтх колю влiво i вправо.
Ключовг слова: автобус, передня залежна пщвюка, кермове керування, оптим> защя розмiрiв ланок кермового привода.
Постановка проблеми. Шд час проектування кермового привода не-обхщно визначити оптимальш розм1ри його ланок та 1х положення в простор! з метою забезпечити, зокрема, приблизну р1вшсть юнематичних передатних чисел тд час поворопв керованих колю вл1во 1 вправо.
Аналiз останшх дослвджень i публжацш. Методику розрахунку роз-м1р1в деяких ланок кермового приводу знаходимо в статтях [1, 2] Е. Гурфш-келя. Вт рекомендував [1] визначати довжину поздовжньо! тяги привода за координатами центр1в кульових пальщв сошки та важеля поворотного кулака переднього керованого колеса, використовуючи в1дом1 формули. Автор зап-ропонував перев1ряти граф1чним методом [2] правильтсть отриманих результата. У пращ [3] Е. Гурфшкель посилався на формули, як зумовлюють р1втсть передатних чисел кермового привода тд час поворота керованих колю вл1во 1 вправо. Водночас вш застер1гав [4], що наведет р1вняння надто складт для шженерних розрахунюв, а 1х спрощення може негативно позна-читись на точносл отриманих результата.
У публжацп [5] А. С. Литвинов, Ю.М. Немцов i С. А. Тiмофеeв описали метод аналиичного визначення кутiв повороту керованих колю автомобь лiв з використанням ЕОМ для рiзних тишв кермових приводiв i пiдвiсок. Ви-користовуючи поданi формули, можна визначити вш необхiднi кiнематичнi характеристики привода, зокрема, й передатш числа.
Мета дослщження - використати розрахункову програму до запропо-нованих нами формул [6, 7], яю пов'язують мiж собою кут повороту сошки, лшшш розмiри ланок кермового приводу та його прив'язувальш розмiри до рами автобуса з кутом повороту лiвого важеля поворотного кулака; визначити оптимальш лшшш розмiри деяких ланок кермового привода та 1х прив'язувальш розмiри до рами автобуса, що забезпечують необхiдну узго-дженiсть мiж кутами повороту кермового колеса й передшх (керованих) ко-лiс автобуса.
Основний матер1ал. Розглянемо два варiанти кшематично! схеми кермового привода автобуса моделi А074, розроблено1 ВАТ "Укравтобус-пром" [8]. В обох варiантах кермовий привiд е шарнiрним багатоланковим мехашзмом з жорсткими ланками.
Вар1ант перший: кермовий прив1д з видовженою поздовжньою тягою. Сошка П"Е" = /1 (рис. 1) обертаеться у вертикальнiй площинi Охх, пара-лельнiй до площини симетрп автобуса, навколо нерухомо1 точки V" на ос Ох. Положення сошки визначаеться кутом у, вимiряним вщ осi Ох. Ланка Л'Б'=16 (твий важiль поворотного кулака) обертаеться в горизонтально пло-щинi Оху навколо нерухомо! точки А'. Змшне положення ланки А'В' характе-ризуеться кутом 8Л, вимiряним вiд прямо!, паралельно! до осi Оу.
Рис. 1. Ктематична схема кермового приводу з видовженою тягою автобуса А074
Якщо точка Е" перемщаеться по дузi радiуом П"Е", розмiщенiй лiвi-ше вiд точки Е0, то кут дл визначимо за формулою, поданою у працi [6]:
~ . (¡1 + /б2 - а ■ ¡6 + ¡1 ■ Л \ , ( ¡6 - а ) (1)
дл = аггатI --6-I-аг^I-:-I, (1)
/6 ■ Б1 ) ^ /1 ■ + Ь
де A = b • sin у -li • cos y, Bi =4(¡' sin Y + b)2 + (¡6 - a)2
Якщо точка Е" перемiщаeться по дузi радiусом U"E", розмiщенiй пра-вiше вiд точки E0, то кут 8л буде [7]:
. f ¡i + ¡6 - a • l6 - li • A2 f l6 - a Л Sx = arcsinI --b—¡—-1 + arctg\ —-- I, (2)
У ¡6' B2 ) y ¡i • sin y- b )
де A2 = b • sin y + li • cos y, B2 = y¡(li • sin y - b)2 + (l6 - a)2.
Вар1ант другий: кермовий прив1д з розр1зною поздовжньою тягою.
Центри обертання U" (рис. 2) ланки U"E"=li i Т" ланки Т"С" = l3 лежать у двох вертикальних i паралельних площинах, вiдстань мiж якими дорiвнюe а.
Якщо дуга, по якш перемiщаeться точка Е", розмiщена лiвiше вiд точки E0, то кут S, [6]:
l4 [l4 + c • sin(^ -в) - ¡a • cos(e - в')] + l6(l6 + n) l*,
f 1 . .. Л
-arctg
Sj, = arcsin-
(¡6 + n )2 + [c + ¡4 • sin(e-e')]2 l6 + n
(3)
в = arcsin
де
c + ¡4 • sin (в-в) li[(b • siny-d • (i - cosy)] +13 [b • sin в+(d + li) • cos в'] + ¡i • sin y)2 + (d + ¡i • cos y)2 f d + li • cosy^
-arctg\ ~¡—,—:-I
y b + li • sin y )
Рис. 2. Кнематична схема кермового приводу з розрiзною поздовжньою тягою
автобуса А074
Коли ж точка Е" перемiщаeгься по дузi U"E", розмiщенiй правiше вiд точки E0, го куг 8Л визначимо за формулою [7]:
l4 {c • sin(^ + в') -l4 [1 - cos(e + в']} - l6(l6 + n)
+
l&j(k + n)2 + [c -14 • sine + e)]2 l6 + n
8л = arcsin-
6^/i +arctg
(4)
c -14 • sin(e + e)
де
. l1 [b • sin^ + d(1 -cos y)]-13[b • sinв+ (d + l1)cosв]
в = arcsin-1
W(b -11 • sin y)2 + (d +11 • cos y)2
+arctg
d +11 • cos y
b -11 • sin y
Загальне передагне число кермового привода iKn - вщношення куга у повороту сошки до середнього куга 8ср поворогу обох керованих колю:
i =Y
к.п. — ~ ■ Оср
Середнiй куг поворогу дср визначаюгь за формулою:
Ос1
О л +Оп ' 2
(5)
де: 8л - куг поворогу лiвого керованого колеса, град.; 8п - куг поворогу правого керованого колеса, град.
Рис. 3. Ктематична схема кермовоЧтрапецИ'автобуса А074
Значення куга 8п [9] знаходили як
Оп = Q2 -А- 90°, (6)
( B -VB2 - 4AC Л
де: Q2 = 2arctg
2A
A = J3-J1 + (1 - J 2)cos 5Л; B = -2sin01;
2l 2 - u 2 + _ 2
C = J1 + J3 -(1 + J2)cos5Л; Q1 = 8jj -А + 90°; J1 = J2 =±-; J3 = —6-J—
J_
l7
2l2
Як уже повщомлялось [8], автобус моделi А074 у першому експери-ментальному варiантi мав кермовий привiд з видовженою поздовжньою тягою. Для визначення загального передатного числа цього привода i викорис-товували розмiри а, Ь, /1, /6, /7, у i и (рис. 1 i рис. 2), взятi з робочих креслень експериментально! моделi: а = 128 мм, Ь = 1290, /1 = 265 i /6 = 230 i /7 = 170 мм. Задаючись числовими значеннями кута повороту сошки у, визна-чали вiдповiднi кути 8л лiвого керованого колеса за формулами (1) i (2), а по-пм за формулою (6) - 8п правого керованого колеса. Значення кута 8ср знахо-дили за формулою (5) за у = 1665 мм i и = 1550 мм. Маючи числовi значення у i 8ср, знаходили вiдповiднi величини i. За отриманими даними побудовано графж (рис. 4), який свщчить, що пiд час повороту керованих передшх колiс вправо загальне передатне число i кермового привода зменшуеться зi збшь-шенням кута у, а тд час повороту керованих колю влiво - воно зростае. Вщ-носна рiзниця мiж максимальним i мiнiмальним i у випадку правого повороту доволi велика i становить 20,11 %, а лiвого повороту вiдповiдно - 7,46 %. Не-мае сенсу оптимiзувати i для правого й лiвого повороту, оскiльки варiант з видовженою тягою тд час гальмiвних випробувань показав негативш резуль-тати, тому вщ нього вiдмовились.
0.8
N
\
у 30 25 20 15 Ю 5 5 V 15 20 25 30 У бпбо бпрабо
Рис. 4. Залежшсть мж передатним числом i кермового привода автобуса А074 з видовженою поздовжньою тягою i кутом повороту у сошки для а = 128 мм,
Ь = 1290 мм
Замють кермового привода з видовженою тягою був запропонований привщ з розрiзною поздовжньою тягою (рис. 2) - другий варiант. Для цього варiанта положення двигуна й передшх колю залишилися такими, як у першому варiантi, тобто Ь + с = 1290 мм. Незмшними залишались /1 = 265 мм, /6 = 230, у = 1665 i и =1550 мм. О^м цього, /3 = 290 мм, /4 = 245 мм i d = 25 мм. Необхщно було визначити оптимальнi величини i для правого та лiво-го поворопв автобуса за заданих незмшних параметрiв i за змiнних значень а i п та Ь i с. Для розрахункiв було вибрано вiсiм фiксованих значень а i п та сiм фжсованих значень Ь i с. Для кожно! пари значень а i п та Ь i с обчислювали кути 8л за формулами (3) i (4), за формулою (6) - кут 8п, а за формулою (5) -8ср, задаючи кут ^через кожних 5° в дiапазонi вiд 0 до 35°. Для значень ута 8ср визначали i та 1х максимальш вiдноснi вiдхилення для лiвого ел та правого еп поворотiв автобуса вщ середнього арифметичного значення i в дiапазонi у вiд 0 до 35°. Результати записували в таблицю. Аналопчш обчислення вико-
нували для фжсованих значень Ь i с, змшюючи 1х вiд Ь = 620 i с = 670 мм до Ь = 390 i с = 900 мм (див. табл.). Попм задавали значення а i п й виконували подальшi пiдрахунки. Оптимальними значеннями i вважали таю, коли ел i еп були близькими за величиною. Оптимальш значення записанi курсивом в ко-лонцi а = 68 мм; п = 40 мм.
Табл. Оптимальш величини максимальных вiдносних вiдхилень передатних чисел для лiвого ел i правого еп поворот1в автобуса А074
b, мм с, мм a=168;n=140 a=148; n=120 a=128; n=100 a=108; n=80
8л, % 8п, % 8л, % 8п, % 8л, % 8п, % 8л, % 8п, %
620 670 13,37 1,61 11,31 1,31 9,69 2,03 7,99 2,85
590 700 12,72 1,51 10,88 1,52 9,27 2,13 7,78 3,06
540 750 11,76 1,21 10,34 1,72 8,45 2,44 7,47 3,27
490 800 11,33 1,31 9,92 1,93 8,64 2,55 7,37 3,37
460 830 11,22 1,41 9,82 2,03 8,64 2,75 7,37 3,27
440 850 11,12 1,42 9,82 2,03 8,64 2,75 7,47 3,38
390 900 11,34 1,52 10,15 2,03 8,96 2,65 7,90 3,38
b, мм с, мм a=88; n=60 a=68; n=40 a=48; n=20 a=28 n=0
8л, % 8п, % 8л, % 8п, % 8л, % 8п, % 8л, % 8п, %
620 670 6,62 3,79 5,16 4,94 3,93 6,11 2,74 7,18
590 700 6,41 4,00 5,26 5,05 3,93 6,01 2,70 7,18
540 750 6,21 4,11 5,06 5,16 3,93 6,11 2,91 7,18
490 800 6,21 4,31 4,44 5,04 3,42 5,99 3,01 7,08
460 830 6,21 4,21 5,27 5,16 4,24 6,12 3,32 7,08
440 850 6,94 4,11 5,38 5,16 4,34 6,01 3,42 6,98
390 900 6,84 4,11 5,90 4,96 4,96 5,81 4,04 6,77
yci аналггачш обчислення виконано за допомогою програми, створе-hoï у середовищi MATHCAD.
З аналiзу отриманих даних випливае, що найбiльшi розходження мiж sn i 8Л спостерiгаемо для a = 168 i n = 140 мм (див таблицю i рис. 5, а). Ц розходження поступово зменшуються 3i зменшенням значень a i n i практично стабЫзуються за a = 68 i n = 40 мм, а далi знову зростають. Тому оптимальними прив'язувальними розмiрами потрiбно вважати: a = 68 мм; n = 40;
c = 750; b = 540 мм (табл. i рис. 5, б).
Рис. 5. Залежшсть мж передатним числом i кермового привода з розрiзною поздовжньою тягою i кутом повороту усошки автобуса А074 для:
а) b = 620 мм, с = 670, a = 168, n = 140 мм; б) b = 540мм, с = 750, a = 68, n = 40 мм
Оптимальним прив'язувальним po3MÍpaM b, c, a та n вщповщають кше-матичнi довжини ланок l2 i l5 [7]:
l2 = Va2 + b2 + d2 +1 +132 + 2 • d • li - 2 • b • l3 • sinß-2(d + li)l3-cosв; (8) l5 = Vc2 + n2 . (9)
Висновки:
1. Використовуючи запропонованi нами формули, визначено залежностi передатного числа кермового привода вщ кута повороту сошки для pÍ3-них прив'язувальних pозмipiв привода до рами автобуса.
2. Аналiзуючи отpиманi результата, вибрано оптимальш значення прив'язувальних pозмipiв i вiдповiдних !м pозмipiв деяких ланок кермового привода з pозpiзною поздовжньою тягою.
Л1тература
1. Гурфинкель Е.А. Графоаналитеческое решение кинематики продольной рулевой тяги автобуса с гидроусилителем типа МАЗ / Е.А. Гурфинкель // Труды ГСКБ по автобусам: расчет конструкций, испытания и эксплуатация автобусов и троллейбусов, их агрегатов и узлов.
- Львов, 1974. - С. 204-210.
2. Гурфинкель Е.А. К вопросу разработки кинематики продольной рулевой тяги автомобиля / Е.А. Гурфинкель, В.А. Поляков // Труды ГСКБ по автобусам: расчет конструкций, испытания и эксплуатация автобусов и троллейбусов, их агрегатов и узлов. - Львов, 1972. - С. 96-101.
3. Гурфинкель Е.А. О передаточном отношении рулевого привода / Е.А. Гурфинкель // Труды ВКЭИ автобуспрома: расчет конструкций, испытания и эксплуатация автобусов и троллейбусов, их агрегатов и узлов. - Львов, 1975. - С. 89-94.
4. Гурфинкель Е.А. Некоторый опыт применения различных компоновочных схем рулевого управления на автобусах / Е.А. Гурфинкель // Труды ВКЭИ автобуспрома: исследование конструкций и эксплуатационной надежности автобусов. - Львов, 1978. - С. 128-138.
5. Литвинов А.С. Исследование кинематики рулевого управления с учетом кинематики передней подвески / А.С. Литвинов, Ю.М. Немцов, С.А. Тимофеев // Автомобильная промышленность. - 1980. - № 1. - С. 11-13.
6. Крайник Л.В. Аналггичний опис кшематики кермового приводу автобуса ¡з залежною передньою щдвгскою / Л.В. Крайник, В.В. Попович // Вюник Нацюнального ушверситету "Льв1вська поттехтка". - Сер.: Динамжа, мщшсть та проектування машин i прилад1в. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полггехшка". - 2010. - № 678. - С. 68-73.
7. Крайник Л.В. Юнематика кермового приводу автобуса ¡з залежною передньою пщвюкою / Л.В. Крайник, В.В. Попович // Щор1чний науково-виробничий журнал Нацюнального транспортного ушверситету: проектування, виробництво та експлуатащя автотранспортних засоб1в i покдав. - Льв1в, 2010. - С. 147-451.
8. Крайник Л.В. Оптим1зацш кшематики передньо! шдвюки та кермового керування ша-с автобуса з дверми у передньому звиа / Л.В. Крайник, В.В. Попович // Вестник НТУ "ХПИ".
- Темат. выпуск: Автомбиле- и тракторостроение. - Харгав : Харгав. полггехн. ш-т, 2010. -№ 1. - С. 97-101.
9. Jazar R.N. Vehicle Dynamics. Theory and Applications / R.N. Jazar. - New York : Springer Science+Business Media, LLC, 2008. - 1015 p.
Поповыч В.В. Оптимизация размеров звеньев рулевого привода и их привязочных размеров к раме автобуса с независимой подвеской
По опубликованным ранее формулам определены оптимальные размеры отдельных звеньев рулевого привода и его привязочные размеры к раме автобуса А074, которые обеспечивают приблизительную равность кинематических передаточных чисел при поворотах управляемых передних колес влево и вправо.
Ключевые слова: автобус, передняя зависимая подвеска, рулевое управление, оптимизация размеров звеньев рулевого привода.
Popovych V.V. Optimisation of the links sizes of a steering drive and connecting sizes to a frame of bus with a dependent
The optimum sizes of separate links of a steering drive and it connecting sizes to a frame of bus A074 which provide approximate equality of kinematic transfer numbers at turns of operated forward wheels to the left and to the right are defined the sizes under the formulas published earlier.
Keywords: bus, front dependent suspension, steering, optimizing the size of a steering drive units.
УДК 674.046 Асист. Р.Й. Салдан, канд. техн. наук;
асист. 1.Р. Шепелюк - НЛТУ Украши, м. Львгв
АНАЛ1З ВПЛИВУ ПРОЦЕСУ Г1ДРОТЕРМ1ЧНО1 ОБРОБКИ НА ВЛАСТИВОСТ1 ДЕРЕВИНИ БУКА
Описано породу деревини бука та охарактеризовано процес гiдротермiчноi об-робки. Проаналiзовано вплив процесу гiдротермiчноi обробки на (^зико-мехашчш та декоративш властивост деревини бука. Наведено основш рекомендацп гiдротермiч-но1 обробки деревини бука. Встановлено, що одними з основних фактс^в, що впли-вають на властивост деревини бука, е температура та тривалють гiдротермiчноi об-робки.
Ключовг слова: бук, гiдротермiчна обробка, температура, тривалють, власти-
восп.
Деревина бука люового прямоволокниста з р1вном1рно-мшкою структурою, а щшьнють 1 твердють р1зш залежно вщ мюця росту дерева. Заболонь 1 ядро не вщр!зняються за кольором. У св!жозрубаному вигляд1 деревина бль до-коричневого кольору, тд дiею зовтштх факторiв стае червоно-коричне-вою. У деяких колодах спостер^аеться темна червоно-коричнева центральна зона ядра, яка утворюеться шд дiею низьких температур. Деревина бука люо-вого у свiжозрубаному станi добре пiддаеться тепловiй обробщ, згинанню, пресуванню, лущшню i струганню, просочуванню рщинами i газами, але во-на не стiйка до гниття [1].
Сировину бука широко застосовують для виготовлення струганого шпону. Струганий шпон використовують для личкування деталей i складаль-них одиниць, виготовлених 1з малоцiнних порщ деревини, стружкових плит i фанери, що використовуються тд час виготовлення виро61в 1з деревини, оз-доблення рiзноманiтних помешкань, вагонiв, кораблiв тощо. Личкування за-безпечуе бшьш привабливу структуру, або декоративну поверхню, тдвищуе мщтсть i формостшюсть деталей, захищае плити вщ зовшштх вплив1в, а та-кож запобiгае видiленню з них вшьного формальдегiду.
Гiдротермiчна обробка деревини (ГТОД) здiйснюеться для надання деревиш пластичностi. На пластичнiсть деревини значний вплив мае температура, вологють, порода (особливосп макроструктури), вж, термш заготiвлi, мiсцезнаходження зразка в стов6ур1 та шш1 фактори. Найкращо1 пластичнос-т1 деревина досягае внаслiдок пда^вання 11 до температури 70...80 °С за во-логосп, близько1 до точки насичення волокна (25-30 %). Це пояснюеться тим, що частина речовин, як входять до складу клггин, переходять у коло1дний розчин, завдяки чому пiдвищуеться здатнiсть деревини до деформування [2].
