CC BY
17
УДК 629. 114. 2: 629. 11. 013
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ТРАНСМИССИЙ
МОБИЛЬНЫХ МАШИН
А. В. Стручков Научный руководитель - Т. Т. Ереско
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматриваются вопросы динамической нагруженности элементов гидромеханической трансмиссии мобильных машин с целью повышения надежности и оптимизации их динамических параметров с учетом вероятностного характера условий эксплуатации. В результате исследований разработаны динамические и математические модели работы гидромеханической трансмиссии с учетом диссипативности происходящих процессов и способ их реализации посредством разработанного программного обеспечения в среде Delphi.
Ключевые слова: динамическая нагруженность, гидромеханическая трансмиссия, диссипатив-ные силы.
IMPROVEMENT OF AUTOMATIC TRANSMISSIONS FOR MOBILE MACHINES
A. V. Struchkov Scientific Supervisor - T. T. Eresko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Discusses dynamic response elements hydromechanical transmission of mobile machines with the aim of improving the reliability and optimizing their dynamic parameters given the probabilistic nature of the operating conditions. As a result of researches developed mathematical models and dynamic work of hy-dromechanical transmission, taking into account the dissipativnosti processes and how to implement them through the developed software in Delphi wednesday.
Keywords: dynamic response, Hydromechanical transmission, dissipative forces.
Надежность и долговечность узлов и деталей современных высокоэнергонасыщенных мобильных машин главным образом зависят от динамических нагрузок, возникающих в их трансмиссиях. Различные возбуждающие факторы, а также неравномерность изменения момента сопротивления внутри трансмиссии вызывают в ней колебания крутящего момента. Спектр частот вынужденных колебаний в трансмиссиях весьма разнообразен и зависит главным образом от характера внешних воздействий и конструктивных параметров.
В совокупности высокочастотные колебания накладываются на низкочастотные и тем самым формируют общий характер динамической нагруженности трансмиссии.
Для повышения надежности и совершенствования элементов трансмиссионных систем необходима на стадии проектирования более достоверная оценка нагрузочных режимов этих элементов с учетом диссипативных сил и закономерностей процессов взаимодействия движителя с грунтом.
Для этого в результате наших исследований были выявлены технологические режимы работы транспортно-технологических машин, имеющие повышенную динамичность, разработаны динамические модели (см. рисунок), учитывающих динамические характеристики трансмиссии, гидротрансформатора, разрабатываемого грунта, навесного оборудования, технико-эксплуатационные параметры [1-4], разработан метод расчета нагрузочных режимов с учетом реальных динамических характе-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
ристик и программа для ЭВМ для реализации математической модели динамики трансмиссии, с помощью которой проведен вычислительный эксперимент и теоретический анализ формирования нагрузочных режимов в условиях, принятых в практике технологий работы.
Анализ свободных колебаний крутильной системы двигатель - гидротрансформатор исследуемой машины показал, что наиболее нагруженными по узлам колебаний и амплитудам являются детали привязки гидротрансформатора к двигателю (крутильное тензометрическое звено двигателя, диск с резиновыми элементами и задняя коренная шейка коленчатого вала). Остальные элементы указанной крутильной системы свободными колебаниями нагружены равномерно.
Таким образом, теоретическими исследованиями установлено, что крутильную систему ДВС-ГТР необходимо усовершенствовать с целью:
1) уменьшить максимальные амплитуды свободных колебаний первой и второй форм на пятом и шестом участках схемы;
2) уменьшить по величине и сдвинуть в зону минимальных холостых оборотов максимальные амплитуды вынужденных колебаний, возбуждаемых изменением газовых сил двигателя.
Здесь сравнительно просто можно изменять следующие динамические параметры (связано с незначительными изменениями конструкции или заменой материалов изготовления): податливость резиновых элементов переходного диска е67, момент инерции переходного диска 16, момент инерции насосного колеса ГТР 17 (см. рисунок).
Расчетная цепная динамическая модель гидромеханической трансмиссии экспериментального трактора ТП-4Э для 1-1У передач: ш1(11) - турбинное колесо ГТР; ш2(12) - фланец турбинного вала ГТР + тензозвено-кардан с круглым фланцем; ш3(13) - вилка кардана; ш4(14) - головка кардана; ш5(15) - вилка кардана + шкив тор-
мозка; шз (16) - промежуточный вал реверс редуктора; ш7(17) - блок реверса; ш^) - подвижная шестерня первичного вала КПП с учетом шестерни реверса; ш9(19) - 1/2 шестерен (ъ = 21, ъ = 23) + + 1/2 первичного вала КПП + шестерни ъ = 20, ъ = 27; ш10(110) - шестерня (ъ = 37) + 1/2 вторичного вала КПП + шестерня (ъ = 35) + шестерня (ъ = 30, 33) + 2 грязеуловителя; ш11(111) - 1/2 вторичного вала КПП; ш12(112) - ведомая шестерня центральной передачи + корона; ш13(113) - водило с сателлитами; ш14(114) - полуось + ведущая шестерня бортовой передачи + шкив центрального тормоза; ш15(115) - ведомая шестерня бортовой передачи + 1/2 ступицы ведущего колеса; ш16(116) - ведущее колесо + 1/2 ступицы ведущего колеса; ш17(117) - гусеница + опорные катки + поддерживающие
ролики + направляющее колесо
Задаваясь пределами изменения основных параметров динамической системы ДВС-ГТР и решая обратную задачу предложенной математической модели, используя предложенную компьютерную программу GYDROTRANS в среде Delphi можно рассчитать оптимум динамической системы.
Данная методика [1; 2; 4] расчета оптимальных параметров конкретной динамической системы может использоваться для расчета оптимальных параметров любой другой системы, любой сложности. В результате расчета динамической модели ДВС-ГТР на оптимальные динамические параметры было выявлено, что необходимо уменьшить момент инерции насосного колеса ГТР на 4 % и податливости резиновых элементов привода ГТР на 10 %.
Библиографические ссылки
1. Стручков А. В. Исследование и совершенствование элементов гидромеханической трансмиссии гусеничного бульдозера : дис. ... канд. техн. наук. Красноярск : Изд-во СФУ, 2009. 179 с.
2. Климов А. А., Стручков А.В. К вопросу определения податливости грунтов при построении динамических моделей тракторов, агрегатированных бульдозерами // Вестник Краснояр. гос. аграр. ун-та. 2008. № 2. С. 204-209.
3. Климов А. А., Стручков А. В. Регрессионный анализ вероятностно-статистических закономерностей изменения выходных показателей бульдозерного агрегата // Системы. Методы. Технологии. 2011. № 11. С. 14-18.
4. Ереско Т. Т., Климов А. А., Стручков А. В. Оптимизация бульдозерного агрегата с учётом вероятностного характера условий эксплуатации. // Строительные и дорожные машины : ежемес. науч.-техн. и производств. журн. М., 2013. № 9. С. 16-19.
© Стручков А. В., 2016
