CC BY
20
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ МТА
И.Е. ДОНЦОВ, доц. каф. механизации л/х и проектирования машин ВГЛТА, канд. техн. наук, И.М. БАРТЕНЕВ, проф. каф. механизации л/х и проектирования машин ВГЛТА, д-р техн. наук
dontsovie@mail. ru
Использование комбинированных МТА с орудиями фронтальной и задней навески на лесовосстановлении позволяет сократить количество проходов трактора по обрабатываемому участку.
Установлено, что движение фронтального орудия характеризуется «дефицитом устойчивости», а заднее орудие имеет своеобразный «запас устойчивости» [2]. В этой связи, в устройстве [1] предложено обеспечить устойчивость фронтального орудия, связав его с задним по схеме, показанной на рис. 1.
В статье предложено определять основные параметры агрегатирования комбинированных МТА исходя из следующих положений.
При отклонении фронтального орудия на некоторый конечный угол ф1 на трактор действует дестабилизирующий момент M = Rh. Одновременно с этим заднее орудие поворачивается на некоторый конечный угол ф’р причем со стороны заднего орудия на трактор начинает действовать стабилизирующий момент M’ = R’h’. Условие управляемости трактора: M’ - M < [MT], где [MT] - допустимый разворачивающий момент.
Последнее обстоятельство указывает на то, что в описанном устройстве возмущающие нагрузки на трактор со стороны орудий
частично уравновешиваются, в результате чего улучшается его управляемость.
При выборе схемы наладки навески, типа рабочих органов и их расстановки на рамах орудий следует руководствоваться тем, что, при получении конечных возмущений ф1 и ф’ равновесие орудий (граница устойчивости) достигается тогда, когда сумма работ внешних сил на возможных перемещениях равна нулю: A’ + A = 0. Отсюда, условие устойчивости движения орудий
A’ > A или ^’As’cosp’ > ^Ascosp, (1)
где As’, As - перемещения точек приложения внешних сил R’ и R;
в’, в - углы, соответственно, между векторами R’, R и As’, As.
Исходя из формулы (1), можно найти допустимое соотношение между силами сопротивления фронтального и заднего орудий. Оно имеет вид
R As 'cos в'
—<-------—. (2)
R' Ascosв
Из формулы (2) следует, что при рациональном выборе параметров агрегатирования имеется возможность уравновесить «тяжелое» фронтальное орудие за счет более «легкого» заднего или, при прочих равных условиях, более длинное фронтальное за счет более короткого заднего орудия.
136
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Рис. 2. Модель комбинированного МТА
Проверка работоспособности схе-
мы произведена на уменьшенной 10-кратно механической модели агрегата (рис. 2). Тяги одинаковой длины и передаточные числа навесных систем, равные и = 9 / 5 = 1,8 и и’ = 5 / 9 = 0,55, обеспечивали смещения орудий относительно трактора почти параллельно друг другу (9j « ф^). Фронтальное и заднее орудия выполнены в виде одинаковых двухосных тележек. Приведенной длиной орудия считали расстояние от оси подвеса до его центра тяжести. Причем отношение приведенной длины орудий к длине навески составляло р = 2,02. Изменение сил сопротивления орудий имитировали с помощью изменения их веса. Предполагалось, что сила сопротивления орудия R прямо пропорциональна его весу G.
Опыты показали, что устойчивость движения обеспечивается при более тяжелом фронтальном орудии, причем максимальное отношение веса фронтального орудия к весу заднего составило G / G’ = 3,07. Допустимое расчетное соотношение между силами сопротивления орудий получено графоаналитическим способом. Оно составило R / R’ = 2,98. Расхождения между расчетными и экспериментальными данными объясняются тем, что точка приложения равнодействующей сил сопротивления орудия не совпадает с его центром тяжести. В этом случае значение р следует скорректировать, но не более чем на 2 %. Оно составит р = 1,98. Таким образом, эксперимент подтверждает гипотезу о возможности устойчивого движения орудий различной массы и длины, вытекающую из условия A’ > A. При этом отмечены следующие важные закономерности. Допустимое соотношение R / R’ увеличивается при одновременном уменьше-
нии длины орудий. Указанное соотношение также увеличивается при и ^ и , где и > 1, и при и’ ^ 1 на интервале 0 < и’ < 1.
Кроме того, установлено, что при движении исследуемого агрегата, в сравнении с жесткой схемой закрепления фронтального орудия, движущее средство заметно меньше реагирует на возмущающие воздействия со стороны орудий.
Описанная схема дает возможность существенно расширить список фронтальных орудий из числа тех, которые ранее не использовались по причине неустойчивого движения агрегата. При этом значительно снижаются расходы по изготовлению фронтальных орудий. Для переоборудования достаточно взять подходящее серийное задненавесное орудие и установить на его раме сзади по ходу движения рамку-сцепку для присоединения тяг фронтальной навески. В результате получают технологический модуль, который можно навешивать как сзади, так и впереди трактора. Для специалистов-практиков это дает возможность из ограниченного набора орудий скомплектовать больше вариантов комбинированных агрегатов с новыми качественными свойствами, используя при этом менее мощное и, как следствие, более дешевое и экономичное тяговое средство.
Библиографический список
1. А.с. 1743400 СССР, МКИ5 А 01 В 59/04. Почвообрабатывающий агрегат [Текст] / И.Е. Донцов, (СССР).
- № 4750104/30-15; Заяв. 17.10.89; Опуб. 30.06.92 // Открытия. Изобретения. - 1992. - № 24.
2. Донцов, И.Е. Устойчивость движения МТА с орудиями фронтальной или задней навески / И.Е. Донцов // Тракторы и сельскохозяйственные машины.
- 2008. - № 9.- С. 31-34.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2010
137
