Механические характеристики упругих элементов резинометаллических шарниров гусеничного движителя при динамическом нагружении

• Автор: Каширский, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 180 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ И УСЛОВИЯ НАГРУЖЕНИЯ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
2Л Предварительные замечания
2.2 Классификация гусеничных обводов ходовой части
2.3 Условия нагружения резиновых элементов
шарнирных соединений
2.4 Свойства резин как конструкционного материала
2.5 Заключение к главе
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯ-ЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РЕЗИНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ШАРНИРОВ
3.1 Задачи и объекты исследования
3.2 Соотношения нелинейной теории упругости для несжимаемого материала
3.2.1 Соотношения упругости при больших деформациях
3.3 Алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния резиновых элементов в цилиндрической системе координат для 5 - метода
3.3.1 Алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния резиновых элементов при запрессовке в проушину звена
3.3.2 Алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния при вторичном нагружении крутящим моментом
3.3.3 Алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния при вторичном нагружении радиальной силой
3.4 Определение жесткостных характеристик резиновых элементов
при динамическом нагружении
3.5 Заключение к главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ЧИСЛЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЗИНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ШАРНИРОВ
4.1 Задачи и объект исследования
4.2 Определение перемещений в сечении
деформированного кольца
4.3 Определение удельных давлений на поверхность контакта резиновых элементов и проушин в шарнире
4.4 Определение радиальной жесткости резиновых элементов
4.5 Определение угловой жесткости РМШ
4.6 Определение механических характеристик резиновых элементов резинометаллического пальца трактора Т
4.7 Заключение к главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
В последнее время тракторостроение столкнулось с неизвестными для него ранее трудностями: во-первых, с резким сокращением платежеспособного спроса на его продукцию, во-вторых, с конкуренцией между предприятиями как внутри страны, так и с зарубежными производителями. Это вынуждает научные коллективы и конструкторские бюро к более активной разработке новых более совершенных конструкций тракторов и совершенствованию отдельных узлов и агрегатов. Также наиболее важным моментом для современного тракторостроения становится сокращение сроков проектирования, что в свою очередь, требует быстрых расчетов конструктивных параметров различных элементов конструкции.
Гусеничные тракторы получили широкое распространение в связи с их низким удельным давлением на грунт и высокими тяговыми свойствами, они отличаются от колесных машин сложностью конструкции ходовой части и более высоким отношением массы трактора к его мощности. Около 1/5 массы трактора приходится на гусеничный движитель и подвеску.
Гусеничный движитель - сложная многомассовая механическая система, работающая в условиях абразивного износа, элементы которой испытывают стохастические динамические нагрузки. Эти обстоятельства обусловливают высокие требования к прочности гусеничного обвода и его рабочему ресурсу с одновременным снижением массы. Совершенствование тракторов, в частности сельскохозяйственных, в настоящее время идет в направлении повышения энергонасыщенности и роста рабочих скоростей. Это обстоятельство обусловливает повышение требований к прочности и надежности гусеничного обвода, как наиболее нагруженного механизма ходовой части работающего в условиях абразивного износа, и в первую очередь шарнирных соединений звеньев гусеничной цепи.
пружин на внутренних стенках проушины наружный их диаметр выполнен большим внутреннего диаметра проушины.
В конструкции изображенной на рисунке 2.9 резиновые элементы являются не силовыми, а уплотняющими. На каждую пару которых напрессованы металлические втулки, имеющие в средней части прорези. В эти прорези со стороны рабочих участков поверхности пальца вставлены ограничители радиальной деформации уплотнительных колец, выполненные в виде вкладышей. Вкладыши выполнены из металлокерамического пористого материала, пропитанного смазкой. В собранном, но незапрессованном пальце ограничители выступают над наружной поверхностью втулок. В собранной же гусеничной цепи ограничители будут утоплены в прорезях втулок заподлицо, поэтому оси проушин звеньев будут смещены относительно оси пальца и кольца станут эксцентрическими. При этом максимальная высота колец будет на стороне установки ограничителей.
Следующая конструкция рисунок 2.10 тоже является примером применения уплотняющих резиновых элементов. Пальцы размещены в опорных втулках, запрессованных в проушины. В крайних втулках имеются заглушки. Между втулками установлены эластичные уплотняющие кольца, на концах которых выполнены кольцевые утолщения, входящие в кольцевые углубления на концах опорных втулок. В средней части эластичные кольца выполнены гофрированными.
Такое выполнение шарниров обеспечивает повышение долговечности гусеничной цепи при хорошем уплотнении шарнира.
Резинометаллический шарнир, показанный на рисунке 2.11 имеет резиновый элемент сложной геометрической формы. Резина привулканизиро-вана к соединительному пальцу и выполнена по всей длине пальца, расположенного в проушине. С одной стороны слой резины ограничен поверхностью, концентричной пальцу. Эта поверхность ограничена двумя плоскостями, расходящимися от пальца под углом а. Угол а равен углу эксплуатационного поворота соединительного пальца в проушинах. С противо-