Определение параметров профиля опорной поверхности, взаимодействующей с колесами мобильной машины в условиях АПК

• Автор: Сафронов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Классификация неровностей опорных поверхностей
1.2 Параметры, характеризующие форму неровностей опорной поверхности
1.3 Оценочные показатели микропрофиля опорной поверхности
1.4 Способы и устройства для определения характеристик профиля опорной поверхности
1.5 Исследования динамики движения колесных машин с учетом микропрофиля опорной поверхности
1.6 Выводы и задачи исследования
2 Взаимодействие опорной поверхности с колесами мобильных
машин и с измерительными устройствами
2.1 Влияние неровностей опорной поверхности на перемещения мобильной машины в вертикальной плоскости
2.2 Влияние деформации упругих элементов подвески на неуправляемый поворот колес
2.3 Использование мобильной машины в качестве динамической системы для оценки характеристик профиля опорной поверхности
2.3.1 Велосипедная расчетная схема
2.3.2 Расчетная схема машины с двумя осями и четырьмя колесами
2.4 Выводы
3 Способы и устройства для определения характеристик профиля опорных поверхностей
3.1 Мобильная универсальная установка для определения профиля
и твердости опорной поверхности
3.2 Устройство для снятия профилограмм поверхностей
3.3 Установка для определения характеристик профиля деформируемых опорных поверхностей
3.4 Бесконтактный способ определения характеристик профиля
опорной поверхности
3.5 Применение спутниковых радионавигационных систем для определения характеристик профиля
3.6 Выводы
4.Экспериментальные исследования
4.1 Определение влияния параметров подвески на поворот колес мобильной машины
4.2 Определение характеристик профиля поля мобильной универсальной установкой
4.3 Экспериментальное определение формы профиля опорной поверхности бесконтактным способом
4.4 Повышение точности работы спутниковых навигационных систем
4.5 Выводы
Общие выводы и рекомендации
Список использованных источников
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение сельскохозяйственных работ неразрывно связано с применением перемещающихся машинно-тракторных агрегатов, сельскохозяйственных машин, автомобилей, автомобильных и тракторных транспортных поездов. В конструкциях таких машин находят применение как колесные, так и гусеничные движители. Наиболее широкое распространение получили колесные движители за счет меньшей массы, более высоких рабочих скоростей, меньших механических потерь при движении и низкой шумности. Будем называть машины с колесными движителями колесными мобильными машинами.
Движение мобильных машин в условиях сельскохозяйственного производства происходит по поверхностям полей, целины, грунтовых дорог и дорог с покрытиями и т.п. Для краткости будем называть все поверхности, по которым происходит движение мобильных машин опорными поверхностями. Основным источником первичных вынужденных колебаний колес мобильных машин при движении являются неровности. Колебания колес передаются на раму или кузов мобильной машины и вызывают вторичные колебания как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Механические характеристики опорной поверхности, формы и количество неровностей во многом определяют качество выполняемых технологических операций, производительность, плавность хода, устойчивость и управляемость, топливную экономичность, скорость движения, напряженность работы водителя, безопасность движения /4, 135/. Наличие неровностей опорной поверхности ведет к значительному увеличению расхода топлива /50, 153/, возрастанию нагруженности трансмиссии и подвески /22, 58/ и динамического взаимодействия между звеньями агрегатов и транспортных поездов /49/.Существенной особенностью колесного движителя при движении по деформируемой опорной поверхности является по сравнению с гусеничным меньшая в 2,1 - 2,8 раза фильтрация (сглаживание) неровностей / 54/.
Поэтому снижение уровня колебаний в первую очередь требуется для мобильных машин с колесными движителями.

К буксирующему автомобилю 1 при помощи сцепного устройства 2 присоединена наружная ферма 12. На заднем конце фермы 12 установлен груз 13, прижимающий преобразователь к дороге. Наружная ферма 12 связана пружиной 10 с внутренней фермой 11. Передний конец внутренней фермы 11 шарнирно связан с наружной фермой 12 при помощи оси 6. На заднем конце внутренней фермы 11 размещено колесо с пневматической шиной 14, вращающееся в продольной плоскости на оси. Между фермами 11 и 12 установлен амортизатор 9 для гашения колебаний вертикальной плоскости. Измерительное устройство ДНИ представляет собой медленный маятник 7. Маятник 7 имеет степень свободы - поворот относительно оси 6, соединяющей фермы 11 и 12, подпружинен в среднем положении относительно фермы 11 пружиной 5. Для гашения низкочастотных колебаний маятника установлен магнитный демпфер 8, а амплитуда колебаний маятника относительно фермы 22 измеряется датчиком перемещения 4. Для защиты от пыли, влаги и турбулентных потоков воздуха установлен кожух 3.
При движении Д1111 по неровностям опорной поверхности дороги медленный маятник будет совершать колебания относительно оси 6.
В МАДИ разработана тележка для замера профиля дороги /9, 13 3/. У строй-ство оснащено двумя типами высокоточных датчиков ускорения и лазерным измерителем уровня. Колебания тележки не зависят от колебаний машины-буксира (рисунок 1.14). Измерительная система, позволяет при проезде по дороге со скоростями транспортного потока (от 30 км/ч и более) определять ординаты микропрофиля дорожной поверхности (на двух колеях). В результате обработки записи микропрофиля участка автомобильной дороги получают массив ординат микропрофиля, на основе которого вычисляют показатели ровности проезжей части автомобильной дороги.
Программное обеспечение, входящее в состав дорожной лаборатории с профилометрической установкой, позволяет получать следующие показатели:
- показатель ровности ПН;
- спектральную плотность дисперсии ординат микропрофиля.