Плавность хода и навесоспособность сельскохозяйственного трактора с треугольным гусеничным обводом и адаптивной характеристикой подвески заднего катка

• Автор: Варфоломеев, Валерий Витальевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л Экспериментальные и теоретические исследования условий работы систем подрессоривания ходовых систем гусеничных
сельскохозяйственных тракторов
1.2 Анализ влияния конструкций ходовых систем и подвесок на плавность хода и навесоспособность гусеничного трактора
1.2Л Влияние на навесоспособность и тяговые показатели
1.2.2 Влияние на плавность хода
1.3 Математические модели исследуемых объектов
1.3.1 Динамические модели тракторов
1.3.2 Математические модели почвы
1.4 Анализ путей снижения вредного воздействия на почву
1.5 Анализ путей модернизации ходовых систем гусеничных тракторов
1.6 Анализ критериев виброактивности
1.7 Выводы и задачи исследования
ГЛАВА 2. ОГШСАНШ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТРАКТОРА С ТРЕУГОЛЬНЫМ ГУСЕНИЧНЫМ ОБВОДОМ
2.1 Обоснование ограничений и выбор обобщенных координат
2.2 Уравнение колебаний подрессоренных масс трактора
2.3 Масса и момент инерции колебательной системы
2.4 Кинематические возмущения
2.5 Характеристики упругих и диссипативных сил
2.6 Силовые возмущения
2.7 Учет влияния колебаний трансмиссии трактора
2.8 Влияние неравномерности перемотки ведущей ветви и звенчатости гусеничного движителя
2.9 Обоснование выбора математической модели почвы
2.10 Описание свойств почвы и взаимодействия гусеницы с грунтом
2.11 Моделирование взаимодействия ходовой системы гусеничного трактора с деформируемым опорным основанием
2.12 Методика оценки вибрационного воздействия на сиденье оператора

2.13 Выбор программной среды для реализации математической модели.
2.14 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
3.1 Проверка на основании имеющихся данных
3.2 Экспериментальное исследование колебаний трактора семейства ВТ
3.3 Экспериментальное исследование колебаний трактора с треугольным гусеничным обводом
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ С ТРЕУГОЛЬНЫМ ГУСЕНИЧНЫМ ОБВОДОМ
4.1 Требования к компоновке ходовой системы с треугольным гусеничным обводом
4.2 Разработка механизма подвески заднего опорного катка
4.3 Исследование влияние треугольного гусеничного обвода на механизм
подвески заднего опорного катка
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ С ТРЕУГОЛЬНЫМ ГУСЕНИЧНЫМ ОБВОДОМ НА ПЛАВНОСТЬ ХОДА И НАВЕСОСПОСОБНОСТЬ ТРАКТОРА
5.1 Определение оптимальной компоновки ходовой системы с треугольным гусеничным обводом
5.2 Исследование влияния механизма подвески заднего опорного катка на статические характеристики трактора
5.3 Исследование влияния треугольного гусеничного обвода на плавность хода при работе трактора на наиболее вероятных режимах
5.4 Исследование влияния треугольного гусеничного обвода на плавность хода при работе трактора с повышенной крюковой нагрузкой
5.5 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Задачи повышения энергонасыщенности, навесоспособности и производительности тракторов являются одними из основных по важности при разработке новых моделей [24] и модернизации существующих тракторов. Следствием такого подхода является рост динамических нагрузок на трактор, увеличение вредного воздействия на оператора и на почву, ухудшение качества обработки. Действенное решение поставленных задач возможно только через выработку комплексного подхода.
Ходовая система гусеничного трактора в основном определяет качество функциональных показателей МТА в целом и соответствие этих показателей требованиям, предъявляемым нормативными документами и потребителями. Наиболее распространенное направление модернизации большинства гусеничных сельскохозяйственных тракторов [36] имеет существенный недостаток - при модернизации трактора, эффективной реализации преимуществ, обеспечиваемых массой и мощностью, мешает стремление сохранить конструкцию ходовой системы без изменений. В итоге снижается результативность проводимой модернизации: ухудшаются показатели плавности хода, незначительно повышается навесоспособность. Для повышения результативности необходимо применение ходовых систем позволяющих более полно использовать результаты модернизации трактора.
В последнее время ведущие производители гусеничных сельскохозяйственных тракторов предпочитают применять в ходовых системах треугольный гусеничный обвод (ТГО). В такой ходовой системе одним из наиболее проблемных узлов является задний опорный каток (ЗОК), который нагружен реакцией от гусеницы и от веса остова, приходящегося на эту опору. При этом вертикальная составляющая реакции от касательной силы тяги дополнительно нагружает подвеску ЗОК, тем самым возмущая остов и снижая плавность хода трактора. В научной литературе практически отсутствуют материалы по решению данной проблемы. Следовательно, работа, посвященная повышению плавности хода и навесоспособности сельскохозяйственного

1.6 Анализ критериев виброактивности
В технической литературе критерии виброактивности TTC принято рассматривать с точки зрения воздействий на водителя. В нормативных документах, регламентирующих воздействия вибраций на человека, указывается, что длительные вибрационные нагрузки, даже при слабом уровне могут вызывать виброболезнь, поражающую нервную, сердечно-сосудистую и двигательные системы человека. Кроме того рассеивается внимание, снижаются функциональные возможности оператора. Состояние оператора особенно важно, поскольку с развитием техники повышаются требования к интеллектуальному состоянию оператора.
В качестве критериев, оценивающих плавность хода, предлагаются следующие показатели [15, 29, 39, 44, 61, 117, 122]:
- среднее значение амплитуд ускорений;
- средне-квадратическое отклонение ускорений с учетом максимального ускорения;
- срсдне-квадратическое отклонение в сочетании с спектральной плотностью, дающее представление о внутренней структуре процесса;
- средне квадратическое отклонение и преимущественное число вертикально-линейных колебаний;
- показатели, рассчитывающиеся на основании методик, регламентируемых в нормативно-технической документации [25, 27, 125].
В основе предлагаемых методик лежит принцип разделения исследуемого диапазона на полосы заданной ширины (октавные или третьоктавные) с последующим расчетом воздействий в каждой полосе.
Таким образом, существует достаточно большое количество методик, описывающих расчет показателей вибрационного воздействия. Можно выделить два наиболее распространенных документа, которые регламентируют вибрации на рабочем месте оператора применительно к сельскохозяйственным гусеничным тракторам, а именно ISO 2631 [125] иГОСТ 12.2.019-86(2003) [27].