Снижение вибронагруженности и структурного шума каркасных кабин тракторов

• Автор: Реунов, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 142 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ИСТОЧНИКИ ВИБРАЦИИ НА ТРАКТОРЕ

1.2. Экспериментальные методы исследования вибрации кабин

1.3. Теоретические методы исследования вибрации кабин

1.4. Пути снижения воздействия звуковой вибрации на кабину трактора

1.5. Выводы и постановка задач исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ «КАБИНА ТРАКТОРА НА ПОДВЕСКЕ»

2.1. Расчетная схема

2.1.1. Моделирование блока фильтров

2.1.2. Моделирование баков системы микроклимата
2.1.3. Моделирование стекол кабины
2.1.4. Частота конечно-элементной сетки
2.2. Математическая модель кабины трактора на основе метода конечных элементов
2.2.1. Матрица жесткостей конструкции
2.2.2. Матрица масс конструкции
2.2.3. Матрица демпфирования конструкции
2.2.4. Вектор нагрузок конструкции
2.2.5. Вектор перемещений конструкции
2.2.6. Напряжения в элементах конструкции
2.2.7. Уровень звукового давления в кабине
2.3. Выводы
3. УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ КАБИНЫ ТРАКТОРА
3.1. Определение постоянных параметров механической системы
3.2. Описание программного обеспечения экспериментальной установки.
3.2.1. Согласование параметровреохордного датчика и аналого-цифрового преобразователя

3.2.2. Согласование АЦП с программным обеспечением
3.2.3. Обработка контрольного сигнала
3.2.4. Предварительная обработка результатов эксперимента
3.2.5. Определение параметров виброизолятора
3.3. Методика исследования виброизоляторов тракторных кабин
3.4. Экспериментальное исследование виброизоляторов
3.4.1. Методика эксперимента
3.4.2. Результаты исследования
3.5. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАБИНЫ ТРАКТОРА
4.1. Цель и объект исследования
4.2. Методика испытания
4.3. Испытательное оборудование
4.4. Точность измерений
4.5. СХОДИМОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЙ
4.6. Выводы
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ КАБИНЫ
5.1. Методика оптимизации
5.2. Программный комплекс для исследования динамических
ХАРАКТЕРИСТИК МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5.2.1. Программный модуль DataForce
5.2.2. Программный модуль ParOptim
5.3. Кинематические возмущения колебаний кабины
5.4. Анализ результатов
5.5. Выводы
6. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Сложившееся состояние экономики в стране привело к резкому падению платежеспособного спроса на тракторную технику на внутреннем рынке. В этих условиях значительно возросло значение продаж на экспорт и конкурентоспособности с западной сельскохозяйственной техникой на внутреннем рынке. Однако, из результатов проведенных сравнительных испытаний [1] можно сделать вывод, что отечественные тракторы уступают своим зарубежным аналогам по таким важным показателям, как уровень шума и вибрации на рабочем месте оператора, уровень вибрации на органах управления и долговечность основных узлов. Кроме того, и на внутреннем рынке наблюдается рост требований к ресурсу трактора и условиям труда оператора. Так, в соответствии с требованиями Санитарных норм и правил СНиП-4282-87 и ГОСТ 12.1.-003-83 уровень шума в кабине трактора с 1991 г. ужесточен с 85 до 80 дБА.
В связи с вышесказанным возникает задача модернизации существующих и разработки новых конструкций узлов и агрегатов трактора с учетом современных требований рынка.
Основным агрегатом, обеспечивающим комфорт работы оператора и в значительной степени определяющий долговечность всего трактора, является его кабина.
Динамические возмущения со стороны рамы трактора в процессе его эксплуатации вынуждают элементы кабины и кабину в целом совершать колебательные движения, приводящие к возникновению в них нормальных и касательных напряжений. Циклический характер изменения напряжений в элементах кабины приводит к их усталостному разрушению и ухудшению условий труда в ней (повышению уровня вибраций, запыленности, загазованности). Кроме этого, колебания элементов кабины приводят к возникновению структурного шума.
Снижение нагруженности кабины и, как следствие, увеличение ее срока службы может быть достигнуто подбором таких параметров элементов кабины и ее подвески, при которых значения амплитуд напряжений в сечениях ее элементов были бы минимальными. Однако, вследствие влияния параметров элементов

где /, = (** -х,)Ц(хк -х,)2 +(ук-у,)2 +(гк-г,)2;
*2 = (л - У,)/1(х,: - х/ / + (л - У, )2 + (г* - г, )2;
<5 = (г* - г,)/ї/(лс* - *, У + (л - У,У + (г* - г, )2;
х,, у,, г,- - координаты і-го узла элемента;
Х!>У)>?■)-координаты )-го узла элемента; хк ,ук,ък- координаты к-го узла элемента.
Матрица жесткости упругой связи (рис. 2.9) в глобальной системе координат определится из выражения:
('тх 0 0 0 0 0 -С '-тх 0 0 0 0
0 с '-ту 0 0 0 0 0 с 0 0 ь
0 0 с 72 0 0 0 0 0 -С Т7 0 0
0 0 0 с '-их 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 с 0 0 0 0 0 _С '-яг
0 0 0 0 0 г '-та 0 0 0 0 0 -С '-та
-С ГА 0 0 0 0 0 с '-тх 0 0 0 0
0 -С„ 0 0 0 0 0 сп 0 0 0
0 0 -С '-77 0 0 0 0 0 с '-тг 0 0
0 0 0 -С '-та 0 0 0 0 0 с '-ях 0
0 0 0 0 -С '-тту 0 0 0 0 0 с '-ну
0 0 0 0 0 ~Сцг 0 0 0 0 0 с '-та
где Сет,Сгг,С7г- жесткости связи вдоль осей X, У и 7;
Свх’^яг’Сцг- угловые жесткости связи относительно осей X, У и г.