Обоснование основных конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов строительных и дорожных машин с шарнирно-сочлененной рамой

• Автор: Жданов, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 239 с. : ил.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Объект и предмет исследования
1.2 Обзор существующих конструкций гидравлических рулевых механизмов и анализ тенденций их развития
1.3 Обзор предшествующих исследований по гидросистемам
рулевого управления
1.4 Основные параметры гидравлических рулевых механизмов и требования к гидросистемам рулевого управления
1.5 Обоснование критериев эффективности и путей рационализации рабочих процессов гидросистем рулевого управления
1.6 Цель и задачи исследования
2 МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Общая методика исследований
2.2 Методика теоретических исследований
2.3 Методика экспериментальных исследований
2.4 Структура выполнения работы
3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ РУЛЕВОГО
УПРАВЛЕНИЯ СДМ С ШАРНИРНО-СОЧЛЕНЕННОЙ РАМОЙ
3.1 Математическая модель гидросистемы рулевого управления
3.1.1 Обоснование расчетной схемы гидросистемы
рулевого управления
3.1.2 Формирование блок-схемы гидросистемы
рулевого управления
3.1.3 Математическое описание элементов гидросистемы
рулевого управления
3.1.4 Обобщенная математическая модель гидросистемы
рулевого управления

3.2 Математическая модель стохастических возмущающих воздействий, действующих на систему рулевого управления
3.2.1 Анализ стохастических математических моделей рельефа
3.2.2 Разработка математической модели микрорельефа
3.3 Имитационная модель поворота машины с шарнирно-сочлененной рамой
3.3.1 Выбор и обоснование расчетной схемы
3.3.2 Описание элементов машины
3.3.3 Математическая модель сопротивлений в зоне контакта колес
с землей, возникающих в процессе поворота машины
3.3.4 Обобщенная имитационная модель и визуализация
процесса поворота
4 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОСИСТЕМЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Анализ гидросистемы рулевого управления
4.1.1 Анализ факторов, влияющих на формирование переходных процессов в системе и оценка степени их влияния
4.1.2 Определение конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов, подлежащих анализу
4.1.3 План вычислительного эксперимента
4.1.4 Выбор управляющего воздействия
4.1.5 Определение границ и интервалов варьирования анализируемых параметров
4.1.6 Оценка устойчивости гидросистемы рулевого управления
4.1.7 Анализ влияния основных конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов на показатели качества гидросистемы рулевого управления
4.2 Методика синтеза гидравлических рулевых механизмов
4.2.1 Постановка задачи оптимизации
4.2.2 Аппроксимация зависимостей
4.2.3 Решение задачи условной оптимизации

4.2.4 Решение задачи безусловной оптимизации
4.2.5 Нахождение оптимальных значений конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов
4.2.6 Исследование траекторий поворота машины с базовым и оптимизированным гидравлическим рулевым механизмом
4.3 Инженерная методика выбора основных конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов
4.4 Разработка и описание программного продукта для расчета основных конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РУЛЕВОГО МЕХАНИЗМА
5.1 Стендовые испытания гидравлического рулевого механизма
5.1.1 Объект и аппаратура экспериментальных исследований
5.1.2 План эксперимента и уточнение коэффициентов математической модели
5.2 Подтверждение адекватности математической модели
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1 Конструкция гидравлического рулевого механизма НДП
производства ОАО «Омскгидропривод» и описание его работы
П2 Конструкция гидравлического рулевого механизма производства
Могилевского завода (Белоруссия) и описание его работы
ПЗ Конструкция гидрораспределителя фирмы «Шат» (Югославия)
П4 Конструкция гидравлического рулевого механизма фирмы
«ПапЕ^» (Дания)
П5 Конструкция гидрораспределителя фирмы «ЕаЮп» (США)
П6 Блоки БгаМесйатсз, используемые при разработке имитационной
модели поворота машины с шарнирно-сочлененной рамой
П7 Наиболее распространенные уравнения нелинейной регрессии
П8 Алгоритм нахождения парной регрессии с помощью программного

Рисунок 3.7 - Зависимость момента трения в гидрораспределителе от относительной угловой скорости
В предлагаемой модели введен небольшой конечный порог угловой скорости о)0, в пределах которого момент трения возрастает прямо пропорционально угловой скорости с коэффициентом пропорциональности кпр = Мс + МК / со0- Этот параметр введен, чтобы повысить вычислительную эффективность при переходе значений относительных угловых скоростей из отрицательной области в положительную и наоборот, поскольку момент трения при механическом контакте тел с распределенной массой и податливостью в момент, когда Асо = 0 не может мгновенно изменить свое значение с (Мс + Мк) на -(Мс + Мк). Было доказано экспериментально, что скоростной порог в

диапазоне между 10' и 10" рад/с - хороший компромисс между точностью и вычислительной надежностью и эффективностью. Необходимо отметить, что на крутящий момент трения, вычисленный с этим допущением, фактически не влияет относительное вращение, когда момент понижается ниже уровня трения страгивания. Тела будут вращаться друг относительно друга с очень маленькой скоростью, пропорциональной действующему крутящему моменту /31/.