Файл: Повышение рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов сб. науч. тр.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 152

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Все эти особенности должны учитываться при разра­ ботках методов расчета поперечных отклонений таких ма­ шин (типа скоростной жатки ЖРС-4,9 комбайнов УКСК-2,6 и ККХ-3 и др.), при определении общих закономерностей их движения и при выборе ряда конст­ руктивных параметров узлов.

Сопротивления боковому отклонению большинства не­ симметричных машин могут быть представлены в виде уп­ ругих связей с определенными характеристиками жестко­ сти. Величиной, определяющей жесткость систем противо­ действия поперечному отклонению прицепных жаток, является коэффициент Кп сопротивления смещению пнев­ матических шин, а при наличии пружинных компенсато­ ров — характеристики их пружин и закономерности из­ менения создаваемых ими моментов Afn p .K .

Если при анализе отклонений несимметричной маши­ ны в горизонтальной плоскости в качестве обобщенной координаты принять угол б ее поворота вокруг точки при­ цепа, то, применяя уравнения Лагранжа второго порядка, можно получить дифференциальное уравнение попереч­ ных колебаний прицепной части несимметричного агре­ гата [2]:

[Mil

+ / ) 8 =

Р0с3 4- 0,5Д£Я0 с3 sin Ы -

Мпр. к -

Мщ.

ш , (1)

где

М,

I — масса прицепной несимметричной

маши­

 

 

ны и момент инерции ее относительно

 

 

центра тяжести;

 

 

 

 

/ р

— расстояние от точки

прицепа

до

центра

 

 

тяжести;

 

 

 

Ро, Ak, со — математическое ожидание, степень не­ равномерности и частота колебаний тя­ гового сопротивления машины;

Мпр.ш момент сопротивления отклонению, соз­ даваемый реакциями на опорных ко­ лесах.

Моменты МПр.к и Мпр.ш связаны с углом б сложными функциональными зависимостями, создающими неразре­ шимость уравнения (1) в общем виде. Если принять ряд допущений, вызывающих погрешности исходных формул не более 1,5—3%, уравнение колебаний несимметричной машины вокруг точки прицепа будет иметь вид:

8 = ~- (1 — cosP\t) + , A f ° C 3 fsin Ы- — sin/;,A (2)

Si

л, (РІ-*2)

\

Pi

I


где Аи

Ви D\ — постоянные коэффициенты,

обусловлен­

 

 

ные схемой и другими параметрами ма­

 

 

шины;

 

 

 

 

 

pi — собственная частота колебаний

машины

 

 

вокруг точки прицепа.

 

 

 

Аналогичные

зависимости

получены

и для

случая,

когда

поступательная скорость

v агрегата

непостоянна,

а ускорение а в направлении

движения

увеличивается

линейно.

 

 

 

 

 

Из

уравнения

(2) следует,

что даже

при отсутствии

линейного ускорения а максимальное динамическое от­ клонение несимметричной машины после импульсного возмущения в 2 раза больше статического, равного

значению — . При наличии ускорения а динамическое

отклонение растет пропорционально его величине и размеру смещения центра тяжести относительно линии тяги.

Полученные выражения позволяют получить ампли­ тудно-частотные характеристики несимметричной при­ цепной машины (как колебательной системы) при уста­ новившемся движении агрегата и в переходный период, т. е. в момент разгона. Анализ уравнений проводился на ЭВМ с использованием соответствующих осциллограмм тягового сопротивления и других параметров скоростной жатки ЖРС-4,9. Анализ показал, что собственная частота колебаний жатки в горизонтальной плоскости, несмотря на наличие относительно жесткой системы пружин ком­ пенсатора, не превышает 0,4—0,5 гц. В то же время ос­ новные частоты колебаний ее тягового сопротивления, как показывают графики спектральной плотности, находятся в пределах 2—6 гц. В этих условиях динамический коэф­ фициент ц. составляет 0,068—0,07, т. е. высокочастотные Колебания тягового сопротивления незначительно влияют на поперечные отклонения данной несимметричной маши­ ны. Это утверждение хорошо согласуется с записями осциллограмм усилий вдоль рабочего звена компенсато­ ра и угла б. Приборы регистрации этих параметров реа­ гировали только на отклонения силы Р, имеющие боль­ шой период, т. е. на мезоколебания. При движении на высоких рабочих скоростях (до 17 км/ч) амплитуда мик­ роколебаний тягового сопротивления возрастала, но при этом увеличивалась и их частота, а коэффициент и. еще более уменьшался.


Очевидно, что предельное отклонение скоростной не­ симметричной жатки определяется в первую очередь параметрами ее собственных колебаний, вызванных, на­ пример, наездом правого колеса на короткое, но высокое препятствие, т. е. импульсным возмущением. Несмотря на то, что в реальных условиях собственные колебания машины относительно быстро затухают (через 3—7 сек), она успевает за это время отклониться на максимальный угол б.

Проведен анализ влияния различных факторов на ве­ личину максимального отклонения несимметричной при­ цепной машины. Установлено, что увеличение коэффи­ циента Кп за счет повышения жесткости шин может быть использовано в ограниченных пределах. Это ограничение обусловлено тем, что рост общей жесткости шин влечет за собой увеличение вертикальных ускорений машины и соответствующих нагрузок.

Найдено, что резкое уменьшение максимального уг­ ла б и быстрое затухание вызванных единичным толчком собственных горизонтальных колебаний машин обеспе­ чиваются при наличии сопротивлений отклонению, про­ порциональных угловой скорости б поворота ведомой ча­ сти агрегата вокруг точки прицепа.

Расчетный анализ показал, что в связи с малым коэф­ фициентом динамичности жесткость пружин компенсато­ ра может быть значительно повышена без опасения, что возникнут резонансные колебания жатки в горизонталь­ ной плоскости. Изучение динамики и кинематики компен­ сатора, являющегося одним из важнейших органов ско­ ростной жатки, показало, что обычные несимметричные прицепные машины, не снабженные аналогичными уст­ ройствами, не могут считаться скоростными даже при отличной работе остальных узлов.

Установлено также, что существующая

схема компен­

сатора (схема

I , рис. \,а) вызывает значительное сопро­

тивление леиому повороту трактора, ухудшая

маневрен­

ность агрегата

при заданном

криволинейном

движении

и увеличивая

износ всех его шин. Это обусловлено тем,

что предельная величина

момента Мп р .к,

создаваемого

в процессе левого поворота

агрегата, должна определять­

ся из условия

сохранения

управляемости

трактора [TJ:

 

G 1 c P > ^ -

+ 0 , / t g 6 )

 

(3)

L cos в


Рис. 1. Схемы пружинных компенсаторов для прицепных несимметричных машин.

где ф, /,

0 — коэффициенты

сцепления

и перекатывания

 

 

управляемых

колес

трактора

и угол

их

 

 

поворота;

 

 

 

 

 

 

 

L ,

Gi — продольная

база трактора и

вертикальная

 

 

нагрузка на

его передний

мост;

 

 

М с у м = Л1шт.р + Мкр-\-ЛТпр.ксуммарный

 

момент со­

 

 

противления

повороту

трактора

в агрегате

 

 

с несимметричной прицепной

машиной;

 

Мшт.р,

Л4пР.к = /7по

(Акт + Акт .п )

П д . т

= Р д П д . т

мо­

 

 

менты сопротивления левому повороту трак­

 

 

тора, создаваемые его колесами и усилия­

 

 

ми, действующими в точке прицепа;

 

"д.т — плечо силы

Р д

вдоль

рабочего

звена ком­

 

 

пенсатора;

 

 

 

 

 

 

 

 

Fn.o,

Лкт , Акт .п жесткость, текущая и предва­

 

 

рительная деформация

пружин.

 

 

Очевидно, что при определенных значениях Р д и п д : т трактор может потерять управляемость в процессе лево­ го поворота и износ его шин будет в это время макси­ мальным.


Анализ динамики стабилизирующих устройств пока­ зал, что с точки зрения улучшения управляемости и ма­ невренности скоростного жатвенного агрегата идеальным был бы такой пружинный компенсатор, который при 6>10° не оказывал бы существенного сопротивления по­ вороту трактора, т. е. создаваемый им момент Мпр.к при достижении определенного радиуса R левого поворота резко снижался бы до нуля. При этом условия левого поворота были бы почти такими же, как и несимметрич­ ных машин без компенсатора.

В процессе исследований выяснилось, что одним из путей снижения веса компенсатора в целом и улучшения его динамических характеристик является перевод основ­ ного звена в режим растяжения (замена телескопической трубы тросом или тягой). Существующая схема компен­

сатора, основная балка которого

при 6 = 0 отклонена

на

значительный угол W, требует наличия относительно боль­

шого плеча EF и, следовательно,

установки с левой

сто­

роны жатки сложной консольной фермы, увеличивающей ее вес и ширину.

На основе результатов анализа во ВНИИМЭСХе раз­ работан и испытан ряд рациональных схем пружинных

компенсаторов для

несимметричных

прицепных машин.

Схема

I I (рис.

1,6).

В

отличие от эталонной

схемы

I основная

балка

компенсатора

при

6 = 0

параллельна

линии тяги

г = 0).

Точка

присоединения

этой

балки

к трактору

смещена

назад

на

определенную

величину.

Плечо EF

уменьшено в несколько раз, и сложная

кон­

сольная ферма оказалась ненужной.

 

 

 

 

Схема

I I I (рис. 1, в)

— разновидность схемы I I — обес­

печивает

в процессе левого поворота

смещение

передней

точки балки (по пазам) к точке прицепа сницы. Этим до­ стигается более резкое уменьшение плеча силы Р д и боль­ шее приближение к идеальному компенсатору.

Схема IV (рис. 1,г). Основное звено работает в ре­ жиме растяжения (компенсатор расположен справа от линии ТЯГИ). Точка присоединения тяги смещается в про­ цессе левого поворота вдоль наклонного паза.

Схема

V (рис.

1,д). Компенсатор состоит

из

троса

с блоком

пружин

растяжения и механизма

управления

величиной момента МПр.к- В механизм управления

входят

присоединенный к снице плоский кулачок и тяговый ры­ чаг с роликом. Рычаг с роликом поворачивается вокруг своей оси, перемещаясь над плоскостью косынки. При