ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
Начиная с |
времени 0,8 с, |
колебания заметно стабилизируются |
и различие между кривыми 4 и 5 не столь велико. |
||
Кроме |
конструктивных |
параметров автопоезда и условий |
движения, на вертикальные колебания значительно влияют спе
цифические особенности |
груза |
(например, гибкость, |
коэффици |
|
ент |
сопротивления h, момент инерции (см. рис. 59, |
кривые 8— |
||
10) |
и другие параметры |
пакета |
хлыстов). |
|
3
Исследование динамики челюстных погрузчиков с учетом гибкости пакета хлыстов
Представляет интерес исследование динамики лесотранс портных систем при размещении пакета хлыстов поперек их оси. Если при оценке колебаний [5] машины с продольным располо жением пакета хлыстов (лесовозный автопоезд) принимается во внимание характер его кручения, то для указанных систем долж ны учитываться колебания свисающих концов пакета, интенсив ность которых зависит от конструктивных параметров машины и упругости хлыстов. Перемещения гибкого груза в данном случае оказывают значительное влияние на вертикальные и продольноугловые колебания машин с поперечным расположением пакета деревьев. Если у лесовозного автопоезда продольно-угловые ко лебания невелики, то у короткобазных машин, особенно при зна
чительных свесах |
концов деревьев, колебания этого рода могут |
||
сильно повлиять |
на |
продольную |
устойчивость машины как |
при продольном, |
так |
и при поперечном расположении пакета |
|
хлыстов. |
|
|
|
Рассмотрим продольно-угловые |
колебания систем указанно |
||
го типа на примере челюстного погрузчика с полужестким ходо вым устройством. Схема продольно-угловых колебаний погруз
чика показана |
на |
рис. 13 |
(вариант V ) . |
Масса |
пакета |
хлыстов |
|||
распределена |
на |
три |
дискретные |
массы |
[5]: т ь |
т2 и т 3 |
, сосре |
||
доточенные в точках |
Оь |
0 2 |
и 0 3 |
соответственно. Масса трактора |
|||||
МТ расположена |
в точке |
О. |
|
|
свободы: два пе |
||||
Динамическая система |
имеет три степени |
||||||||
ремещения свободных концов пакета Z\ и z3 и угловой крен под рессоренной массы погрузчика а.
Рассматривая продольно-угловые колебания трактора, счи таем, что возмущения, направленные поперек продольной оси машины, отсутствуют. Тогда при принятом размещении хлыстов вразнокомелицу т \ — т г — т и Z\ — z3 — z. При условии линей ности характеристик упругих элементов с учетом принятых до пущений рассматриваемые колебания системы описываются дву мя дифференциальными уравнениями вида:
|
|
<x+hLTa+clLTa+xz=ciq+hq; |
|
|
||
|
|
|
Z+C2Z+l |
a = 0, |
|
(90) |
где •/== |
2 ml |
— коэффициент |
массы; |
|
|
|
1+2 |
ml2 |
|
|
|||
|
1+2 |
ml2 |
коэффициент жесткости |
подвески; |
||
|
|
|
|
|
||
|
S |
|
коэффициент |
жесткости |
пакета; |
|
|
2т |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1+2 |
ml2 |
коэффициент сопротивления |
подвески; |
||
|
|
|
|
|
||
|
|
Я |
воздействие от неровностей |
пути; |
||
|
|
I |
расстояние от оси крена |
погрузчика до |
||
|
|
L T |
центра тяжести пакета |
хлыстов; |
||
|
|
— база трактора. |
|
|
||
В выражения |
коэффициентов |
из уравнений (90) входит |
||||
приведенный момент инерции / относительно оси крена, а также жесткость пакета хлыстов при изгибе S.
В результате преобразований Лапласа и Фурье из уравне ний (90) получено выражение модуля амплитудной частотой ха рактеристики продольно-угловых колебаний подрессоренного
корпуса погрузчика |
|
|
|||
|
|
|
|
|
(91) |
где Аа |
|
=—сіш2+сіс2; |
|
|
|
Ва=— |
|
ш3к+с21гш; |
|
|
|
С й |
) = |
(1 — -//) « 4 — {c2+cxLT) |
со2 +c,c2 LT ; |
|
|
Da |
= |
— |
hLTui3+c2hLTaK |
|
|
По формуле (91) сделаны расчеты при следующих числовых |
|||||
значениях |
параметров системы: |
Сі —20,9 1/с2 -м; с 2 = 11,5 |
1/с2; |
||
Х = 0 , 2 |
1/м; /г = 0,56 1/с-м; 1=3, |
L T = 1 , 8 м. |
(рис. |
||
Кривая, |
соответствующая этим значениям параметров |
||||
61, кривая І) , имеет два ясно выраженных максимума, что объ
ясняется наличием двух упругих элементов. |
|
|
|||
Амплитуда первого |
максимума, |
соответствующая |
частоте |
||
3,1 1/с, равна |
5,6, второго — 2,02 рад/м при to =10,6 |
1/с. Первый |
|||
максимум характеризуется резким, |
второй — более |
• плавным |
|||
возрастанием |
значений |
| № ф (ico) | . Наличие двух |
максимумов |
||
указывает на |
то, что диапазон опасных в отношении |
продоль |
|||
ного опрокидывания погрузчика частот значителен. |
|
Особенно |
|||
опасны частоты от 3 до |
3,3 1/с. |
|
|
|
|
Амплитудно-частотная характеристика продольно-угловых колебаний рассматриваемой системы, рассчитанная без учета гибкости хлыстов, представлена кривой 4 (см. рис. 61).
14 Ш, 1/С
Рис. 61. Амплитудная частотная характеристика продольноугловых колебаний челюстного погрузчика:
) — с 2 = 1 1 , 5 1/с2 ; 2 — с 2 = 8 , 5 7 |
1/с2 ; |
3 — с2 = 14,31 |
1/с2 ; 4 — б е з учета гибкости |
|
|
хлыстов. |
|
График вычислен по формуле |
|
||
(/со) 1 |
= |
d 2 |
+ №2 /l2 |
(ciLt— |
с о ) 2 + o ) 2 / i 2 L r ' |
||
Из сравнения кривых / и 4 видно, что на продольной устой чивости погрузчика отрицательно сказываются дополнительные перемещения свисающих концов деревьев. Кривая 4 имеет один максимум, амплитуда которого значительно меньше (3,4 рад/м), чем при учете гибкости хлыстов.
Кривые 2 и 3 рассчитаны при коэффициенте с2, равном соот ветственно 8,57 и 14,3 1/с2. Характер их изменения в общем одинаков, однако величины максимумов и частоты их проявле ния различны. При увеличении коэффициента с2 до 14,3 1/с2, а следовательно, и увеличении жесткости пакета хлыстов ампли-
туда |
| |
(t'w) I при |
частоте |
3,4 1/с |
возросла до 6,15 рад/м. |
|
Анализ расчетных |
данных |
показал, |
что амплитуда первого |
|||
максимума изменяется с изменением величины S, а амплитуда |
||||||
второго |
почти не изменяется. Так, при с 2 = 8 |
, 5 7 1/с2 | W<p(tw) | = |
||||
= 2,4 |
рад/м, а при с2 = |
11,5 1/с2 |
\Wv{im) |
\ |
=2,05 рад/м. |
|
Сцелью более детального исследования влияния параметров
ирежимов работы погрузчика на его динамику уравнения (90) решены на ЭЦВМ «Минск-22». Профиль неровностей пути зада вался синусоидальным, высота и длина неровностей варьирова
лись ( # = 0,10— 0,40, LH =0,4—2,5 м). Варьировались также параметры системы и ее упругие и демпфирующие характери стики. Система исследовалась при скорости движения 0,2—5 м/с.
Время счета |
принималось |
равным |
6L„ /у с интервалом 0,025 с. |
|
Всего просчитано и исследовано 62 варианта |
решений. За исход |
|||
ный был принят вариант со следующими числовыми значениями |
||||
расчетных |
параметров: |
т = 200 |
кгс-с2 /м, |
/ = 5000 кгс-с2 -м, |
/=2,0. |
м, L r = 2,4 м, с п р |
= 6 0 000 кгс/м, |
/гп р |
= 150О кгс-с/м. |
||
В |
рассматриваемом |
интервале |
времени |
(3 с) угол а имеет |
||
максимальные отклонения, |
равные |
+0,14 и —0,15 рад, что со |
||||
ставляет соответственно |
+ |
8 ° и —8°36' |
(рис. 62, кривые /, 3). |
|||
О |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
1.6 |
2,0 |
2,4 |
2,61, С |
Рис. 62. Зависимость а (/, |
2) и z (З, 4—1=Ю* кгс-м-с2 , 5—/= |
= 4• 104 кгс-м-с2 , |
6—/=8-104 кгс-м-с2 ). |
Наибольшие отклонения z равны +0,40 и —0,28 м. Кривые 1, 3 носят ярко выраженный колебательный характер, амплитуды их отклонений не имеют постоянных значений, изменяется и ча стота колебаний, составляя в среднем около 11,2 1/с.
Как видно из сравнения кривых 1 я 3, амплитуда а неве лика в сравнении с амплитудой г. Характер колебаний системы сильно зависит от скорости движения, размеров неровностей и параметров погрузчика.
Рассмотрим |
влияние |
м о м е н т а |
и н е р ц и и |
погрузчика |
||||||||||
на перемещения |
а и г. При /, равном |
104 |
кгс-м-с2 , |
максималь |
||||||||||
ные значения |
перемещений |
снизились: |
а т а |
х = 0,08 |
рад; 2 т а х |
= |
||||||||
= 0,22 м (см. рис. 62, кривые |
2, 4). |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Анализ решений вариантов задачи показал, что с увеличе |
||||||||||||||
нием момента |
инерции реакции |
а |
и 2 уменьшаются, |
причем |
||||||||||
наиболее интенсивно |
до значения |
/, равного |
4 - Ю 4 кгс-м-с2 (см. |
|||||||||||
рис. 62, кривые |
5,6). |
Изменение |
/ |
наиболее сильно влияет |
на |
|||||||||
перемещение масс |
ти |
т2 |
пакета |
хлыстов. Если при увеличении |
||||||||||
/ от 104 до 4 - Ю 4 |
кгс-м-с2 перемещение а |
изменяется |
от 0,80 |
|||||||||||
до 0,35 рад, то z |
— от 0,30 до 0,13 м. Ниже |
|
приведены |
значения |
||||||||||
аи 2 при различных /.
I,XW |
ктс-м-с2 0,5 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
,12 |
14 |
<*, рад |
0,15 |
0,080 |
0,052 |
0,030 |
0,025 |
0,020 |
0,018 |
0,016 |
0,013 |
z, м |
0,40 |
0,30 |
0,20 |
ОДЗ |
0,10 |
0,07 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
При изменении |
скорости |
движения |
меняется |
ч а с т о т а |
|||
в о з д е й с т в и я |
от неровностей пути, |
что влияет на характер |
|||||
колебаний системы. Наибольшие отклонения системы |
возникнут |
||||||
в том случае, если |
частота |
воздействия |
от неровностей |
пути |
|||
будет равна частотам собственных колебаний погрузчика. |
|
||||||
На рис. 63 приведены графики изменения |
перемещений |
а и |
|||||
2 в зависимости |
от скорости движения |
для |
рассматриваемой |
||||
динамической системы. Как видно, погрузчик |
имеет |
две резо |
|||||
нансные |
скорости движения: |
0,5 и 0,7 м/с. Первая |
из них соот |
||||||
ветствует |
собственной частоте |
&i = |
3,14, вторая — k2 = 4,4 |
1/с. |
|||||
|
На частоту |
воздействия сильно влияет также |
д л и н а |
не |
|||||
р о в н о с т е й |
пути. Исследования |
показывают, что при увели |
|||||||
чении длины |
ЬЛ |
неровностей |
амплитуды перемещений |
а |
И 2 |
||||
возрастают (см. рис. 63, кривые |
3,4). |
|
|
|
|||||
|
Интересно, что при длине |
неровностей более 1,5 м амплиту |
|||||||
ды |
а увеличиваются интенсивнее, чем 2 . Если длина неровности |
||||||||
менее 0,5 м, перемещения системы |
малы и составляют при Ья = |
||||||||
= |
0,5 м для |
а |
0,015 рад, для 2 0,06м ( о = 2 м/с). Это объясня |
||||||
ется значительным расхождением собственных частот колебаний системы и частоты воздействия, которая в данном случае состав ляет 25,2 1/с. Наибольшие отклонения погрузчика будут соответ ствовать для а — 4, для 2 — 2,88 м-
