Файл: Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 119

Скачиваний: 0

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

дороге. Машины, работающие в условиях горного рельефа, где уклоны пути могут доходить до 80—100%, должны иметь хоро­ шую продольную и особенно поперечную устойчивость при дви­ жении.

 

3

,

 

 

Общий

обзор исследований

 

по динамике

лесотранспортных

машин

 

Наиболее фундаментальные

работы in о

теории

к о л е б а ­

н и й а в т о п о е з д о в касаются

aвYoмoбильнoгo

транспорта

общего назначения. Это работы Е. А. Чудакова, Я- И. Бронш­ тейна, Р. В. Ротенберга, Я. М. Певзнера, И. Г. Пархиловекого, Д. В. Гельфгата, А. А. Силаева, Я- X. Закина, Н. Н. Яценко и других. Из зарубежных наиболее известны работы Е. Лера, Е. Маркуарда, Е. Ведемейера, М. Мичке, Д. Паркеа. В них дает­ ся анализ влияния различных пара-метров автомобиля на плав­

ность «его хода и другие

эксплуатационные качества,

рассмат­

риваются вопросы динамики автомобильных поездов.

 

Основными работами т е о р и и

к о л е б а н и й л е с о в о з ­

н о г о п о д в и ж н о г о

с о с т а в а

являются

работы

Б. Г. Га-

стева, В. И. Мельникова,

М. Н. Бутина [5—8].

Известны также

исследования Н. А. Гайдара, Б. В. Билыка, Е. И. Лаха, 3. С. Цофина, Н. И. Библюка [9—14] и другие. Разработке динами­ ческих моделей продольно-угловых, вертикальных и поперечноугловых колебаний автомобиля и автопоезда посвящены иссле­ дования М. Мичке, Р. В. Ротенберга, Б. Г. Гастева, И. Г. Пар­

хиловекого, Н.'А. В'зятышева [5,15—£0] и других.

Обычно, исходя из конкретных задач исследований, автомо­

биль приводится

к четырех-

или двухмасеовой системе. Ч е т ы-

р е х м а с с о в а -я

система

кроме подрессоренных включает и

неподрессоренные

массы. Д в у х їм а с с о в а я система не учиты­

вает связи между колебаниями передней и задней частей авто­ мобиля.

•В некоторых случаях для

приближенной оценки колебаний

применяют о д н о м а с с о в у ю

систему. Рессоры, шины и амор­

тизаторы заменяются соответствующими упругими и демпфиру­ ющими элементами.

Лесовозный автопоезд, включающий автомобиль и прицепроспусік, имеет дополнительный связующий элемент в виде па­ кета хлыстов, обладающий упругими и демпфирующими свойст­

вами. В предложенной и обоснованной

Б. Г. Гастевым [5]

д и н а м и ч е с к о й м о д е л и лесовозного

автопоезда пакет

хлыстов заменен тремя дискретными массами, приведенными к центру тяжести пакета и к точкам подвеса автомобиля .и прице-


па-роспуска-

Эта модель сравнительно проста, универсальна и

позволяет учесть упругие свойства

пакета хлыстов.

В ряде

случаев, в зависимости

от конкретных задач, коле­

бательная схема лесовозного автопоезда может быть упрощена. Одним из таких упрощений является допущение о независимо­

сти колебаний

автомобиля и

прицепа.

Тогда,

как это

сделали

Н. И. Библкж

[11], Е. И. Лах

[13], Б. В. Уваров [21] и другие,

колебательную

схему лесовозного автопоезда

можно

рассмат­

ривать как т р е х м а с с о в у ю

самостоятельную динамическую

модель.

 

 

 

 

 

 

Причиной,

вызывающей

колебания

транспортных

систем,

являются внешние воздействия,

один из основных видов кото­

рых — воздействие от микронеровностей пути. Широкое разви­ тие получил метод идеализации дорожного микропрофиля, при котором он представляется в взде единичных или периодических неровностей правильной геометрической .формы. Данный метод, разработанный, обоснованный и примененный в исследованиях Р. В. Ротенберга, Б. Г. Гастева, Д. В. Гельфгата, М. М. Щуки­ на [5, 19, 22", 23] и других, позволяет количественно и качест­ венно производить анализ колебательного процесса. Однако предельные значения исследуемых параметров, полученные этим методом, не отображают полностью истинного характера коле­

баний

машины.

 

 

 

В о з д е й с т в и е на

транспортную

систему

представляется

в виде

с л у ч а й н о г о

п р о ц е с с а ,

поэтому

наиболее пра­

вильно оценить колебания ее можно исходя из теории случай­

ных процессов.

Широкие перспективы

открывает

применение

статистического

метода исследования колебаний

транспортных

машин, разработанного А. А. Силаевым,

И. Г. Пархиловским,

Я. М. Певзнером, А. А. Тихоновым, В. И. Осориным

[3, 4, 24,

25] и другими. Этот метод успешно применяется

и при изучении

колебаний

лесных машин.

Исследования Б. Г.

Гастева, Н. И.

Бйблюка,

С. Г. Костогрыза,

И. П. Ковтуна, Г.

М. Анисимова

[5, 11, 26—29] и других указывают на перспективность приме­ нения статистического метода при расчетах параметров лесотранспортных машин.

Применение электронно-счетных машин позволило значи­ тельно .повысить точность расчетов путем усложнения динамиче­ ской модели системы, учета несимметричности колебаний, нели­ нейности подвески и т. д. [4, 30—32].

В настоящее время в исследованиях транапортных

систем

находят

применение методы

э л е к т р и ч е с к о г о

м о д е л и ­

р о в а н и я

(с помощью АВМ). Применение АВМ

дает воз­

можность

провести быстрый

расчет, с помощью осциллографа

зарегистрировать процессы во времени. Исследования

Г. П. Гри­

горяна, А. А. Хачатурова, Я. М. Певзнера, А. Д. Конева

[3D, 33]


и других указывают на достаточную точность результатов, полу­ ченных с помощью АВМ.

С помощью аналоговой машины МН-7 В. Я- Хлуд [34] нро-

вел сравнительные исследования динамики

жесткобалансирного

и рессорного роспусков в условиях горных

дорог. В

результате

получены важные выводы по совершенствованию

лесовозного

подвижного

состава.

 

 

 

 

Хорошие результаты дает совместное использование АВМ и

ЭЦВМ [33].

При этом

решение

дифференциальных

уравнений

колебательной системы

выполняет

АВМ, а

задание

возмущений

и статистическая обработка результатов производятся на циф­

ровых

машинах.

 

 

 

 

 

 

 

•С колебаниями транспортных систем

неразрывно

связана

их

у с т о й ч и в о с т ь.

Устойчивость

лесотранспортных

машин,

в

частности

лесовозного

автопоезда,

в поперечной вертикальной

и

горизонтальной плоскостях исследована

В. И. Мельниковым

[6, 8].

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты широких исследований у с т о й ч и.в о с т и

а в ­

т о п о е з д о в

общего

назначения приведены в работах Я. X.

За-

кина

[35], который

рассматривает устойчивость движения

эле­

ментов автопоездов во взаимосвязи с параметрами их рессорно­ го подвешивания.

Существенное место в комплексе исследований по ле'сотран-

спортным машинам занимает проблема к о л е б а н и й

и под-

рессоривания т р е л е в о ч н ы х

т р а к т о р о в . Существующие

методы исследований и расчета

колебаний тракторов

наиболее

применимы к тракторам общего назначения, в том числе сель­ скохозяйственным. Однако ввиду специфики конструкции и осо­ бенностей условий эксплуатации эти методы исследований не могут быть полностью применимы при изучении трелевочных машин.

Вопросам колебаний трелевочных машин посвящены иссле­ дования С. Г. Костогрыза, Г. М. Анисимова, Ю. Л. Ковалева [26, 29, 36] и некоторые другие. В работе [26], їв частности, рас­ смотрены колебания трелевочного трактора ТДТ-55, а именно: взаимовлияние тяговой динамики, плавности хода трактора и качества системы подреосоривания, а также колебаний момента

сопротивления

движению

и параметров

подрессоривания ма­

шины.

 

 

 

Представляют большой

практический

интерес исследования

к о л е б а н и й

т р а и с п о р т н о - т р е л е в о ч н ы х т я г а ч е й

на базе колесных тракторов в связи с высокими рабочими ско­

ростями движения и

значительными

неровностями

лесовозных

дорог и волоков. В этом направлении

значительные

исследова­

ния проведены Ю. Е. Рыскиным [37]

с

применением методов

с т а т и с т и ч е с к о й

д и н а м и к и

на

основе

упрощенных


линеаризованных уравнений. В результате доказана приемле­ мость принятой методики.

Как отмечалось ранее, при исследованиях динамики лесотранапортных машин намечается 'тенденция расширения приме­ нения методов статистической динамики. Это можно сказать о работах А. А. Силаева, И. Г. Пархиловского, Б. Г. Гастева, В. Б.

Проскурякова [3, 4, 5, 38]

,и других

отечественных

и зарубежных

исследователей.

К таким работам

относятся и

исследования

Г. М. Анисимова

[29],

который

изучил

. н а г р у ж е н « о с т ь

т р е л е в о ч н о г о

т р а к т о р а

ТДТ-55

при работе на лесоза­

готовках. Автор разработал теоретический метод, позволяющий исследовать напруженность элементов трансмиссии по входным возмущениям любого характера — единичным, периодическим или случайным. В результате исследований рекомендованы ис­

ходные

для расчета на статическую и усталостную

прочность

режимы

и даны практические рекомендации.

 

Л. А. Колякмн [39], исследовав

нагрузки в силовой

передаче

колесного трелевочного трактора,

выяснил, что динамический

режим нагружеяия деталей силовой передачи трактора на тре­ левке леса более сложный, чем, например, на сельскохозяйствен­ ных работах. В качестве расчетного момента автор предлагает

принимать

максимальный

крутящий

момент,

возникающий

при

резком

трогании с места, а не при переезде неровностей

пути.

 

 

 

 

 

•Вопросы

п л а в н о с т и

х о д а т р е л е в о ч н о г о т р а к ­

т о р а

нашли

также отражение в работах Ю. Л. Ковалева, кото­

рый,

в частности, исследовал

динамику

подвески

трелевочного

трактора ТДТ-60 [36]. Автор получил простые выражения для определения суммарных нагрузок и коэффициентов динамично­ сти и кривые зависимости нагрузок от типа пути, скоростного режима работы трактора, размеров и характеристики препятст­ вий, конструкции и параметров подвески. Учтена также верти­ кальная жесткость пороговых препятствий в виде пней и другие факторы.

Определение коэффициентов сопротивления движению, по­ терь скорости хода и других показателей позволило всесторонне оценить конструкцию трактора ТДТ-60 с точки зрения его коле­ баний. Важными являются рекомендации по изменению конст­

рукции каретки,

установки

упругих элементов

подвески этого

трелевочного

трактора.

 

 

Вопросам,

связанным

с у с т о й ч и в о с т ь ю

д в и ж е н и я

т р е л е в о ч н ы х

м а ш и н ,

посвящена работа М. П. Кононенко

и Ю. И. Митер'вва [40], исследовавших устойчивость колесного трелевочного трактора при его движении с полуподвешенным пакетом хлыстов по неровному пути. Установлено, что особенно опасно для трактора резонансное раскачивание груза. Дается


методика определения безопасных значений высоты микронеровностей и окорости движения трактора.

Следует признать, что нет достаточно глубоких (работ по изучению динамической устойчивости машин, имеющих значи­ тельный вылет рабочих органов (челюстных погрузчиков, трак­ торов для бесчокерной трелевки леса, автопоездов, оборудован­

ных устройствами для самопогрузки хлыстов

и сортиментов,

и др.).

 

При соприкосновении дерева с приемными

устройствами

развиваются значительные ударные усилия, нагружающие эле­ менты машин.»

Благодаря наличию упругих элементов

(подпружинивание

приемных устройств, подвеска осей), гибкости

хлыстов почвы

под воздействием ударного импульса

корпус машины, ее подрес­

соренные и неподрессореняые массы

и рабочие органы соверша­

ют колебания, которые во многом определяют их динамическую нагруженность. В работе С. Ф. Орлова и А. А. Дебердеева [41] рассматривается случай падения дерева на упругую опору. Ока­ зывается, наличие рессор у транспортных систем, воспринимаю­ щих удар, дает возможность на 30—40% снизить величину им­ пульса ударных сил. Исследованию у д а р н ы х н а г р у з о к , воспринимаемых валочно-трелевочными и другими машинами, посвящены также работы [2, 42—44]. Однако вопрос об улуч­ шении конструкции машин, воспринимающих удар падающего дерева, требует дальнейшего изучения.

Анализируя исследования, посвященные колебаниям лесо­ транспортных машин, можно сделать следующие выводы.

1. Теория колебаний автопоездов общего назначения не мо­ жет быть полностью приемлема для расчета колебаний лесовоз­ ного автомобильного подвижного состава. Динамическая модель лесовозного автопоезда имеет дополнительное число степеней свободы вследствие наличия упругого'длинномерного груза, ко­ торый связывает единицы подвижного состава.

2. Отсутствует единый метод расчета, который учитывал бы взаимосвязь вертикальной, продольной и тяговой динамики ма­ шин. Слабо изучены вопросы влияния на колебания автопоездов движущих сил и внешних сопротивлений, а также влияния колебаний на (прочность и долговечность ходовой части машин, трансмиссии и режимы работы двигателя.

3.В литературе отсутствуют конкретные данные по влиянию горизонтальных составляющих реакций, возникающих в резуль­ тате наезда колеса на неровности пути, на колебания транспорт­ ных систем.

4.Плавность хода лесных транспортных машин ниже, чем машин общего назначения аналогичной конструкции, например автомобиля-тжгач а.