Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

двух типов тракторов положения и определения будут изложены при рассмотрении гусеничных тракторов; в разделе колесных тракторов будут лишь обсуждены специфичные элементы.

С помощью рациональной подвески можно уменьшить коле­ бания машины. Однако варьирование в широких пределах па­ раметров подвески представляет определенные трудности, так как накладываются ограничения компоновочного характера Кроме того, создание эффективной, но сложной подвески в ряде случаев не оправдывается экономическими соображениями.

Поэтому для тракторов проблема плавности хода решается путем одновременного улучшения подвески трактора и введения подрессоривания тракторного сиденья.

Выбор оптимальных параметров подвески сиденья представ­ ляет собой самостоятельную задачу, которая решается по-разно­ му в зависимости от типа и параметров подвески трактора.

Системы подрессоривания гусеничных тракторов характери­ зуются следующими основными элементами.

1. Остов, включающий все сборочные единицы и детали, вес которых воспринимается упругими деталями подвески. Все де­ тали остова не абсолютно жестко соединены между собой; кроме того, они сами являются упругими телами. Однако при рассмот­ рении низкочастотных колебаний всего трактора при движении по неровностям этими обстоятельствами из-за малого их влия­ ния можно пренебречь и рассматривать остов как однородное тело. Основными характеристиками остова являются его масса, координаты центра тяжести и моменты инерции относительно осей, проходящих через центр тяжести.

2. Подвеска, включающая гусеницу, опорные катки, тележки, упругие элементы (рессоры) и гасители колебаний (специально установленные либо образованные трением в сопряжениях сборочных единиц и деталей подвески).

В зависимости от способа соединения осей катков между со­ бой и с остовом трактора, подвески можно разделить на три группы: жесткие, полужесткие и упругие (рис. 75). Каждая из групп может быть дополнительно классифицирована по способу подрессоривания, расположению кареток и другим признакам. Жесткие подвески не имеют упругих элементов, и оси опорных

имеют каретки, соединенные из опорных катков системой рыча­ гов и упругих элементов. Элементарная каретка состоит из двух катков (рис. 75, г). Многокатковые каретки получают объеди­ нением элементарных кареток (рис. 75, д, е, ж). В индивидуаль­ ных подвесках каждый опорный каток через отдельную систему

121

аналитически), находят эквивалентную жесткость каретки. Оче­ видно, что при снятии рабочей характеристики можно задавать различное перемещение оси шарнира каретки и измерять необхо­ димую для этого силу. Рабочая характеристика и жесткость подвески могут быть построены и теоретическим путем [1].

Из-за трения в сопряжениях подвески кривые рабочей харак­ теристики при загрузке не совпадают и образуют замкнутую

петлю гистерезиса (рис. 76, а). Если в подвеске отсутствуют спе­ циальные гасители колебаний, то рассеивание энергии при коле­ баниях происходит только из-за трения в сопряжениях и его не­ обходимо учитывать. Работа трения определяется площадью петли гистерезиса, заключенной между кривыми нагрузки и разгрузки.

Если кривые нагрузки и разгрузки расположены симметрично относительно средней линии, то можно ввести среднюю харак­ теристику (штриховая линия), которая не зависит от характера нагружения. Эта характеристика представляет собой чистую упругую составляющую. Составляющие, которые зависят от вида нагружения (вверх или вниз по характеристике), по существу

являются функциями скорости z (вверх 2 > 0, вниз z < 0). На этом основании можно получить две составляющие рабочей ха­ рактеристики упругого элемента гусеничной машины (рис. 76,

6 и в).

До последнего времени гусеничные тракторы имели линейные упругие элементы, а рассеивание энергии осуществлялось только за счет трения в сопряжениях подвески. В настоящее время име­ ются тракторы, где применяются нелинейные упругие элементы (рис. 76, г). В связи с повышением скоростей гусеничных трак-

123

торов появилась и необходимость устанавливать в подвеску спе­ циальные гидравлические гасители колебаний, поскольку только одного рассеивания энергии в сопряжениях при возросшей энер­ гии колебаний остова на более высокой скорости движения не­ достаточно.

Гидравлические гасители колебаний развивают силы сопро­ тивления в зависимости от скорости перемещений остова относи­ тельно катков, тележек трактора. Так же как и для упругого элемента, сила сопротивления амортизатора должна быть при­ ведена к силе сопротивления эквивалентного амортизатора. Эквивалентные схемы подвесок с упругими элементами и амор­ тизаторами приведены на рис. 77.

/ У { / s / / (

а.) 5) в)

Рис. 77. Схемы подвесок с упругими элементами и амортиза­ торами:

а — индивидуальная подвеска; б — с простой кареткой; в — с двой ­

ной кареткой

Существенное влияние на плавность хода оказывает конст­ рукция опорного механизма гусеничного трактора (тележка, каретка, индивидуальный каток). В зависимости от типа опор­ ного механизма происходит значительная трансформация воз­ действия, поступающего от неровностей пути на упругие элемен­ ты остова.

Гусеничная цепь, как показали расчеты, выполненные В. П. Аврамовым [1], при определенных режимах движения трак­ тора также оказывает влияние на его колебания. Это влияние выражается в том, что при колебаниях ведущий участок гусе­ ничной цепи, натягиваясь и ослабляясь, оказывает воздействие на ведущую звездочку и приводит к дополнительным закруткам трансмиссии машины.

Для того чтобы выбрать единую для всех ходовых систем расчетную схему колебаний гусеничного трактора, целесообраз­

Влияние сельскохозяйственной машины на колебания остова можно учесть приложением главного момента и главного вектора

124

сил взаимодействия трактора с сельскохозяйственной машиной. Силы взаимодействия трактора и сельскохозяйственной машины зависят не только от параметров машины, но и от параметров трактора. Практически достаточно для одного класса тракторов определить главный момент и главный вектор тензометрированием и далее считать, что они будут такими же, если параметры трактора изменяются в некоторых пределах.

Обычно рассматривают лишь колебания остова в вертикаль­ ной продольной плоскости, проходящей через плоскость продоль­ ной симметрии машины. Эти колебания называют продольноугловыми и вертикальными плоскими колебаниями остова гусе­ ничного трактора.

Остов трактора также способен совершать поперечно-угловые колебания из-за того, что неровности под левой и правой гусени­ цами различны. Однако обычно эти колебания не рассматрива­ ют, так как, во-первых, они меньше, чем продольно-угловые и вертикальные, а во-вторых, все рекомендации, направленные на уменьшение колебаний в продольной плоскости, одновременно приводят к уменьшению колебаний и в поперечной плоскости.

Системы подрессоривания колесных тракторов характеризу­ ются следующими основными элементами.

1. Остов, включающий те же сборочные единицы, что и в гу­ сеничном тракторе, вес которых воспринимается упругими шина­ ми и рессорами.

2.Неподрессоренные части, включающие сборочные единицы

идетали, вес которых не воспринимается рессорами.

3.Рессоры.

4.Шины.

Кнеподрессоренным частям трактора обычно относят детали

исборочные единицы переднего моста, поскольку, как, правило, задний мост не имеет рессор. Конструкции подрессоренных мос­ тов приведены в работе [2].

Тракторные шины обладают эластичностью в различных на­ правлениях. Однако на плавность хода трактора в основном влияет радиальная упругость шины. Упругость шины должна обязательно учитываться при исследовании колебаний трактора, так как иногда шина является единственным упругим элементом подвески (задний мост трактора). Учет упругой шины при со­ ставлении расчетной схемы колебаний трактора выполняется таким же образом, как и учет любого рессорного элемента.

При составлении расчетной схемы колебаний трактора непод­ рессоренные массы считают сосредоточенными в центре оси колеса, т. е. моментами инерции неподрессоренных масс прене­ брегают. Поэтому перемещение неподрессоренной массы соответ­ ствует перемещению оси колеса. Необходимое рассеивание энер­ гии для обеспечения затухания колебаний обеспечивается трением в рессорном элементе, гистерезисом шин и реже гидро­ амортизатором. Характеристика трения в рессоре зависит от ее

125