Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 186

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 78. Сиденье

конструкции. Как правило, ее можно принимать совпадающей с характеристикой «сухого» трения. Рассеивание энергии в шине

принимается прямо

пропорциональным скорости

относительной

ее деформации.

 

 

 

 

 

 

 

Так же, как и в гусеничном тракторе, и по тем же

причинам

поперечно-угловые колебания остова колесного

трактора

рас­

сматривать не будем.

тракторного сиденья

 

 

 

 

 

Система подвески

характеризуется

сле­

дующими основными элементами.

 

 

 

 

 

 

 

1. Подрессоренная

масса тракто­

 

риста, включающая собственно

мас­

 

су тракториста и массу всех деталей

 

сиденья,

вес которых

воспринимает­

 

ся упругим элементом подвески си­

 

денья.

 

 

 

 

 

 

 

2. Подвеска

сиденья,

включаю­

 

щая рессору и гаситель

колебания,

 

которые

устанавливаются

между

 

подрессоренной

массой

тракториста

иостовом трактора.

Впоследнее время на тракторах применяется установка сиденья на параллелограммных рычагах (рис. 78). Она обеспечивает стабильность

вертикального положения корпуса тракториста и передачу только вер­ тикальных колебаний от остова трактора, которые из всех воз­

можных видов колебаний воспринимаются человеком наилуч­ шим образом.

Ввиду того, что передача упругих сил и сил демпфирования к подрессоренной массе при параллелограммной подвеске проис­ ходит не непосредственно, следует ввести эквивалентные жест­

кость С т

и коэффициент демпфирования /Ст подвески

сиденья

трактора.

 

 

 

При колебаниях тракториста на

сиденье возникают

упругие

и демпфирующие силы такой величины, что они не могут

вызвать

колебания

остова. Поэтому систему

подрессоривания

сиденья

можно рассматривать как одномассовую упругую систему с при­ нужденным перемещением основания (остова трактора).

2. Характеристики воздействий

и выбор типовых расчетных режимов

Основным источником низкочастотных колебаний трактора являются неровности пути и, в меньшей мере, силы рабочих со­ противлений. И те и другие источники воздействий, как показал опыт, носят вероятностный, случайный характер. Даже такие

126


неровности, как поливные борозды, междурядья, пахотные бо­ розды и другие, которые образованы в результате взаимодейст­ вия с рабочими органами, равноотстоящими друг от друга, не имеют строго точных геометрических параметров.

Это происходит

потому,

что

свойства

почвы

от

участка

к участку не постоянны, скорость

обработки

и характер взаимо­

действия

рабочих

органов

с грунтом колеблются

в

некоторых

пределах,

влияют

атмосферные

осадки и т. д.

Тем

более, не

имеют постоянных характеристик грунтовые дороги, стерня, про­ селочные дороги, микропрофиль которых образуется в результа­ те воздействия совершенно случайных факторов.

Поэтому для описания характеристик воздействий на авто­ мобили, транспортные машины, тракторы в последнее время широко применяют вероятностные методы — теорию случайных величин и для более полной оценки — теорию случайных функ­ ций.

Участки пути, по которым приходится двигаться этим маши­ нам, настолько разнообразны, что могут встретиться и такие, где подряд расположены несколько почти гармонических неровнос­ тей. Однако это, очевидно, не освобождает от необходимости рассматривать профиль пути как вероятностный процесс. При не­ обходимости и желании рассмотреть движение машин по почти периодическим неровностям или при почти периодическом воздей­ ствии используется частный случай вероятностного процесса — узкополосный случайный процесс.

Кроме этих двух видов воздействий, возможно и третье — переезд единичной выбоины или неровности. Такое воздействие также характерно для трактора и поэтому его необходимо рас­ сматривать при ис-ледовании колебаний остова.

Таким образом, перечисленные три вида воздействия должны быть положены в основу проверки плавности хода трактора и для этих воздействий должны быть определены критерии и до­ пустимые значения оценочных параметров.

Все изложенные соображения не относятся к описанию воз­ действия со стороны двигателя, так как оно вызвано строго пе­ риодическими факторами.

При использовании статистических методов необходима об­ ширная и достоверная информация о микропрофиле путей. Та­ кую информацию можно получить различными устройствами: механическими профилографами различной конструкции [4, 26,

32, 36], акселерометром на

тележке [2] и специальной аппарату­

рой для анализа

ускорений

и перемещений неподрессоренной и

подрессоренной

массы [5]. При этом последние два способа отли­

чаются существенно большей производительностью,

чем первый,

а также, по-видимому, и большей точностью, так как

записывают

эквивалентное воздействие с учетом деформации неровности и обкатывания ее колесом.

12?


Во всех случаях в результате замера характеристик микропро­ филя получаем функцию высоты неровностей от пройденного пути /.

Расчеты, проведенные при исследовании колебаний автомо­ биля, показали, что единичную неровность с достаточной точно­ стью можно выразить в виде волны синусоидальной формы

 

q = <7оsin ^-1,

0 < / < / ( , ,

 

 

 

 

где 2q0

— высота неровности; k — ее длина.

исходного для

Примем полученное выражение в качестве

расчета

плавности хода трактора

при переезде

единичной не­

ровности. Периодические неровности можно представить как не­

прерывное повторение

единичных

неровностей. Формулы для

микропрофиля в виде

единичной

и периодических неровностей

целесообразно переписать в виде функции времени t:

 

 

l = vt,

 

где v — скорость движения машины.

 

Тогда для единичной неровности

 

 

q = q0s'mvt,

 

 

 

0 < / <

;

 

 

 

 

 

v

для периодических

неровностей

 

 

 

 

q = q0s\nvt,

 

0 < / < о с ,

где

 

 

 

 

 

 

 

_

2nv .

 

 

 

V ~

lo

 

 

Произвольный

микропрофиль

можно

рассматривать как ре­

ализацию некоторой случайной функции. Если считать эту слу­ чайную функцию эргодичной и стационарной, то аналитическое

описание такого микропрофиля упрощается [26].

 

Основной характеристикой

случайной

функции

неровности

является ее математическое ожидание д с р

и

автокорреляцион­

ная

функция

#(/*)=

l i m —

Г q{l + l*)q(l)dl,

(52)

 

 

 

где q(l

+ /*) — значение функции неровностей при смещении ар­

гумента на величину /*.

 

 

 

 

 

 

Из формулы

(52) видно, что при нулевом

смещении /* = 0 и

для

некоторого

конечного

отрезка пути 2L0 значение

корреляци­

онной

функции

будет

равно

дисперсии

ординат

неровностей

R(0)

=D.

 

 

 

 

 

q(l)

и q(l -!- /*)

При /* > 0, но малом

значении ординат

мало отличаются друг от друга. Следовательно, они связаны:

128


Рис. 79. Графики корреляционных функ­ ций случайного микропрофиля пути:
1,2 случайные функции с сильно выражен ­ ной случайностью процесса; 3, 4— случай­
ные функции, имеющие в своем составе гармонические составляющие

если

величина q(l)

приняла какое-то значение, то величина

</(/ + /*) с большой

вероятностью примет значение, близкое к

нему. При /* = 0 связь наибольшая. При увеличении

сдвига

/*

зависимость

ординат

q(l) и q(l + /*) между собой

должна

ос­

лабевать,

и,

следовательно,

 

 

значения

корреляционной fi'L'i

 

 

функции

должны

умень­

 

 

шаться.

Поэтому

всегда

 

 

справедливо

неравенство

 

 

R(0)

\R(l*)

|.

 

 

 

Графики корреляционной функции могут иметь вид, показанный на рис. 79. С по­ мощью корреляционной функции можно охарактери­ зовать и оценить структуру случайной функции неровно­ сти в количественном и ка­ чественном отношениях.

Можно показать, что ес­ ли предположить в формуле

(52) функцию неровностей синусоидальной и определить пре­ дельные значения корреляционной функции при L - v o o , то по­ лучим

/?(/*) = q l COS- 2 я

Корреляционная функция для гармонического процесса пред­ ставляет собой гармоническую функцию той же частоты. Отсю­ да легко определить среднеквадратичное отклонение при гармо­ нических колебаниях

v ад =

<7о

:0,71<7 0

V2

Обращаясь теперь к рис. 79, можно сделать вывод, что кор­ реляционная функция, выраженная кривой /, характеризует слу­ чайную функцию без гармонических составляющих, так как значения /?(/*) непрерывно убывают с увеличением значений /* и отсутствуют периодические колебания значений R(l*). Кривая 2 также не имеет гармонических составляющих, но степень слу­

чайности процесса здесь существенно выше,

так

как

значения

R(l*) резко уменьшаются с увеличением значений

/*. Кривые 3

и 4 характеризуют процесс, в котором явно

присутствуют

гар­

монические составляющие; при этом

кривая

3 описывает

про­

цесс с малой степенью случайности

и высокой периодичностью,

т. е. процесс, близкий к обычному

гармоническому

(синусои­

дальному) процессу. Такие процессы называются узкополосными случайными процессами. Кривая 4 описывает процесс со случай­ ными и периодическими составляющими. Как видим, корреля-

9 Зак . 830

129