Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 164

Скачиваний: 4

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

Используя эту зависимость и подставляя значения Mi и М 2 , получим

" " - 1 / I F - 4 -

( 1 2 4 )

Следовательно, при условии несвязанности угловых и верти­ кальных колебаний (ei = 1) и несвязанности колебаний перед­ него и заднего мостов (е = 1) система имеет две равные между собой частоты собственных колебаний. Можно считать, что это частоты собственных угловых или вертикальных колебаний или частоты колебаний переднего или заднего моста, поскольку система имеет две степени свободы и не может иметь других значений собственных частот.

В выполненных конструкциях

транспортных машин

частоты

собственных

колебаний мостов близки {40].

 

 

 

Выберем

жесткость

рессоры

из условия

того,

чтобы coci =

= юС 2 = ©с и частоты

были в

диапазоне частот

легко

перено­

симых человеком, т. е. сос =

8,5

1/с.

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С п р

= 8 , 5 ^

= 72,25^ - .

 

 

(125)

Отрезок Ь нельзя выбирать произвольно. Он должен удов­

летворять условию е =

1, т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ab = — .

 

 

 

(126)

 

 

 

 

М

 

 

 

 

Решая совместно уравнения

(125)

и (126)

и учитывая урав­

нение (123), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/Afar,

 

 

 

 

 

 

С " р =

1 Г 1 7 - 7 2 ' 2 5 ;

 

 

 

 

 

•;

L = a+

b;

a-

 

 

 

 

Сш21

 

 

 

 

ы£2М

 

 

Определив С п р , находим жесткость

рессоры

 

 

С п = — Ь > — .

Определенная по этой формуле жесткость рессоры

должна

удовлетворять

приведенному выше отношению

Q

~

2 -г- 3.

——

Если отношение

с

С р

 

незна-

—— < 2 н- 3, то эффективность рессоры

 

Ср

 

 

 

245


чительна и ее можно не устанавливать; если —— > 3, то размеры такой рессоры окажутся большими, поэтому придется

отказаться

от

одновременного

удовлетворения

условий

(123)

— (126).

 

 

 

В

связи

с тем

что ходовая часть

колесного трактора

в боль­

шинстве случаев имеет довольно жесткие шины задних колес,

условие toc 2

~ 8,5 1/с обычно не выполняется.

 

Определим статическую деформацию рессор и шин передней

подвески.

Приведенная

статическая деформация

передней

подвески

 

 

 

 

 

 

С1 П Р

и2 !

^ ! =

1 3 , 5 см;

 

 

8,52

 

 

статическая деформация

рессоры

 

 

[ст.р =

fcT.np-^- = 13,5

 

= 13,5- 0,25-2,5 ~

8,5 см.

 

С-Р'

 

Ср

 

 

Статическая деформация

шины

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

fcT.m = fcT . np — 13,5 - 0,25 = 3,4 см.

С- ш

Такие величины статических прогибов рессор вполне реали­ зуемы [40]. Статические деформации тракторных шин такого порядка также могут быть достигнуты [2]. Следовательно, обеспечить необходимую собственную частоту колебаний одного моста трактора с применением рессоры и тракторных шин впол­ не возможно. Для определения коэффициента динамичности следует определить дисперсию динамической деформации. Дис­ персия Di подсчитывается по формуле (114), но при этом сле­ дует положить коэффициент Хв равным единице, поскольку от­ сутствует .связь колебаний переднего и заднего мостов. Используя те же исходные данные, получим

V~Dl= 19,4 см.

При этих расчетах предполагается, что коэффициент аперио­ дичности -ф = 0,3; при яр < 0,3 динамическая деформация будет больше.

Полная деформация подвески равна

f„ = fcT+ l ' 5 " t = 13,5+ 19,4^33,0 см.

Коэффициент динамичности

6 д = ~ — = — ^2,45 .

^ст 13,5

246


Определим динамическую деформацию рессор. По аналогии

со статической

деформацией

У Di^=\2,l

см. Полная деформа­

ция рессоры равна / п . р ~ 20,6

см.

трактора

должна

быть

Конструкция

подвесок

колесного

такова, чтобы обеспечить отсутствие ударов в ограничитель

при

ходе сжатия до 12 см от статического

положения.

Коэффициент

динамичности для рессоры

можно считать нормальным, если он

не превышает kR = 2,5.

До сих пор рассматривался выбор упругих характеристик рессор. Параметры шин обычно выбираются стандартными из

условия обеспечения

грузоподъемности

по нагрузке,

приходя­

щейся на колесо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

каждого

типоразмера

шин

и давления

воздуха

жест­

кость шины можно подсчитать

по приближенной

формуле

 

 

 

 

 

 

 

Сш = ярш

У BD

кгс/см,

 

 

 

где

рш

— внутреннее давление в шине, кгс/см2 ;

 

 

 

 

В — ширина профиля, см;

 

 

 

 

 

 

 

 

D — наружный диаметр, см.

 

 

 

 

 

 

Таким

образом,

жесткость

шины

в

определенных

пределах

можно регулировать изменением внутреннего давления

в ней.

Экспериментально

опре-

 

^

 

 

 

 

 

 

деленные

характеристи­

 

 

 

 

 

 

 

 

ки тракторных шин в ок­

 

 

 

 

 

 

 

 

рестности

точки,

соответ­

 

 

 

 

 

 

 

 

ствующей

 

статической

 

 

 

 

 

 

 

 

деформации,

можно

счи­

 

 

 

 

 

 

 

 

тать

линейными

[2]. Вме­

 

 

 

 

 

 

 

 

сте

с тем

при

исследова­

 

 

 

 

 

 

 

 

нии

подвесок

гусеничных

 

 

 

 

 

 

 

 

машин

 

было

 

показано

 

 

 

 

 

 

 

 

что

эффективным

спосо­

 

 

 

 

 

 

 

 

бом

повышения

плавно­

 

 

 

 

 

 

 

 

сти

хода

является

приме­

Рис.

131.

Характеристики

подвески

колес­

нение

прогрессивных

не­

ного

трактора

 

 

 

 

линейных

подвесок.

В

 

 

 

 

 

 

 

 

подвесках колесных тракторов устанавливают рессорный эле­ мент с предварительным поджатием.

Рассмотрим характеристику такой

подвески.

На

рис. 131

приведены

линейная

характеристика

подвески

без

предвари­

тельного

поджатия

(tg аир = dip) и

ломаная

характеристика

с предварительным поджатием. Для линейной подвески без под­ жатия жесткость определяется приведенным значением, равным

Сщ, = tg оспр, и статическое положение

определяется точкой О,

соответствующей приложению

статической силы Р с т . Если

вве­

сти предварительное поджатие

рессоры

Рщ, <

Р с т , то сперва

при

нагружении деформируется лишь шина

до

момента, при кото-

247


ром / =

/с т .ш (участок

характеристики АВ),

а затем включается

в деформацию

рессора, и характеристика

изменяет

угол

наклона

(участок

ВС).

Статическое положение

теперь

опреде­

ляется точкой 0\.

Как

видим, статическая

деформация

в этом

случае резко уменьшилась, а наклон характеристики на участке ВВ' сохранился таким, как он был у характеристики без пред­ варительного поджатия. Если ввести дополнительный упругий упор с зазором а (штриховая линия В'С), то получим симмет­ ричную прогрессивную характеристику, которая обеспечивает малый статический ход и малую жесткость на рабочем участке, что повышает плавность хода машины. Таким образом, введение предварительного поджатия позволяет простыми средствами создать нелинейную прогрессивную характеристику в колесных машинах.

При таком способе остается нерешенным вопрос создания прочных рессор малой жесткости и приемлемых габаритов, так как предварительное поджатие рессор сохраняет общую напря­ женность рессоры, что не позволяет уменьшить ее размеры. Предварительное поджатие, определяющее эффективность про­ грессивной нелинейной характеристики, зависит от интенсивно­

сти и характера внешнего воздействия

и определяется

расчетом

по формулам, приведенным при расчете

гусеничных

машин.

По экспериментальным данным ЯП р ~

0,45

Я с т [6].

 

Параметры демпфирующих характеристик подвесок. В ко­ лесных тракторах специальные демпфирующие элементы до последнего времени не применялись. Рассеивание энергии осу­ ществлялось за счет гистерезиса шин, внутреннего трения в ци­ линдрических рессорах, сухого трения в листовых рессорах и трения в сопряжениях элементов. С ростом скоростей движения энергия внешнего воздействия возрастает, резонансные режимы возникают на более длинных неровностях, соответствующих большим высотам, что требует более интенсивного демпфиро­ вания колебаний в резонансном и близком к нему режимах. Экспериментальные исследования показывают [2], что приведен­ ный коэффициент апериодичности для колесных тракторов без подрессоривания, т. е. только за счет демпфирования в шинах, приблизительно равен

*ш = т 5 = - = 0,08-=--0,1.

Демпфированию в листах рессоры соответствуют

большие

значения коэффициента апериодичности. Покажем это.

 

Силы сухого трения можно привести к силам

демпфирования,

пропорциональным скорости деформации, если

ввести

коэффи­

циент статистической линеаризации. Полагая в

резонансе oi =

= cocat , вводя

 

 

р2Мыс

248


и преобразовывая,получим

 

У 2 я а ^ ю 2

 

 

где f — отношение силы

трения

в

рессорах

к статической

нагрузке.

 

f =

0,15; at,

12 см; юс =

Подставим численные

значения

=9 1/с и получим 4>р = 0,12.

Приведенный коэффициент апериодичности я|)Пр можно запи­

сать по аналогии с приведенным коэффициентом демпфирования Лпр (см. гл. V ) :

Ср J

V с ш + Ср

с

Полагая —— = 2,5, получим i|)np 0,07 Ср

Как видим, демпфирование только за счет шин и рессор недостаточно. Если рессоры отсутствуют (задняя опора), то коэффициент апериодичности может достигать чрш = 0,1, что также недостаточно. Поэтому в колесных тракторах необходимо ввести специальное демпфирующее устройство, например гид­ равлический амортизатор, который должен обеспечить необхо­ димое рассеивание энергии. Полагая трпр = 0,25; -фр = 0,12;

С

•фш = 0,1; —— = 2,5, определим коэффициент апериодичности Ср

амортизатора

считая амортизатор, включенным параллельно рессоре.

Теперь, вводя вместо г|)р

суммарный

коэффициент -фр + о|за,

получим

 

 

 

 

 

Фпр-ФшГ Г

С *

У

^Р = 0,35.

=

, г

Ш+ЛР-

 

Сш "Ь Ср Это значение больше обычно используемых значений \|за .

Так

же,

как и для гусеничного трактора, целесообразно

иметь

разное

сопротивление амортизаторов колесного трактора

на ходе сжатия и отбоя, при среднем значении, равном расчет­ ному. В практике подрессоривания применяются следующие соотношения между сопротивлениями амортизатора на ходе сжатия и отбоя в долях расчетного [29, 40):

^ с ж = ( ° . ° 5 - 0 , 2 ) г р а р ; ф а 0 = ( 0 , 8 - 0 , 9 5 ) г р а р .

249