Файл: Вопросы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин материалы городской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию образования СССР сборник статей..pdf

3. Попушкнн О.А. Анализ инерционных размерных

цепей роторов сельхозмашин. 'Труды Ш областной конфе­ ренции молодых ученых и специалистов Ростовской облас­

43

М .Р. Г а п а д ж е в а

ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ НА СОБСТВЕННУЮ ЧАСТОТУ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ СПИРАЛЬНЫХ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРУЖИН

Во многих реальных машиностроительных конструк­ циях спиральные цилиндрические пружины растяжения или Сжатия испытывают изгибные деформации. Предваритель­ ное натяжение пружины и ее рабочая нагрузка образуют суммарную продольную сипу, которая существенно изме­ няет изгнбную жесткость, а следовательно, и собствен­ ную частоту поперечных колебаний пружины,

В настоящей статье излагается метод расчета соб­ ственной частоты поперечных колебаний спиральных ци­ линдрических пружин при действии продольной сипы для наиболее характерных конструктивных случаев закрепле­ ния пружины (см . таблиц^. Решения для случаев 1 и П описаны в литературе [\ J . Остальные случаи, наиболее часто встречающиеся в машиностроении, рассмотри — вы в данной работе.

При исследовании поперечных колебаний пружины, на­ груженной продольной силой, использован метод замены

эквивалентным брусом, изложенный в работах

Поперечные колебания пружины как эквивалентного бруса с учетом инерции поворота витка и сдвиговой жест­ кости при действии продольной сипы характеризуются по-

44

перечным смещением JC и углом поворота сечения 2 пружины. Уравнения поперечных колебаний пружины могут быть сведены к системе обыкновенных дифферен­ циальных уравнений относительно амплитудных функций

U,It) - С , м г г г S'nJ.% *цеЖуЗг +

U‘ , v

* * *

45

где - растягивающее усилие; £ - круговая частота поперечных колебаний пру­

жины;

-масса единицы длины эквивалентного бруса;

А« - жесткость эквивалентного бруса при сдвиге;

-величины, определяющие корни характеристи- _ ческого уравнения;

-проиавопьные постоянные, определяемые гра­ ничными условиями.

Граничные условия для характерных случаев закреп­ ления концов пружины представлены в таблице. Они полу­ чены с помощью соответствующих расчетов деформаций эквивалентного бруса. Пои этом принималось общепринятое допущение о том, что статическая форма деформации эквивапентноро бруса соответствует его формам копеба - тельного движения.

График зависимости собственной частоты поперечных колебаний пружины от продоль­

ного усилия

40

Уравнения, составленные для граничных условий, по­ зволяют перейти к уравнениям для определения собствен­ ной частоты поперечных колебаний пружины в зависимос­ ти от продольной сипы. Для каждого случая, представлен­ ного в таблице, были получены соответствующие уравне — иия для определения частоты поперечных колебаний.

Данный метод использован для определения собствен­ ной частоты поперечных колебаний конкретной пружины со

использованием ЭВЦМ 'Наири-2'.

Результаты вычислений приведены на рисунке» Полученные данные были проверены эксперимен­

тально и подтвердили приемлемость рассмотренного метода для инженерных расчетов.

Ли т е р а т у р а

1.Б и д е р м а н В.Л. Прикладная теория механически^ колебаний. М., 'Высшая школа', 1972.

47

В.В. Ф е д о с о в , В.В. Т е р л и к о в , Ю.Л. П а з ю к

К ВОПРОСУ О ДИНАМИКЕ И ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ КОПНОВОЗА КУН-10

В работе рассматривается вопрос динамики и прочно­ сти несущей конструкции капновоэа КУН-10 при импульсных воздействиях.

Кроме непрерывно действующих на металлоконструкцию рамы усилий от нерсвностей дорожного полотна при движе­ нии. по допоге. можно выделить усилия, связанные с преодо пишем агрегатом единичных коротких препятствий,. Действи­ тельно, в процессе эксплуатации некоторая часть из обще­ го множества машин переезжает такие препятствия, как не­ глубокие канавы, насыпи, вспаханное поле я др. Не исклю­ чена возможность наезда при различных маневрах на отделы ныв камни, кочки и т.д. Все эти препятствия характеризу­ ются сравнительно большой высотой и малыми, по сравне­ нию с базой машины, линейными размерами. Они преодоле­ ваются водителями на малых скоростях движения £l],

. Металлоконструкция копновоза КУН-10 состоит из от­ дельных элементов - сварных узлов: рамы подъема (стрела^ стойки, панели, навески. Все элементы представляют собой балки переменного коробчатого сечения, конструктивно вы­ полненные таким образом, что сопротивляемость их изгибу выше, чем кручению. Поэтому режим переезда через пре-

48

' i* 4

Результаты динамических исследований прочности тталдоконстрчл м

копновоза КУН-10 &процессе преодоления единичных препятствии.

Переезд препятстбий дйчмя колесами одновременно Qnn -715кГ; Qzn,~615кг.

Umax -270 -3806.32-m 5,46-470512-4» 586-4605/22-450534-3357/6 -410 586-400 6

пятствие одним колесом или движение по полям из-под раз­ личных культур, особенно косым курсом, и является одннм из тяжелых условий нагружения несущей конструкции, что необходимо учитывать при расчете элементов металлокон­ струкции - сварных узлов£ 2 }.

Программой исследований предусматривалось:

1) исследование напряженного состояния металлоконстщ рукции копновоза и трактора в процессе преодоления единичьных препятствий’^

2) исследование динамики агрегата в процессе преодо­ ления единичных неровностей.

Для экспериментальных исследований прочности был принят вариант агрегатирования, когда копновоз оснащен передней и задней платформами.

Для оценки напряженного состояния металлоконструкция копновоза был проведен эксперимент, во время которого агрегат преодолевал единичные неровности трапецеидальной формы высотой 50,100,150 мм, скорость передвижения

редними колесами, а затем обоими задними колесами, так и поочередно передним левым, а затем задним левым колеса­ ми при транспортном положении платформ. Измерения про­ водились с помощью самоходной тензометрической лаборато­ рии СТИЛ с регистрацией показаний тензодатчиков на шлей­ фовый осциллограф одновременно 5-6 датчиков. Схема рас > клейки датчиков по элементам металлоконструкции копно­ воза была сделана таким образом, чтобы получить полную картину напряженного состояния по сечениям и длинам ис­ следуемых элементов. Уровень напряженного состояния ме­ таллоконструкции копновоза оценивался при максимальной нагрузке 700 кг в платформах копновоза [З]. Результаты исследований представлены в таблице.

В процессе экспериментальных исследований было от­ мечено появление трещин в чугунных переходниках; и на бо­ ковой панели спереди в месте перехода от коробчатога се­ чения к основному листу непосредственно по сварному шву. Появление трещип по сварному шву боковой панели проис—

49

ход_т из-за больших касательных напряжений в этом сече­ нии, что подтверждается теоретическим расчетом.

Для оценки динамической нагруженности агрегата за­ мерялись ускорения в следующих точках:

а) переднее колесо трактора - вертикальные-, б)передний мост трактора - вертикальные}

800кг, 700 кг.

Наибольшие значения во всех режимах имеют верти­

кальные ускорения в момент касания колес земли после съезда с препятствий. В момент наезда на препятс тв^е продольные ускорения достигают уровня 2,0-2,5 м/сек .По­

преодоления препятствия передними колесами в зависимости от высоты препятствия, положения передней платформы и скорости преодоления.

Увеличение грузоподъемности приводит к некоторому уменьшению ускорений переднего колеса и переднего мос­ та. Уровень ускорений передней платформы остается таким же. Изменение вылета передней платформы от максимально­

Экспериментальное определение ускорений позволяет вычислять значения действительных динамических нагру­ зок на несущую конструкцию от импульсных воздействий, что дает возможность расчет сварных узлов металлоконст­ рукции копновоза проводить с учетом действия этих дина­ мических нагрузок.

50