Файл: Малиновский, Е. Ю. Динамика самоходных машин с шарнирной рамой (колебания и устойчивость движения).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
а)
Рис. 37. Амортизирующее шарнирно-сцепное устройство с параллелограммным направляющим механизмом:
а — установка на машине; б — общий вид
86
компенсироваться соответствующими встречными угловыми по воротами тягача в результате работы трепеции. Описанная си стема реализована на скрепере «Катерпиллер-631».
На рис. 38, а показана еще одна система защиты скрепера от колебаний. Предполагается, что в этой схеме максимальным образом используются элементы конструкции скрепера. Реак тивной массой для тягача 1 служат колебания ковша скрепера
|
Рис. |
38. Специальная |
подвеска ковша |
скрепера: |
•а — общий |
вид; б — схема подключения |
гидроцилиндра; / — тягач; 2 — гидроцилиндр; |
||
3 — ковш |
скрепера; |
4 — пневмогидравлические аккумуляторы; |
5 — дроссель; 6 — рас |
|
|
|
пределитель; 7 — насос |
|
3 на подъемных цилиндрах 2, которые на транспортных режи мах включают по специальной схеме. Рассматриваемая схема (рис. 38, б), как и предыдущие, имеет два пневмогидравлических аккумулятора 4, дроссель 5 и распределительное устрой ство 6. Последнее позволяет переводить цилиндры подъема в режим подъем — опускание, осуществляя необходимые соеди нения с насосом 7, либо переключать цилиндры на пневмогид равлические амортизаторы при транспортных режимах. По скольку в данной конструкции доля приведенной массы ковша, приходящаяся на переднюю ось машины, меньше, чем в конст рукциях с амортизированным сцепным устройством, вертикаль ный ход ковша при колебаниях будет достаточно большим, что вызывает определенные трудности при компоновке машины.
87
Описанная схема может с успехом применяться и на погруз чиках.
Рассмотренные схемы не исчерпывают всего многообразия решений. Каждая из перечисленных схем при грамотной реали зации может привести к желаемым результатам. Выбор схемы определяет конструктор машины с учетом конструктивных осо бенностей машины, технологии ее производства, возможностей использования и заимствования отработанных узлов и эле ментов.
Численные параметры элементов системы в каждом случае определяются расчетом.
6. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Расчетные формулы при линейной постановке задачи
Расчет вертикальных колебаний машины сводится к реше нию уравнения (104), а при выполнении условия (ЮЗ) —ж ре шению уравнений, описывающих вертикальные колебания масс,
г,.
Рис. 39. Схемы для расчета вертикальных колеба ний машины:
а — без специальных устройств подвески; б — с аморти зирующей сцепкой типа «Катерпиллер»; в — с подвеской блока кабина—двигатель; г — с автомобилиьной подвес кой; д — с подрессоренной кабиной (с устройством дина мического гашения или без него); е — короткобазовой
машины
е)
приведенных к той или иной оси. Условие это удовлетворяется для большинства типов машин, имеющих достаточно длинную базу, и, как показывают расчеты, хорошо отвечает расчетным схемам землеройно-транспортных машин. Исключения состав ляют машины с короткой базой и сильно выступающими за габариты базы рабочим оборудованием и двигателем.
Рассмотрим расчетные схемы (рис. 39, а—е). Схемы на рис. 39, б, в, г представляют собой одинаковые двухмассовые
88
колебательные системы, отличающиеся соотношением абсолют ных значений определяющих параметров и фиксируемой точкой выходного сигнала. Если учесть, что подрессоривание кабины обычно выполняют на достаточно тяжелых машинах, для ко торых можно пренебречь влиянием колебаний кабины на коле бания корпуса машины, то схему на рис. 39, д можно предста вить в виде последовательно соединенных одномассовой (напри мер, схемы, показанной на рис. 39, а).и двухмассовой схем. Заметим, что выходной параметр D - во всех случаях фикси
руется на корпусе машины (или кабины), т. е. демпфирующие способности сиденья не учитываются. Однако, если предпола гать, что колебания водителя на сиденьи практически не влияют на колебания корпуса машины (или даже всей кабины), то сглаживающий эффект сиденья можно учесть, добавив в рас
четную формулу соответствующий |
множитель, |
отражающий |
||||||||
динамическую характеристику системы сиденье—человек. |
||||||||||
Итак, чтобы определить уровень |
действующих |
ускорений |
||||||||
D - , достаточно определить значения |
|Щ г'ш)|, |
входящие в фор |
||||||||
мулу (109) для одно- и двухмассовых |
расчетных схем. |
|||||||||
На рис. 39 для описания расчетных схем приняты следую |
||||||||||
щие обозначения: х, х4, х2— координаты |
вертикальных колеба |
|||||||||
ний; т, ти т2— массы, |
приведенные |
|
к |
расчетной |
оси; с, сч, |
|||||
€ 2 — жесткости; |
О, |
От, |
Ог— соответствующие |
|
коэффициенты |
|||||
демпфирования. |
|
одномассовой |
системы |
(рис. 39, а): |
||||||
Уравнения |
движения |
|||||||||
или |
тх -j- Ях + сх = cq (t) -f |
Яq (t) |
|
|
(125) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{Тр*+ TtJ3+ 1 ) x = |
(kp+ p)q(p), |
|
|
( 1 2 6 ) |
|||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = |
I- |
|
Из выражения |
(126) |
следует, |
что |
|
передаточную функцию |
|||||
от входа q(t) |
к выходу |
х можно |
представить |
в элементарном |
||||||
виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wqlx(p)
После подстановки p = iсо в лить
fcp+ I |
(127) |
|
7>2 + T l P + |
||
1 |
||
формулу |
(127) можно опреде |
| |
W qlx (гео) |2 = ------- fe26)2 + |
' |
9 |
(128) |
|
(1 — Т«2)2 + |
7ф&)2 |
|
|
Аналогично для |
двухмассовой расчетной |
схемы |
(рис. 39,6, |
в, г) можно записать:
89
|
тххх + Ох (хх — х2) + сг (хх — х2) = 0; |
|
|
||||||||||||
|
m2x2 -1- Оу (х2— xj) + 02х2 + сх (х2— |
|
(129) |
||||||||||||
|
— хх) + с2х2 = c2q (t) + %q (f) |
|
|
||||||||||||
или |
(Txp2 + |
T2p -f |
\)хх = (kxp + |
Pi) -v2; |
|
|
|||||||||
|
|
(130) |
|||||||||||||
СгзР2 + Tt р + |
1) х2 = |
(k2 р + |
р2) q (р) + |
(k3p + р3) хх, |
|||||||||||
|
|||||||||||||||
где |
т 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/И2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
Cl ’ |
|
|
|
|
|
|||||
|
Cl |
|
|
|
|
|
' з — Cl -j,- с2 |
|
|
||||||
|
hi |
II |
|
’% + |
&2 |
> |
|
|
1 |
(2D4 |
> |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
С1+ с2 |
|
|
|
Cl |
|
|
|||||
|
к 2 — |
|
»2 |
|
|
|
h |
|
|
|
• |
|
|
||
|
|
Ci 4- С2 |
|
|
|
Cl + |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
|
|
|||||
|
p i= 1; |
|
р2 : |
|
|
С2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Cl + С2 |
|
|
|
с! -)- С2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Разрешая систему (130) дважды по выходу xi |
и по выходу |
||||||||||||||
х2, получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
W</Xl (Р) = |
|
|
(^lР + Pi) (&2Р + Рг) |
|
|
; |
(131) |
||||||||
|
1) (Г3р2 + |
Т Ар + |
|
|
|
|
|||||||||
|
(7\Ра + Г2р + |
1) — (/?ip + pi) (k3p + р3) |
|
||||||||||||
|
. ______ |
|
|
(&2Р + |
р2) (7\р2 + |
Г2р + |
1) |
|
|
||||||
U V * (Р ) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л • ( 132> |
||
|
(ПРа + Т’аР + |
1) (ТзР + Г4р -J- 1) — (&iP -j- рх) (k3p -f- р3) |
|
||||||||||||
После |
преобразований |
и |
подстановки |
|
р - m |
будем |
иметь |
||||||||
для двухмассовой схемы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
по выходу хх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Wq,Xl (мо) | |
= |
|
|
2 + |
Ь2 |
|
(133) |
||||||
|
|
|
M2^-N2 ’ |
|
|||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
а = Р2 — М 2®2; |
|
b.= (k2 + kxp2) со; |
|
|
||||||||||
М = Т{Г3со4 |
(7\ -f- T2Ti + |
Гд — kxk3) со2 - [- (1 — р3); |
|
||||||||||||
|
N = (T2 + T i - |
kxp3- |
/г3) 01 - |
(7\74 + Т2ТЪ) со3; |
|
||||||||||
ПО ВЫХОДУ Х-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
_ / |
|
fl? + |
6? |
|
(134) |
||
|
|
|
|
|
|
|
= |
У |
A jr b k - |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где |
|
|
|
|
|
{Ь2Т2 |
|
Тjp2) со2; |
|
|
|||||
|
|
°i — Р2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
bx = |
|
(k2 -j- Т2р2) со — &37\(о3. |
|
|
Приведенные расчетные |
формулы |
отвечают |
уравнениям |
||||
(104) для случая, когда условие |
= a i&i выполняется. |
||||||
Обратимся к расчетной схеме, показанной на рис. 39, е. |
|||||||
Обозначим суммарный момент инерции J = |
|
массу двух |
|||||
секций машины т = т1+ т2, |
базу |
машины 1 = а + Ь, |
расстояния |
||||
от общего центра тяжести машины до передней оси |
|
||||||
|
|
9 |
|
|
|
|
|
Ai = — ^ — (а — аг) + ■— —— (&г + а), |
|
||||||
|
т 1 + |
т ч |
|
mi + т 2 |
|
|
|
до задней оси |
|
|
|
|
|
|
|
|
Л2 — |
■т2 |
|
т 1 + т 2 |
|
|
|
|
т |
|
|
|
|||
С учетом |
возмущающего |
действия |
дороги |
под |
передней и |
||
задней осью |
<71,2 ( 0 |
уравнения |
(104) |
можно |
переписать так: |
••J —{“ <лД2
% L -------- |
Z------------ |
Ь &1Х01 + CiXm + |
|
m A lA a |
J |
Xo2 = |
(t) |
+ |
(t); |
|
l2 |
|
|
|
|
|
|
J + |
m A j |
4.2X02 '0 |
|
|
|
|
-02 |
— |
|
|
02 T |
|
+ |
m A t A i — J |
XQ1 |
C2^2 ( 0 |
4 " |
4 2<72 (0> |
|
|
/2 |
|
|
|
|
|
или в операторной форме: |
|
|
|
|||
(Тгр2 + Тгр + 1) х01 + Т3р2х02 = (kiP + |
О <71(р); |
|||||
(ГiР2+ |
Тър + |
1) х02 -f- Тер2Хо1 = |
(k2p + |
1) Цъ {р), |
||
где |
|
|
|
|
|
|
Тг - |
|
2 ; |
тг = |
9-, |
|
гпА-^А^— У |
|
ф |
|
Cl |
|
ф |
|
J |
+ тЛ? |
г5 = |
J*. . |
TR |
тДхЛ2 — J |
|
Tt - |
ф |
1 ; |
сг |
|
ф |
|
|
|
kx= — \ |
kn |
с2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(135)
(136)
Необходимо учесть, что для плоской расчетной схемы сигнал <7г(0 представляет собой тот же сигнал <7i(0, но сдвинутый во
времени на величину т = — . Тогда, если
V
M<7i(0K-> Qi(p), |
(137) |
то в соответствии с теоремой запаздывания [8] |
|
L {д2(0) ==■L {<7х (* — т» -f-> ет* qt (р). |
(138) |
91