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

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

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, ае). 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