Улучшение эксплуатационных характеристик прицепных автотранспортных средств на основе эффективных научно-технических решений (19.07.2010)

Автор: Сливинский Евгений Васильевич

) в 2,1 раза. Поэтому можно считать, что сечение верхнего бруса является номинальным.

При выборе оптимальных силовых характеристик механизма управления откидными боковыми панелями кузова прицепа 2ПТС-4-793А установлено, что момент Mук, приложенный к откидной боковой панели от действия уплотняемого хлопка-сырца, достигает 6240,0Н·м. Следовательно, суммарный момент ?Мук, действующий на панель при преодолении периодически повторяющихся неровностей, составит 2351,0 + 6240,0 = 8,75 • 103Н·м, а коэффициент динамики — 1,36. Зная геометрические характеристики сечений нижнего и верхнего брусьев, принимая во внимание, что нижний брус воспринимает изгибающий момент в 2,59 раза больше, чем верхний, определены численные значения динамических напряжений в брусьях при воздействии на панель момента Мук=2351,0Н·м .

В случае преодоления прицепом импульсивной неровности, среднестатистическое значение момента составит М'у = 3466,9Н·м, а суммарный момент в этом случае определится ?М'у = 6400,0 + 3466,9 = 9866,9Н·м. Видно, что коэффициент динамики будет равен 1,55.

В третьей главе описана методика экспериментального исследования колебаний и силового нагружения прицепа в эксплуатационных условиях. Для проведения опытов на тракторном поезде, состоящем из колесного трактора Т28Х4МС1 и автотракторного самосвального прицепа 2ПТС-4-793А, устанавливалась соответствующая тензометрическая аппаратура, подключённая к 185 тензорезисторам, наклеенным в сварных узлах рамы и платформы прицепа и установленных в приборах регистрирующих колебания прицепа в его движении, которые защищены патентами на изобретения (SU511529, SU653531) Тензометрические испытания опытного тракторного поезда проводили согласно рекомендациям работ по испытаниям сельскохозяйственных машин, автомобилей, тракторов и автотракторных прицепов.

Обработка осциллограмм производилась известными методами математической статистики с установлением вероятностных значений исследуемых параметров. Ошибки обработки находились в пределах 0,5—5,20%. Полученные результаты аналитических и экспериментальных исследований показаны в сводной табл.1. Из представленной табл.1, обобщающей результаты исследований, видно, что с введением в конструкцию прицепа ряда технических решений, признанных изобретениями, устойчивость движения его повышается, а напряжения в несущих элементах рамы и кузова в среднем снижаются на 30—40%. Для подтверждения правильности представленных результатов аналитических исследований и данных тензометрических испытаний, а также примененных в конструкции тракторного самосвального прицепа 2ПТС-4-793А новых технических решений разработаны устройства (SU1264988), позволившие в кратчайшие сроки провести ускоренные усталостные испытания такого прицепа на динамическую прочность.

Таблица 1

Параметры колебаний и силового

нагружения элементов прицепа Опытный образец

2ПТС-4-793А Модернизированный опытный образец

?????¤?$??$?????3/4$???

?????????J?J???z

всех четырёх колёсах прицепа.

Рис.9 – Имитационные неровности

для проведения ускоренных испытаний прицепа

на динамическую прочность

Имитационные неровности имеют возможность регулирования их по высоте, что позволяет имитировать движение прицепа по дорогам с различным макро профилем.

Опытный прицеп 2ПТС-4-793А с грузом 2150кг в его кузове, снабженный имитационными неровностями на колесах в сцепе с гусеничным трактором ДТ-75, проходил такие испытания на ОПБ ТТЗ. Длина маршрута составляла 6 км. Через каждые 1,5км тракторист тщательно осматривал конструкции прицепа с целью выявления трещин и отказов в сварных соединениях и других узлах и деталях прицепа. Выявленные отказы регистрировались в специальном журнале.

После наработки прицепом 132км, что эквивалентно нормативному его пробегу в 300 тыс.км, произошло полное разрушение его основных узлов рамы и кузова, после чего испытания были прекращены. С помощью разработанных ряда рекомендаций и других мероприятий по повышению надежности узлов рамы и кузова был изготовлен модернизированный образец прицепа, который вновь прошел цикл ускоренных испытаний. После пробега такого прицепа в 132 км отказов в модернизированных узлах обнаружено не было. Это позволило ПО ТТЗ изготовить шесть образцов прицепов, которые в 1977г. успешно прошли государственные испытания в СазМИС. В 1984г автотракторный прицеп 2ПТС-4-793А поставлен на серийное производство.

Проведенные аналитические и экспериментальные исследования колебаний и силового нагружения автотракторного самосвального прицепа 2ПТС-4-793А показали, что конструкция его может быть ещё более совершенна. С учетом этого разработаны перспективные конструкции узлов и деталей его на уровне 195 изобретений, часть которых апробирована в хозяйственных условиях и показала удовлетворительную работоспособность.

Так, например, одним из наиболее слабых узлов рамы самосвального прицепа является опорный кронштейн, накладывающий жёсткую связь на поперечины рамы, что способствует возникновению высоких напряжений стеснённого кручения. Для устранения такого недостатка предложено техническое решение, признанное изобретением (RU2254258, RU2272722) рис.10. Использовав известную методику, определены коэффициенты канонического уравнения:

Рис. 10 – Опора гидроподъёмника

, увеличенного в Х раз, то есть

Зная изгибающий момент, определены момент сопротивления сечения кольца W и, затем, диаметр прутка стопорного кольца d.

, создаваемой потоком рабочей жидкости протекающей через канал dк1,поршня, выполненного в форме шара и расположенного в криволинейной оболочке кольцевого сечения.

Рис. 11 – Гаситель колебаний виляния прицепа

Для проведения аналитических исследований по изучению взаимодействия элементов такой транспортной системы в процессе перегрузки легковесного груза разработана динамическая модель (рис.12), эквивалентная хлопкоуборочной машине ХН-3,6 и тракторному самосвальному прицепу 2ПТС-4-793А. В качестве возбудителя колебаний хлопкоуборочной машины m3 при выгрузке ее бункера принят инерционный момент W? (t), определяемый по зависимости:

— функция угловых ускорений при повороте бункера.

Рис. 12 – Расчётная схема транспортной системы

Произведя ряд преобразований, получено уравнение характеризующее условие возможности движения массы m1 относительно скатной стенки бункера:

движение бункера в направлении действия силы РД можно описать дифференциальным уравнением вида:

Решив уравнение (22) известным способом, можно определить время t движения бункера до наступления удара, скорость движения V1, массу бункера и его ускорение. Зная массовые, геометрические и силовые параметры хлопкоуборочной машины, а также энергетические характеристики ее механизма опрокидывания бункера, определены численные значения времени, скорости и ускорения движения бункера по пазу с зазором ?, выполненном в опорных кронштейнах подбункерных стоек машины. Данные расчёта сведены в табл.2

Таблица 2

Зазор ?, м Коэффициент динамичности KД Динамическая нагрузка РД, Н Время начала удара t1, c Время окончания удара t2 c Время воздействия импульса Т1, с Скорость движения бункера V1, м/с Ускорение в единицах g, м/с2

0,2 1,05 3,88• 103 0,17 0,34 0,17 0,23 0,73

0,03 1,15 4,25• 103 0,21 0,41 0,2 0,28 0,75

0,04 1,3 4,81• 103 0,24 0,47 0,23 0,32 0,78

0,05 1,44 5,32• 103 0,27 0,53 0,26 0,36 0,81

0,06 1,54 5,69• 103 0,3 0,59 0,29 0,4 0,83

0,07 1,56 5,77• 103 0,32 0,63 0,31 0,43 0,84

0,08 1,63 6,03•102 0,35 0,67 0,32 0,46 0,86


загрузка...