Ребров Олексій Юрійович. Вплив ланкової структури гусеничного обводу трактора на навантаження трансмісії і тиск на грунт

brief description

Ребров Олексій Юрійович. Вплив ланкової структури гусеничного обводу трактора на навантаження трансмісії і тиск на грунт : дис... канд. техн. наук: 05.22.02 / Харківський національний автомобільно-дорожній ун-т. - Х., 2005.

Ребров О.Ю. Вплив ланкової структури гусеничного обводу трактора на навантаження трансмісії і тиск на ґрунт. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 - автомобілі та трактори. Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2005.
Дисертація присвячена питанню визначення взаємного динамічного впливу гусеничного рушія і трансмісії сільськогосподарського трактора, виявленню найбільш доцільних варіантів розташування елементів гусеничного рушія за критеріями зниження динамічних навантажень трансмісії і показниками ущільнювального впливу на ґрунт і нерівномірності розподілу питомих тисків.
У роботі оцінені три ідентичних варіанти гусеничного рушія, проаналізовані процеси формування нерівномірності роботи ведучої ділянки гусеничного ланцюга, обґрунтовано доцільність використання багатоопорних ходових систем з меншим кутом нахилу ведучої ділянки ланцюга. Удосконалено методику визначення епюри розподілу питомих тисків за довжиною опорної ділянки гусеничного рушія з урахуванням ланкової структури ланцюга і натягненням в гілках гусеничного обводу. Доведено необхідність урахування агрегатування сільськогосподарського трактора при визначенні динамічних складових навантаження трансмісії і показника ущільнювального впливу на ґрунт. Розроблено аналітичну математичну модель гусеничного рушія, що дозволяє оцінювати техніко-експлуатаційні показники роботи гусеничного трактора і враховує особливості компонування елементів ходової системи, характеристики ланкового гусеничного обводу, а також умови агрегатування і властивості ґрунту.

1. Існуючі конструкції гусеничних рушіїв сільськогосподарських тракторів із застосуванням гусеничних ланцюгів з відкритими металевими шарнірами піддаються динамічним впливам, викликаним недосконалістю кінематики механізму ведучої ділянки гусеничного ланцюга і рушія в цілому. У науковій літературі недостатньо відображені питання впливу ланкового гусеничного обводу на динамічні навантаження елементів і систем гусеничного трактора, а також його техніко-експлуатаційні показники.
2. У дисертації наведені теоретичне узагальнення і розв'язання наукової задачі, пов'язаної з визначенням навантажень, що діють на вузли й агрегати гусеничного трактора з урахуванням ланкової структури гусеничного ланцюга при роботі в сталому режимі в агрегаті з навісним чи напівнавісним плугом. Запропонована математична модель гусеничного рушія і трансмісії дозволяє досліджувати процеси формування динамічних навантажень на гусеничний трактор залежно від конструктивних і компонувальних параметрів гусеничного рушія при різних режимах руху й агрегатуванні, з урахуванням масово-інерційних, жорсткісних, дисипативних характеристик трансмісії і ланкового гусеничного обводу, податливості і фізико-механічних властивостей ґрунту.
3. При оцінці техніко-експлуатаційних характеристик роботи гусеничних рушіїв критеріями оцінки і порівняння прийняті значення середньоквадратичних відхилень siй інтегральні характеристикиІімоментів у трансмісії, коефіцієнт нерівномірності роботи ведучої ділянки гусеничного ланцюга , утрати потужності на тертя в шарнірах, максимальний тиск рушія на ґрунтqmax, показники ущільнювального впливу на ґрунтUі нерівномірності розподілу питомих тисків x.
4. Агрегатування гусеничного трактора в значній мірі позначається на показниках його роботи. У випадку навісного способу агрегатування спостерігається позитивний ефект за параметром ущільнювального впливу на ґрунтU, який на 515 кН/м нижче в діапазоні основних тягових навантажень в порівнянні з напівнавісним агрегатуванням, при цьому коефіцієнт нерівномірності розподілу питомих тисків залишається на однаковому рівні. Однак разом з цим зростає динамічне навантаження трансмісії по середньоквадратичних відхиленнях моментів на 1020 % залежно від включеної передачі.
5. Проведений порівняльний числовий експеримент трьох варіантів виконання гусеничного рушія трактора Т-150-08, включаючи серійний, показав перевагу гусеничного рушія з переміщеної вперед на 50 мм задньою кареткою. За всіма критеріями оцінки цей рушій перевершує порівнювані конструкції. Його показникUпри оранці навісним і напівнавісним плугом відповідно на 56 кН/м (3,64,3 %) і 24 кН/м (1,32,3 %) нижче, ніж у серійного. Ступінь нерівномірності розподілу тисків x також менше на 0,86,7 % і 23 %. Значення критерію siзнижується на величину до 20 % для навісного плуга і до 14 % для напівнавісного. При цьому досягається зниження втрат потужності в шарнірах в середньому на 200 Вт на один рушій.
6. Встановлено, що циклічний характер руху трактора обумовлений процесом переходу заднього опорного котка через шарнір гусеничного ланцюга і проявляється у кінематичній невідповідності переміщення кістяка обертанню ведучого колеса. Викликаний цим процесом вільний коловий хід ведучого колеса, що відповідає показнику , складає 2,02,3 мм за 0,0180,022 с для серійного трактора і 1,72,1 мм для рушія з переміщеної на 50 мм уперед задньою кареткою. Зменшення показника сприяє зниженню рівня динамічного впливу ведучої ділянки ланцюга на трансмісію.
7. Динамічне збурювання коливань у системах трактора спричинене недосконалістю кінематики ведучої ділянки гусеничного ланцюга і залежить від взаємного розташування елементів рушія, що оформляють гусеничний обвід. Проведений аналіз показав, що вибором раціональних компонувальних параметрів гусеничного рушія можна знизити рівень динамічного впливу на вузли й агрегати трансмісії на величину до 1420 % залежно від режиму руху, включеної передачі й агрегатування.
8. Проведені за розробленими методиками експериментальні дослідження в лабораторних і польових умовах показали адекватність математичної моделі реальній динамічній системі і задовільний збіг розрахункових і експериментальних результатів (в середньому розбіжність складає 8 %).
9. На підставі результатів виконаної роботи дослідний рушій трактора Т-150-08 був рекомендований для впровадження у виробництво, а виготовлювач - Харківський тракторний завод санкціонував його застосування. Теоретичні розробки й експериментальні дані досліджень використовуються у відділі головного конструктора ВАТ "ХТЗ ім. С. Орджонікідзе" при розробці нових перспективних гусеничних рушіїв.