Жутов, Алексей Григорьевич Повышение эффективности использования колесных тракторов в составе сельскохозяйственных транспортных МТА за счет упругих звеньев

Краткое описание

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
На правах рукописи
ЖУТОВ Алексей Григорьевич
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ В СОСТАВЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МТА ЗА СЧЕТ УПРУГИХ
ЗВЕНЬЕВ
Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского

хозяйства

Волгоград
2002

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
0. Разработана и испытана подвеска трактора МТЗ-80, отличающейся тем, что в ней применен комплексный упругий элемент, восприни­мающий любые радиальные нагрузки и передающий крутящий мо­мент. Предложен способ достижения нелинейности характеристики без дополнительных устройств - за счет применения трапециевидных окон в дисках ведущих колес трактора (а.с. №1139646; 4(51) В60 В 9/00, 1984).
1. Конструкция исследуемой пневмогидравлической навесной системы гусеничного трактора класса 3 отличается тем, что имеет стабилизи­рующий гидроцилиндр, обеспечивающий постоянство заданной глу­бины рабочих органов (патент №2000041, (51)5 АО 1В59/04, 6/112, 1993).
2. Получены функциональные выражения для определения вертикальных перемещений заднего моста трактора при колебаниях и динамической нагрузки на задний мост в функции скорости движения, высоты не­ровностей, расстояния между ними и жесткости подвески. Аналитиче­ски выведены формулы для определения деформации шин, пружин упругого диска и сиденья водителя в случае подрессоривания заднего моста. При теоретическом исследовании установлено, что при работе трактора с упругой подвеской задних колес увеличивается касательная сила тяги, снижается сопротивление передвижению и в результате по­вышаются тяговые качества трактора.
3. Составлена и решена математическая модель колесного МТА с целью оптимизации параметров подвески с комплексным упругим элементом задних колес. Найдена передаточная функция упругих дисков задних колес трактора и определена спектральная плотность нагрузки на крю­ке и соответствующая ей корреляционная функция.
4. Возрастание коэффициента буксования и сопротивления передвиже­нию с повышением скорости движения объясняется увеличением час­

тоты и амплитуды колебаний нагрузки на колеса в результате чего происходят разрушение и сдвиг частиц почвы. Применение упругой подвески с линейной характеристикой снижает коэффициент буксова­ния на 3.. .5%, а с нелинейной на 5.. .8% по сравнению с серийной.
5. При работе трактора с упругой подвеской сопротивление передвиже­нию меньше, чем при серийной на 20...25%. Понижение сопротивле­ния передвижению с упругими подвесками объясняется снижением коэффициента буксования в результате уменьшаются сдвиг почвы и глубина колеи. Коэффициент буксования и сопротивление передвиже­нию были минимальными при работе с подвеской, имеющей жест­кость 360 кН/м.
6. При движении трактора поперек рядков стерни с нагрузкой и без на­грузки на крюке с упругой подвеской значительно снизились средне­квадратические значения вертикальных ускорений на сиденьи водите­ля и на заднем мосту на 0,1...0,2 g по сравнению с серийной. Средне­квадратические ускорения на сиденьи водителя с упругой подвеской во всех опытах соответствовали условиям JSO и не превышали 0,3 g.
7. Проведенный спектральный анализ показал структуру частотных ха­рактеристик подвесок с различной жесткостью. Наиболее оптималь­ным оказался вариант с приведенной упругостью 360 кН/м. В этом случае среднеквадратическое значение амплитуды и частота колеба­ний нагрузки на ведущие колеса оказались наименьшими 70 Н и 14 1/с соответственно. Производительность трактора МТЗ-80 при работе с упругой подвеской увеличилась на 5,8%. Экономия топлива составила 8,8%.
8. Применение пневмогидравлического упругого элемента в навесной системе гусеничного трактора способствует уменьшению нагрузки на крюке, что приводит к снижению буксования, увеличению рабочей скорости движения, в результате повышается производительность на
7.. .9% и уменьшается погектарный расход топлива на 1,3...3 кг/га.
Понижение коэффициента буксования гусеничного трактора с пневмо­гидравлическим устройством в навесной системе объясняется умень­шением частоты и амплитуды колебаний нагрузки на крюке и ее сред­него значения.
9. Построена регрессионная модель и получено оптимальное значение жесткости и коэффициента сопротивления подвески по дисперсии вертикальных колебаний. Оптимальная жесткость подвески колесного трактора МТЗ-80 составила 350 кН/м, а коэффициент сопротивления 2500 н • с/м. Применение упругих элементов с полученными показате­лями приводит к снижению стандартов вертикальных колебаний по сравнению с серийным трактором на сиденьи на 26% и заднего моста - на 29%. Комплексное упругое устройство в задних колесах трактора МТЗ-80 уменьшает среднеквадратические значения колебаний скоро­сти движения МТА на 0,08 м/с или на 47%.
10. В случае движения трактора с упругой подвеской дисперсия колеба­ний нагрузки на крюке снизилась на 35% и произошел сдвиг в область более низких частот. Максимум спектральной плотности соответство­вал 12 1/с против 16 1/сдля серийного трактора.
11. Расхождение теоретических и экспериментальных данных составило- не более 3%. Годовой экономический эффект от внедрения комбини­рованной виброзащиты составил:
- в подвеске трактора МТЗ-80 11760 р, срок окупаемости 0,3 г;
- в навесной системе гусеничного трактора ДТ-175С 850 р. (в ценах 1991 г.)
12. Рекомендовать АО «Волгоградский тракторный завод» рассмотреть воз­можность:
а) использования схемы упругой подвески (а.с. №1139646; 4(51) В60 В 9/00, 1984 г.) в ходовой системе вновь созданного колесного трактора - макета.
б) применения на гусеничном тракторе класса 3 пневмогидравлической навески (патент №2000041, (51)5 АО 1В59/04, 6/112, 1993 г.)