СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ТРАКТОРОВ, АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ

Из теории гусеничного трактора известно, что при постоян-яном числе оборотов ведущей звездочки скорость его поступательного движения не постоянна. Это вызвано неравномер-

жзстью перематывания гусениц, которая через почву передается к корпусу трактора.

Для оценки степени переработки почвой поступающего возмущения рассмотрена одномерная, линейная динамическая модель с входными и выходными переменными (рис. 1а).

На вход модели поступают возмущения в виде колебаний касательных сил тяги ЯА (t)iH2 обеих гусениц. При этом предполагается их синхронная работа. Поэтому по принципу суперпозиции силы Rд (t) 1 и Rfl(t)2 в дальнейшем будут складываться.

Выходным переменным рассматриваемой модели является колебание толкающей силы трактора х,< (t), которая при его-движении с нагрузкой на крюке будет накладываться и изменять характер протекания сил в прицепном устройстве между трактором и машиной.

Возмущающая сила RA (t) является периодической функцией времени в интервале пройденного пути, равного шагу гусеничной цепи. Однако внутри этого интервала она подвержена: случайным изменениям.

Под действием возмущающей силы Кл (t) толкающая сила: Хк (t) трактора получает приращения от дополнительных упругих П и демпфирующих Ф сил почвы. При этом длина действительно пройденного трактором пути X меняется на величину АХ.

Спроектировав все действующие активные и реактивные силы (рис. 16) на горизонтальную плоскость и применив принцип Даламбера, получили уравнение динамической системы, которое после упрощения приведено к виду круговая частота собственных колебаний системы;

объемная жесткость и эквивалентный коэффициент вязкого демпфирования почвы; сум — масса агрегата, суммарная упорная площади почвозацепов;

Рк.ср 5С — средняя величина касательной силы тяги ш степень ее неравномерности; со i —частота гармоник периодической функций Рчд (t), разложенной в ряды Фурье. Масса m агрегата состоит из массы трактора и массы агре-гатируемой с ним машины с учетом технологического сопротивления обрабатываемого ею материала. Вторая масса определяется через тяговое сопротивление по методике, предложенной в работе .

Из двух решений уравнения (1) рассмотрено одно, частное решение, которое характеризует установившееся без переходных процессов движение.

Значение коэффициента усиления К и сдвига фазы ф с учетом динамических свойств почвы, режима работы трактора и к о нетруктивных параметров его движителя определяются по следующим зависимостям.

Из этих выражений видно, что на значение коэффициента усиления К и сдвига фазы ср оказывают влияние упругие С х л демпфирующие С.экв свойства почвы, скоростной режим работы трактора w3B (w=w3B zK частота возмущения) и нагрузочный режим гпКр (тяговое сопротивление), а также его конструктивные параметры (mrp, FcyM и zK).

Анализ выражений (2) и (3) показал, что на величину коэффициента усиления К большое влияние оказывает скорость движения трактора, выраженная через угловую скорость w3B по сравнению с нагрузкой на его крюке.

Характер протекания экспериментальных амплитудно-частотных характеристик неравномерного движения трактора Т-130 при его работе на пахоте подтверждает положение о значительном влиянии скоростного режима на динамические отклонения системы.

При движении трактора со скоростью 3,10 км/час величина коэффициента усиления К была близка единице, а при скорости 5,79 км/час коэффициент К становится равным 0,64 и уменьшается при дальнейшем повышении скорости движения.

Амплитудно-частотные характеристики определялись с помощью кривых квадрата модулей передаточных функций, которые, в свою очередь, были найдены через отношения спектральных плотностей входа и выхода системы.

При аппроксимации экспериментальных кривых квадрата моделей передаточных функций передаточной функцией уравнения движения (1) были получены значения коэффициентов — постоянных времени Ti и Т2. Эти коэффициенты характеризуют соответственно инерционные и демпфирующие свойства системы.

При повышении скорости движения трактора от 3,10 до 5,79 км/час при средней нагрузке 5,1 т Ti возрастает от 0,0271 до 0,0424 сек, а Т2 уменьшается от 0,0432 до 0,0319 сек. Движение трактора на одной и той же передаче, но с разными нагрузками на крюке вызывает изменение Ti в пределах 0,033-н 0.049 сек а Тг — 0,0378 + 0,0400 сек.

Рост значения Ti при повышении скорости движения трактора объясняется изменениями, происходящими в почве. Известно, что при приложении динамической нагрузки частицы почвы испытывают большую подвижность, вследствие снижения сил трения и сцепления между ними, а следовательно, уменьшения сил сопротивления почвы к деформации сдвига. Данное явление находится в прямой зависимости от кинематического режима колебаний .

Следующей причиной роста значения Ti является распространение деформации сдвига в слоях почвы, лежащей ниже плоскости ее среза, проходящей через вершины почвозацепов башмаков. Глубина распространения деформации сдвига почвы зависит от режима работы трактора. При движении трактора с нагрузкой 5,2 т со скоростью 4,38 км/час деформация сдвига наблюдалась до глубины 30 см.

Таким образом, в колебательном движении системы участвует не только та почва, которая непосредственно взаимодействует с башмаками гусениц, но и слои почвы, лежащие значительно ниже.

На величину постоянной времени Ti оказывают влияние процессы, протекающие в почве, и изменение толщины слоя, а следовательно, изменение количества массы почвы, участвующей в колебательном движении трактора.

Для почленного разделения и оценки этих факторов необходимо проведение специальных опытов.