Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Выбор рациональных параметров ходовой системы прицепных гусеничных торфяных машин

Диссертация: Выбор рациональных параметров ходовой системы прицепных гусеничных торфяных машин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Благодаря впервые выполненному аналитическому исследованию гусеничных систем в самом общем виде с учётом звенчатос-ти цепи, получено выражение критерия оптимизации как функции от параметров гусеничного хода. Это выражение содержит в качестве аргументов не только традиционно учитываемые параметры, но и ряд дополнительных (диаметр опорных катков и их количество), позволяющих глубже раскрыть… Читать ещё >

Содержание

  • I. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ХОДОВЫХ СИСТЕМ
    • 1. 1. Экспериментальные исследования влияния параметров гусеничных машин на сопротивление движению
    • 1. 2. Теоретические исследования процесса взаимодействия гусеничного движителя с грунтом
    • 1. 3. Ретроспективный обзор конструкций ходовых систем прицепных гусеничных торфяных машин
    • 1. 4. Формулировка задач исследования
  • 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГУСЕНИЧНЫХ СИСТЕМ
    • 2. 1. 06. основание модели деформации торфа
    • 2. 2. Частный случай решения системы уравнений для конечного числа траков
    • 2. 3. Решение системы уравнений для бесконечной гусеницы
    • 2. 4. Принцип суперпозиции сил
    • 2. 5. Оценка точности расчётов
  • 2. б.Рациональное размещение опорных катков на раме машины
    • 2. 6. 1. Индивидуальная подвеска
    • 2. 6. 2. Балансирная подвеска
    • 2. 7. Определение минимально допустимого числа опорных катков
  • 3. «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ГУСЕНИЧНЫХ ХОДАХ
    • 3. 1. Структура энергетических потерь
    • 3. 2. Вычисление работы мятия залежи траком
    • 3. 3. Влияние количества и диаметра опорных катков на угол наклона трака к горизонту и работу мятия залежи траком
    • 3. 4. Вычислительный эксперимент,. 78'
    • 3. 5. Анализ результатов вычислительного эксперимента
    • 3. 6. Аналитический метод выбора рациональных параметров гусеничного хода
  • 4. НОМОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ ГУСЕНИЧНЫХ ТОРФЯНЫХ ШИН
    • 4. 1. Применение номограмм для вычислительных целей и научно-исследовательских работ
    • 4. 2. Приведение уравнений к канонической форме
    • 4. 3. Методика построения и пользования номограммой
  • 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГУСЕНИЧНОГО ХОДА С ЗАЛЕЖЬЮ
    • 5. 1. Исследование процесса взаимодействия трака с торфяной залежью
    • 5. 2. Влияние расстояния между опорными катками и наг я -жения на процесс формирования нагрузок в ходовых. системах гусеничных машин
    • 5. 3. Экспериментальная проверка методики выбора рациональных параметров гусеничного хода
      • 5. 3. 1. Оценка методики по литературным источникам
      • 5. 3. 2. Испытания гусеничного прицепа СГШ-ОП
      • 5. 3. 3. Испытания уборочного кузова ГПС
  • ВЫВОДЫ

Выбор рациональных параметров ходовой системы прицепных гусеничных торфяных машин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Центральным Комитетом КПСС и Советом Министров СССР в последнее время были приняты ряд важных постановлений, направленных на повышение продуктивности сельского хозяйства в 1981 -85гг. Особая роль отведена торфу и сапропелю как наиболее важным источникам получения высокоэффективных органических удобрений, особенно в виде торфонавозных компостов. В соответствии с решениями ХХУ и ХХУ1 съездов КПСС доля торфа, идущего на топливо, неуклонно сокращается И. Из 200 миллионов тонн добываемого торфа в настоящее время около двух третей идёт на удовлетворение потребностей сельского хозяйства И, а в перспективе, как предусмотрено майским Пленумом КПСС (1982г.)" запланировано довести в двенадцатой пятилетке добычу торфа для приготовления компостов и на подстилку не менее чем до 170 млн. тонн в год[з].

Значительные объёмы производства торфа требуют непрерывной работы по совершенствованию процессов добычи торфа, снижению затрат на его добычу и повышению производительности труда.

Уборка добываемого торфа в подавляющем большинстве случаев производится прицепными гусеничными машинами. Их в торфяной промышленности насчитывается около 10 тысяч. Имеется также свыше трёх тысяч гусеничных прицепов-самосвалов различных конструкций. Повышение эксплуатационных качеств этих машин является актуальной задачей.

Одним из важнейших эксплуатационных качеств прицепных машин является коэффициент сопротивления движению. Его снижение приводит к повышению к.п.д. агрегата трактор-машина, экономии топлива, способствует увеличению производительности труда. Величина коэффициента сопротивления движению зависит от большого количества факторов, полный учёт которых весьма сложен. В данной работе исследуется зависимость сопротивления движению от следующих основных параметров:

1) нагрузка на каток;

2) натяжение гусеничной цепи;

3) расстояние между опорными катками;

4) диаметр опорных катков;

5) число опорных катков;

6) диаметр направляющего и натяжного колёс;

7) физико-механические свойства торфяной залежи.

Основное содержание работы соответствует одному из этапов задания 001.07.01.05 плана важнейших работ Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике (тема 145).

Целью работы является аналитическое исследование процесса взаимодействия гусеничного хода с торфяной залежью, разработка методики выбора рациональных параметров хода с последующей экспериментальной проверкой.

Методика исследований. При решении систем уравнений равновесия траков использовались элементы матричной алгебры. Исследование динамических нагрузок в ходовых системах гусеничных торфяных машин выполнялось с применением теории рядов Фурье. Разработка номографического метода выбора рациональных параметров гусеничного хода базируется на представлен—: ниях проективной геометрии. Экспериментальные работы выполнялись с использованием безусилительных тензометрических схем и другой контрольно-измерительной аппаратуры. На всех этапах работы широко использовались ЭВМ — решение систем уравнений, статистическая обработка экспериментальных данных, проведение вычислительного эксперимента.

Научная новизна работы заключается в следующем: получено аналитическое выражение для критерия оптимизации параметров гусеничного ходанайдено общее решение система уравнений равновесия для п траковтеоретически доказано наличие определённого расстояния между опорными катками, минимизирующего динамические нагрузки, передаваемые от опорных катков на раму машиныпредложены аналитический и номографический методы выбора рациональных параметров гусеничного хода.

Практическая ценность. Использование результатов работы сокращает объём предварительных исследований, необходимых при разработке технического задания на проектирование перспективных гусеничных прицепов. Предложенные методики снижают затраты на проектирование и доводку конструкции, исключая возможность принятия ошибочных решений.

Реализация результатов работы. На основании выполненных исследований разработано техническое задание на проектирование гусеничного уборочного кузова ГПС-7, предназначенного для работы на верховой залежи. Прицеп спроектирован, изготовлен и испытан, подтвердив в эксплуатационных условиях правильность данных рекомендаций.

6. ВЫВОДЫ.

1. Критический анализ результатов теоретических и экспериментальных работ позволил сформулировать критерий оптимизации параметров гусеничных ходов торфяных машин. Гусеничный ход обладает минимальным сопротивлением движению при таких параметрах, при которых суммарная работа колееобразования, мятия залежи опорными катками и работа на преодоление сил трения в шарнирах минимальна.

2. Благодаря впервые выполненному аналитическому исследованию гусеничных систем в самом общем виде с учётом звенчатос-ти цепи, получено выражение критерия оптимизации как функции от параметров гусеничного хода. Это выражение содержит в качестве аргументов не только традиционно учитываемые параметры, но и ряд дополнительных (диаметр опорных катков и их количество), позволяющих глубже раскрыть механику процесса взаимодействия гусеничного хода с торфяной залежью.

3. Теоретически доказано, что траектория точки контакта опорного катка и трака является параболой. Уточнение кинематики трака позволило наметить перспективные направления работ по снижению динамических нагрузок в ходовых системах гусеничных машин.

4. Аналитически доказано и подтверждено экспериментально, что при выборе расстояния между опорными катками, равному, А = (т-* динамическое воздействие их на раму машины минимально.

5. Предложенные (аналитический и номографический) методы выбора рациональных параметров гусеничного хода позволяют с минимальными затратами времени априорно оценивать эффективность конструктивных решений.

6. Для уменьшения энергозатрат на колееобразование и мятия залежи опорными катками рекомендуется снижать нагрузку на опорный каток, что достигается не только при увеличении числа опорных катков, но и опускании направляющих колёс на залежь с соответствующей их догрузкой.

7. Исследование процесса взаимодействия гусеничной машины с торфяной залежью показало, что не представляется возможным указать параметры гусеничного хода с минимальным сопротивлением движению для любых условий эксплуатации. В каждом случае они определяются в зависимости от физико-механический свойств залежи, массы машины и допустимого давления с последующим экспериментальным уточнением оптимального натяжения в обводе.

8. Методика была использована при проектировании гусеничного уборочного кузова ГПС-7, предназначенного для работы на залежи верхового типа. Результаты испытаний подтвердили правильность данных рекомендаций.

9. Применение результатов работы обеспечивает суммарный экономический эффект в торфяной промышленности свыше 80 тысяч рублей.

10. Методика может быть использована при проектировании гусеничных прицепов, работающих на грунтах, для которых допустим принцип линейной деформируемости.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Основные направления экономического и социального развития СССР .на 1981−1985-гг. и на период до 1990 г.- Правда, 1981,5 мая.
  2. Панников В.Д."Оленин A.C. Широкая программа эффективного использования, торфа в сельском хозяйстве. .Торфяная-Промышленность, 1982, № 4, с.2−3.
  3. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года. -Правда, 1982, 27 мая.
  4. В.Н. Влияние характера пути на.тяговые.качества.трактора.-Труды/Н.-и.трактор.ин^т. -М.:Машгиз, 1944, вып.41,с.17−28.
  5. Е.Д. Теория трактора. М.:Машгиз, 1960 — 252 с.
  6. М.И. Теория гусеничных систем. Киев: Госиздат Украины, 1934 -194 с.
  7. М.И. Конструирование трактора. Харьков-Киев: Госиздат Украины, 1935 — 252 е. ,
  8. Ю.Карельских Д. К., Кристи М. К. Теория, конструкция и расчёт тракторов. М.-Л.:Машгиз, 1940 — 520 с. 1.Груздев Н. И. Танки. М.-Машгиз, 1944 — 482 с.
  9. И.И. Эксплуатационные показатели сельскохозяйственных тракторов. М.:Машгиз, 1963 — 271 е. — -.
  10. A.B., Волков С. П. Измерение реакций грунта на гусеницу с. помощью тензометрического башмака. Труды/Н.-и. трактор, ин-т. М.:НАТИ, вып.20, i960- 108 с.
  11. A.B. и др. Влияние конструктивных параметров гусеничного трактора на его тягово-сцепные свойства. М. Машиностроение, 1969 -191 с.
  12. Уткин-Любовцев О. Л. Влияние конструктивных параметров на потери мощности в. полужёсткой ходовой, части гусеничного трактора. Автореф. Дисс.. канд.техн.наук. M.: 1959 — 18 с.
  13. Уткин-Любовцев О. Л. Итоги исследований и перспективы развития ходовых систем тракторов. Тракторы и сельхозмашины, 1971, № 1, с.5−9. .
  14. И.И. О качёнии гусеничного трактора.с образованием колеи. Тракторы с сельхозмашины, 1965, № 9,с.12−14.
  15. М.И. Влияние распределения нагрузки по опорным каткам на тягово-сцепные качества гусеничного трактора" Труды/Н.-и. трактор, ин-т. — М.:НАТИ, вып.240,1975,с.40−47.
  16. В.А. Исследование и обоснование рационального поло-., жения центра тяжести болотного трактора: Автореф.. Дисс.. канд. техн. наук. Минск:1958 18 с.
  17. В.А. Влияние положения центра тяжести м центра давления трактора на его проходимость и тягово-сцепные качества на торфяно-болотных почвах. Минск: Изд. АСХН БССР, 1958 — 36 с.
  18. В.А. Оптимальная форма эпюры нормальных давлений на грунт у мелиоративных тракторов. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1969, N27,с.34−35.
  19. А.П., Максименко Е. И. Об удельном давлении гусеничного движителя. -.Тракторы и сельхозмашины, 1962,№ 7,с.13−15.
  20. В.А. Работа гусеничного хода с упруго-балансирной подвеской. Торфяная промышленность, 1963,№ 3,с.4−8.
  21. С.Г. Торфяные машины и комплексы. Второе изд., переработанное и.дополненное. — М.:Недра, 1981 — 416 с.
  22. С.Г. Метод расчёта давления гусеничной лесотранс-портной машины на грунт. Лесной журнал, 1976,№ 1,с.48−52.
  23. В.А. Исследование распределения удельного давления по длине опорной поверхности гусеничного движителя самоходных -уборочно-транспортных машин:Автореф. Дисс.. канд.техн.наук. М.: 1966 — II с. .
  24. М.Н. Исследование динамических нагрузок в шарнирах гусеницы сельскохозяйственного трактора на повышенных скоростях: Автореф. Дисс.. канд. техн. наук. Киев, 1962 — 20 с. ~.
  25. Скотников В.А."Тетёркин А. Е. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов. Минск: Вышэйшая школа, 1973 т 254 е.
  26. Н.Ф. Трение в, шарнирах гусениц тракторов. Труды Н.-и. трактор, ин-т. — М.:Машгиз, 1944, вып.41,с.4−16. ,
  27. Захматов И.П.^Воробьёв Е.Л.-0 работе шарниров гусениц типа ЧТЗ. Известия вузов, Машиностроение, 1966,№ 8,с.69−73.
  28. Уткин-Любовцев О. Л. Потери мощности- в ходовой системе гусеничного трактора. Тр/Н.-и. трактор, ин-т. — М.:НАТИ, вып.51, 1957 — 50 с.
  29. Г. А. Исследование эксплуатационных характеристик гусеничных движителей уборочно-транспортных машин в условиях Дальнего Востока:Автореф. Дисс.. канд.техн.наук. Благовещенск, 1982 — 16 с.
  30. М.Н. Влияние некоторых конструктивных параметров ходового механизма на потери трения в шарнирах гусениц трактора. ^ Тракторы и сельхозмашины, 1960,№ 6,с.11−14.
  31. Н.Г. и др. Теория и расчёт гусеничного движителя землеройных машин. Киев: Техника, 1970 — 192 с. .
  32. Мацепуро М.Е."Гуськов.В. В. Исследования тягово-сцепных качеств трактора на торфяниках. В кн. Вопросы. земледельческой механики. — Минск: АСХН БССР*1961,т.6,с.5−49.
  33. В.В. Оптимальные параметры сельскохозяйственных тракторов. М. Машиностроение, 1966 — 195 с. 39.0пейко Ф.А.-Колёсный и гусеничный ход. Минск: АСХН БССР, 1966 — 228 с.
  34. В.П. О качении жёсткого катка по ленте, подкрепленной деформируемым основанием. Известия вузов, Машиностроение, 1977,№ 8,с.96−101.
  35. И.М. Исследование гусеничного оборудования мощных экскаваторов в целях улучшения расчёта и конструирования: Автореф. Дисс. .канд. техн. наук. М. Л955 — 14 с.
  36. И.И. Уменьшение угла поворота гусеничных звеньев в грунте. Механизация и. электрификация социалистического сельского хозяйства, 1970,№ 5,с.38.
  37. Г. П., Багров В. Г. Коэффициент сопротивления движению прицепных торфяных машин. Торфяная промышленность, 1976, № 7, с.2−4.
  38. В.А., Багров В. Г. и др. Гусеничный тракторный прицеп- -самосвал МТП-24А (ГПС-2МП). Торфяная промышленность, 1973,№ 7, с.17−19.
  39. СТП 2I4-I-5I-76 Ход гусеничный торфяных машин. Основные параметры и методы расчёта. -Л.: ВНИИТП, 1976 17 с.
  40. И.И. Исследование физико-химической природы торфа и процессов структурообразования в торфяных системах с целью регулирования их свойств. Калинин, 1969 — 25 с.
  41. БО.Юсенко A.C. Особенности процесса прессования при производстве торфяных питательных брикетов: Дисс.. канд. техн. наук. -Л.: 1982 196.с.
  42. А.Л. Исследование динамики деформации торфа сжатием в режиме статических, квазистатических и динамических нагруже-ний:Автореф.Дисс.. канд.техн.наук. Каунас, 1974 — 33 с.
  43. H.H. Введение в физику торфа. М.-Л.:Госэнергоиздат, 1947 — 228 с.
  44. С.С. Исследование физико-механических свойств торфа: Сб. статей Всесоюзн. научно-исследов. института торфяной промышленности. .-.М.-Л.-Госэнергоиздат, 1953, вып.12,.235 с.
  45. Е.С. Влияние скорости деформации на величину напряжений сжатия в торфяно-болотных почвах. Механизация и электрификация социалистического селького хозяйства, 1966,№ 8,с.4−7.
  46. O.E. Исследование сжимаемости торфа. Тр/ВНИИ «Водгео» — М.:ВНИИпВодгео", 1978, вып.72, с.7−9. .
  47. Л.С. Прочность и деформируемость торфяных грунтов. -М.:Недра, 1969 191 с. .
  48. М.Г. Введение в теорию систем местность-машина. М.: Машиностроение, 1973 — 520 с.
  49. Либик В. К* 0 некоторых результатах аналитического исследования гусеничных систем.-- Л.:1980,7 с. Рукопись представлена ВНИИТП. Деп. в ЦБНТИ Минтоппрома РСФСР, Экспресс-инф.Торфяная промышленность, Серия I, № 5.
  50. .П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. -М.:Физматгиз, 1963 569 с.
  51. В.К. Исследование гусеничных систем с учётом их звенча-тости. Л., 1983,5 с. — Рукопись представлена ВНИИТП. Деп. в ЦБНТИ Минтоппрома РСФСР, Экспресс-инф., вып.7,.с.32.
  52. Цзе Ф.С. и др. Механические колебания. М. Машиностроение, 1966 — 508.с. .
  53. В.К. О рациональном размещении опорных катков на раме машины. Тр/ВНИИ торф.пром., Л.:ВНИИТП, вып.44,1980,с.48−54.
  54. В.К. Исследование динамики гусеничных ходов.торфяных машин. Торфяная промышленность, 1979, Мб, с.18−20.
  55. И.К. Теория колебаний. К.:Наука, 1968 — 560 с.
  56. Гусеничные транспортёры-тягачи. (Под ред. Б. Ф. Платонова. -М.:Машиностроение, 1978 351 с.
  57. В. В. Дуприянчик В.В., Кислов Н. В. Влияние сопротивления движению машин по торфяному грунту на тяговые свойства гусеничного хода. Торфяная промышленность, 1978,№ 7,с.19−22.
  58. М.П. Подъёмно-транспортные машины. М.: Высшая школа, 1979 — 560 с.
  59. В.А. Некоторые особенности работы гусеничного движителя на слабых почвах. Тракторы и сельхозмашины, 1964, № 1, с.15−18. .
  60. H.A. Механика грунтов. М.:Высшая школа, 1968−258 с.
  61. В.А. Основы механики грунтов. В двух томах М.-Л.: Госстройиздат, т.1,1961 — 357 с. .
  62. К. Теория механики грунтов. М.:Госстройиздат, 1961, 507 с.
  63. А. Что такое вычислительный эксперимент. Наука и жизнь, 1979,№ 2, с.27−32. .
  64. В.К. Влияние параметров гусеничного хода на сопротивление движению прицепных торфяных машин. В сб. Вопросы проходимости сельскохозяйственных машин, Благовещенск, 1982, с.63−69.
  65. В.Я., Водолажченко Ю. Т. Конструирование и расчёт сельскохозяйственных тракторов. М.^Машиностроение, 1976 — 455 с.
  66. Абакумов О.Н., СеленновВ.Г. О деформации поверхности залежи около гусеницы (штампа). -Тр/ВНИИ торфяной промышленности, Л.: ВНИИТП, вып.40,1978,с.48−50.76*Глаголев H.A. Курс номографии. М.:Высшая школа, 1961 — 270 с.
  67. Г. С. Номография и её возможности. М.:Наука, 1977, 128 с.
  68. Г. С. Основы номографии. М.:Наука, 1976 — 352 с.
  69. Абакумов.О.Н."Селеннов В. Г. Оценка деформируемости торфяного -основания, г- Тр/ВНИИ торфяной промышленности^. :ВНИИТП, вып.40, 1978, с.3−9.
  70. П.А. Сельскохозяйственные дороги на болотах. Минск: Урожай, 1966 — 167 с.
  71. В.Н. Лабораторные исследования упругих деформаций торфяных грунтов при повторных нагрузках. Известия вузов, Лесной журнал, 1965, № 1,с.84−90.
  72. В.П. Распределение напряжений в торфе и в двухслойной системе песок-торф. В кн. Регулирование водного режиматорфяных почв. Минск: Урожай, 1964, с.86−102.
  73. М.М. Энергоэффективные ходовые системы для машин торфяного производства. Дисс.. докт. техн. наук. Калинин, 1983 — 333 с. .
  74. В.И. и др. О давлении гусеничного движителя на грунт. Известия вузов, Машиностроение, 1973,№ 8,с.94−99.
  75. ГОСТ 20 779–81 Экономическая эффективность стандартизации. -М.:Изд-во стандартов, 1982 47 е. .
  76. Schuriщ D.J. Zur. Mechanik desstarren Hades auf weichem Boden. TOI Zeitsehr., Vol, 103, Яо16.
  77. D. 14, Emori. E. I. Feasibility of Model Strudy in Earthworking Equipment. «Trans. АБАЕп, 1965, Уо1.8,1Го2.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?