РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МТА С УДП

Результаты лабораторных исследований

Определение жесткости и коэффициента демпфирования трансмиссии с различными приводами измеряли непосредственно на тракторе на всех передачах [14].

Осциллографом регистрировали момент на ведомом валу сцепления, а по шкале, с помощью стрелки, прикрепленной к этому же валу сцепления, определяли угол его закрутки ср [14].

Жесткость трансмиссии определяем по формуле

Для определения демпфирования трансмиссии нагружение производили через маховик двигателя при блокированных колесах. После того, как трансмиссия закручена на известный угол ср, сцепление резко выключали, регистрируя на осциллографе изменение раскрутки сцепления по времени [14].

Уравнение раскрутки вала, при мгновенном сбросе нагрузки

где с - жесткость трансмиссии; ср -угол закрутки вала сцепления;

К -коэффициент демпфирования; I - приведенный момент инерции трансмиссии к валу сцепления.

Влияние третьего члена уравнения мало, и им можно пренебречь. Решение этого уравнения:

Полученную на осциллограмме кривую cp=cp(t) аппроксимировали методом наименьших квадратов по выражению (4.3). Учитывая, что при t=0, ср=сро, найдем К при известном С (табл.4.1).

Экспериментальные значения С и К приведены без скобок, а теоретические - в скобках.

Определение коэффициентов демпфирования производилось также по осциллограммам свободных колебаний крутящих моментов на валу сцепления и полуосях при заблокированном маховике. При этом свободные колебания мобильной машины на шинах продолжаются на протяженности первого периода. Это позволяет считать, что колебания, записанные на осциллограмме, после первого периода происходят без заметного влияния тангенциальной жесткости шин [92,94].

Результаты экспериментальных исследований приведены в табл. 4.1 и прил. 1 и 2.

По теории колебаний уравнение раскрутки трансмиссии и шин, при мгновенном сбросе нагрузки, можно представить в следующем виде:

где Ь - приведенный момент инерции трансмиссии; К - коэффициент демпфирования в трансмиссии и шинах; С - жесткость трансмиссии.

Таблица 4.1

Приведенная к валу сцепления жесткость и демпфирование

трансмиссии тракторов ЛТЗ с различными приводами_

Показатели

Передача трактора ЛТЗ-55А

Передача трактора ЛТЗ-155

3

5

6

1/4

2/3

2/4

3/3

Жесткость трансмиссии С, Нм/рад

208,0

698,1

850,2

96,5

280,0

320

702,5

Коэффициент демпфирования К, Нмс/рад

0,42

0,53

0,95

0,42

0,56

0,68

1,15

Жесткость трансмиссии с УДП С, Нм/рад

  • 21,0
  • (20,7)
  • 39,2
  • (39,1)
  • 173,0
  • (172,5)
  • 25,2
  • (25,6)
  • 95,2
  • (96,3)
  • 122,7
  • (121,5)
  • 214,5
  • (215,2)

Коэффициент демпфирования с УДП К, Нмс/рад

  • 0,75
  • (0,76)
  • 0,90
  • (0,95)
  • 1,63
  • (1,60)
  • 0,66
  • (0,70)
  • 0,92
  • (0,94)
  • 1,0
  • (U2)
  • 1,60
  • (1,62)

Уравнение (4.4) можно привести к следующему виду:

где коэффициент затухания в системе

Решением уравнения (4.5) является:

где А - амплитуда колебаний;

По кривой свободных затухающих колебаний определяется логарифмический дискремент затухания, который выражается как натуральный логарифм отношения двух последующих амплитуд одного периода в виде

Используя зависимость между коэффициентом затухания h, логарифмическим дискрементом затухания и периодом, можно определить:

где Т - период колебаний, тогда

откуда, коэффициент демпфирования трансмиссии

Основным источником демпфирования конструкций УДП, помещенных в масляную ванну, является внутреннее трение (гистерезис) в упругих элементах и внешнее трение в местах соприкосновения упругих элементов. По своей природе внутреннее трение близко к трению вязкому, поэтому его, с небольшим допущением, принимают пропорционально скорости.

Увеличение демпфирования можно создать за счет большого количества пакетов упругих элементов.

Значения коэффициентов демпфирования приводов, полученных по результатам теоретических исследований, были подобраны пакетами упругих элементов, по осциллограммам свободных колебаний крутящих моментов на валу сцепления.

После подбора оптимальных значений жесткости и демпфирования УДП снимали их статические характеристики (см.рис. 3.2 и 3.6).

Разницы между значениями линий нагрузки и разгрузки в данном случае обусловлены гистерезисом в упругих элементах и внешним трением в местах соприкосновения упругих элементов.

Таким образом, полученные характеристики УДП (см.рис.3.2 и 3.6) полностью соответствуют оптимальной характеристике, представленной на рис.2.4(а) и 2.4(6).

Анализ оптимальных характеристик регрессивнопрогрессивного типа, установленных в приводе ведущих колес универсально-пропашных тракторов ЛТЗ, показывает, что они обеспечивают «бегущую» собственную частоту, что уменьшает склонность системы к возникновению резонансных колебаний (см.рис. 2.4).

На рис.4.1 представлена обобщающая оптимальная характеристика универсально-пропашных тракторов ЛТЗ.

Оптимальные характеристики универсально-пропашных тракторов ЛТЗ со скобообразными пружинами

Рис. 4.1. Оптимальные характеристики универсально-пропашных тракторов ЛТЗ со скобообразными пружинами

На характеристике привода отмечено три основных участка, позволяющих оценить его функциональные способности. Повышенная жесткость участка I позволяет исключить резкое увеличение угла закрутки при трогании, благодаря этому упругий привод отличается отсутствием свободного хода. Ярко выраженная нелинейность участка I позволяет устранить резонансные режимы. При работе со средней нагрузкой УДП работают на участке II. При больших нагрузках УДП из-за достаточной динамической емкости исключает удары в упоры (участок III).

Вид характеристики при приложении положительного крутящего момента аналогичен ее виду при приложении отрицательного крутящего момента, что говорит о возможности привода воспринимать весь спектр колебаний нагрузки с учетом работы трактора на реверсе. Демпфирование ограничивает опасное развитие резонансных колебаний в трансмиссии.

Следовательно, обладая высокой энергоемкостью, упругие приводы с оптимальной характеристикой смягчают толчки и удары нагрузки, а также способны демпфировать колебания крутящих моментов в трансмиссии, с учетом работы трактора на реверсе.

Массо-геометрические размеры и параметры, входящие в дифференциальные уравнения, приведены в прил.1 и 3, регуляторные характеристики - в прил. 4 и 5.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >