Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 8
1.1. Устойчивость прямолинейного движения и управляемость тракторных агрегатов
1.2. Оценочные критерии устойчивости прямолинейного движения и управляемости и их анализ 25
2. Теоретические предпосылки к обоснованию параметров агрегата при междурядной обработке хлопчатника 31
2.1. Исследование вертикальных сил, действующих на тракторный агрегат 31
2.2. Анализ сил и моментов действующих на тракторный агрегат в горизонтальной плоскости 35
2.2.1. Влияние сил сопротивления рабочих орудий на управляемость тракторным агрегатом в горизонтальной плоскости 35
2.3. Влияние разности крутящих моментов ведущих колес на устойчивость прямолинейного движения тракторного агрегата 43
2.4. Устойчивость прямолинейного .движения тракторного агрегата при междурядной обработке хлопчатника 48
2.5. Исследование внешних сил действующих на направляющее колесо трактора Т-28Х4 53
2.6. Влияние силы сопротивления качению на устойчивость прямолинейного движения тракторного агрегата при междурядной обработке хлопчатника 59
2.7. Критерий вероятности нарушения траектории движения тракторного агрегата 66
3.8. Устойчивость прямолинейного движения тракторного агрегата при междурядной обработке хлопчатника 70
2.9. Вероятность определения величины минимальной защитной зоны 73
3. Программа и методика экспериментальных исследовании... 79
3.1. Объект исследовании 79
3.2. Программа экспериментальных исследовании 81
3.3. Аппаратура и приборы, применяемые для экспериментального исследования 84
3.4. Методика измерений 84
3.5. Тарировка тензозвеньев 88
3.6.1. Лабораторные испытания 96
3.6.2. Определение качества работы агрегата 97
3.7.1. Методика определения устойчивости прямолинейного движения при междурядной обработке в зависимости от рабочей скорости движения 97
3.7.2. Методика определения устойчивости управляемого движения тракторного агрегата при междурядной обработке хлопчатника 98
3.8. Обработка экспериментальных данных и оценка погрешности изменений 101
3.9. Методика определения поперечного профиля междурядия хлопчатника перед культивацией 103
3.10. Культивация посевов хлопчатника и агротехнические требования к ней. 105
4. Анализ результатов экспериментальных данных 109
4.1. Анализ результатов исследования распределения вертикальных нагрузок по осям тракторного агрегата при между рядной обработке хлопчатника 109
4.1.1. Изменение вертикально нагрузка по осям при движении в транспортном положении рабочих орудий 109
4.1.2. Изменение вертикальной нагрузки по осям при двиении тракторноготагрегата с крюковой нагрузкой 111
4.2. Анализ измененрия величины ведущего момента на полуосях трактора 115
4.3. Анализ результатов взаимодействия направляющего колеса с профилем хлопкового поля при междурядной обработке хлопчатника 121
4.4. Анализ устойчивости неуправляемого движения тракторного агрегата 132
4.5. Анализ изменения ішзфхїжциекта относительного удлинения пути 138
4.6. Изменение угла поворота направляющего колеса трактора 143
4.7. Факторы определяющие напряженность работы водителя... 149
4.8. Определение агротехнических показателей при междурядной обработке хлопчатника 151
4.9. Расчет экономической эффективности использования тракторного агрегата при междурядной обработке хлопчатка 153
Выводы 161
Литература 164
Приложения 177
- Устойчивость прямолинейного движения и управляемость тракторных агрегатов
- Исследование вертикальных сил, действующих на тракторный агрегат
- Программа экспериментальных исследовании
- Изменение вертикально нагрузка по осям при движении в транспортном положении рабочих орудий
Устойчивость прямолинейного движения и управляемость тракторных агрегатов
Общая теория динамической устойчивости разработана известным русским ученым А.М.Ляпуновым и продолжена его учениками Н.Г.Чета-евым, И.Г.Малкиным, Е.А.Барабашиным, Д.Р. Маркиным и др. Под динамической устойчивостью понимается совокупность свойств агрегата, благодаря которым характер движения системы может сохраниться как при воздействии возмущающих сил, так и спустя некоторое время после их прекращения.
Траектория движения трактора при выполнении той или иной сельскохозяйственной операции может быть описана дифференциальным уравнением. При составлении дифференциальных уравнений приходится делать много допущений из-за сложности процессов, проходящих при движении тракторных агрегатов.
Уравнения движения для сельскохозяйственных машин составлялись И.И.Артоболевским, П.М.Василенко, А.И.Тимофеевым, С.А.Иофи-новым, Б.И.Турбиным, А.Б.Лурье и др.
"Применение в современной инженерной практике уравнения дви-жения машинных агрегатов, - отмечает И.И.Артоболевский - как правило, дает представление об истинном движении этих агрегатов. В связи с этим необходимо дальнейшее теоретическое и экспериментальное изучение истинного движения различных машинных агрегатов. Необходимо поставить вопрос связанный с экспериментальным изучением и исследованием механических характеристик машин - двигателей, рабочих машин- и машинных агрегатов".
От устойчивости прямолинейного движения и управляемости тракторного агрегата, в основном, зависит требуемая траектория, ограничивающаяся агротехническими требованиями.
Относительно высокая скорость движения автомобиля способстствовала более раннему исследованию устойчивости движения и управляемости их.
Первые исследования движения в зависимости от такого конструктивного параметра как рулевая трапеция относятся по Б.К.Молдозев-скому [ %2 ] . Эти исследования были продолжены М.Л.Эрлихом fit о] , М.И.Лисовым, Ю.Г.Стефановичем, В.Г.Кузьминским fis,v?] с учетом стабилизации управляемых колес.
Исследованию устойчивости движения автомобиля посвящены фундаментальные работы Е.АЛудакова, Я.ГЛ.Певзнера, которые особое внимание уделили влиянию боковой эластичности колес на устойчивость автомобиля при различных скоростях движения.
Я.М.Певзнер теоретически и экспериментально обосновал условие устойчивости кругового движения и прямолинейного движения автомобиля, определил влияние тяговых и тормозных усилий на устойчивость движения, а также охарактеризовал устойчивость автомобиля на повороте переменной кривизной
Исследование устойчивости движения и управляемости для тракторных агрегатов относятся работы А.С.Литвинова, А.И.Тимофеева, Р.Р.Двали, В.Ф.Коновалова, В.И.Фортуна, П.Б.Бартаханова, Х.Х.Хай-руллаева, О.В.Лебедева и др.
Исследование вертикальных сил, действующих на тракторный агрегат
Как видно из зависимостей (2.6) вертикальные нагрузки приходящиеся на опоры не постоянны, а зависят от скоростного и нагрузочного режима работы тракторного агрегата, от положения координаты центра тяжести и точки навески сельхозорудия, от физико-механических свойств и влажности почвы. Из уравнения (2.6) видно, что разгрузка направляющего колеса происходит за счет изменения горизонтальных составляющих сил сопротивления рабочих орудий и силы сопротивления перекатыванию колес, а догрузка на нем возникает только от вертикальной составляющей силы сопротивления рабочих орудий и ее точки приложения относительно продольной оси трактора. Увеличение сил сопротивления рабочих орудий агрегата способствует догрузке ведущих колес, что в свою очередь повышает тяговые свойства трактора.
Разгрузка направляющего колеса ZH до определенного предела может не нарушать устойчивость прямолинейного движения и управляемость тракторного агрегата. Следовательно для каждого технологического процесса существует допустимая минимальная нагрузка. Критерием установки минимальной нагрузки служит коэффициент поперечного сцепления направляющего колеса с почвой, динамическая продольная устойчивость и тягово-сцеиные свойства трактора. Минимальная нагрузка на направляющем колесе Y.Hmcn определяет оптимальную массу на нем, а это позволит дополнительно догрузить, если это возможно, ведущие колеса. Это особенно важно для тракторов хлопковой модификации, где размеры кодовой части ограничены агротехническими требованиями и обеспечение тягово-сцепных свойств за счет увеличения шины невозможно.
Программа экспериментальных исследовании
Программой исследований были предусмотрены лабораторные и полевые испытания, а также обработка экспериментальных данных с использованием ЭВМ и их анализ с целью решения задач, сформулированных в разделе I.
Программа предусматривает экспериментально исследовать зависимость устойчивости прямолинейного движения, управляемости от: перераспределения нагрузок по колесам трактора, параметров агроаюна и внутришинного давления при междурядной обработке хлопчатника.
Экспериментально решались следующие задачи:
1. Определение основных данных п характеристик трактора и навесной машины, вытекающих из аналитических исследований: продольная база, ширина колеи, веса трактора, статические нагрузки на ведущие и направляющие колеса трактора, координаты центра тяжести трактора.
2. Влияние скорости движения п силы сопротивления рабочих орудий на перераспределение нагрузки по осям трактора при междурядной обработке хлопчатника.
3. Взаимодействия направляющего колеса с поливными бороздами.
4. Определение устойчивости прямолинейного движения тракторного агрегата в зависимости от скорости движения:
а) при жестко закрепленном рулевом и направляющем колесами;
б) при управляемом движении.
5. Определение влияния глубины поливных борозд на устойчивость прямолинейного движения и управляемость.
6. Влияние скорости движения тракторного агрегатаи и параметров агрогаона на условие работы тракториста.
7. Влияние скорости движения тракторного агрегата на агротехнические показатели при междурядной обработке.
Лабораторными испытаниями предусматривалось определить: продольную базу, ширину колеи, нагрузки по колесам, общую массу трактора и расположение центра тяжести трактора. Определение общей массы трактора, распределения нагрузки по колесам и расположения ц.т. трактора определить с навесным.культиватором и без него.
Полевые испытания проводились согласно ГОСТ 7057-73 и по разработанной наїж методике на фоне для послопной обработки почвы после полива хлопчатника. В процессе испытаьпш менялись следующие параметры тракторного агрегата: рабочая скорость движения, крюковое усилие, давление в шинах, управляемое воздействие (неуправляемое и управляемое движение). Исследовалось влияние глубины поливных борозд на устойчивость прямолинейного движения и управляемость тракторного агрегата. Полевые испытания проводились на полях учебно-опытного хозяйства ТИИИМСХа.
Изменение вертикально нагрузка по осям при движении в транспортном положении рабочих орудий
Испытания проводились на поле подготовленном к культивации. Условия движения ходовой части трактора соответствовали тем, при которых выполнялась междурядная обработка хлопчатника. При испытаниях скорость движения агрегата в соответствующих передачах из
Как видно из таблицы 4.1 с увеличеішем скорости движения вертикальная нагрузка на направляющем колесе трактора уменьшается, а на ведущих колесах увеличивается. Так, например, при движении тракторного агрегата с рабочими орудиями в транспортном положении со скоростью Ут =0,85 м/с вертикальная-нагрузка на направляющем колесе составляет ZH = 11,20 кН, а на задних колесах 2Г$ = 26,36 кН, а при скорости движения Ц- = 3,7 м/с соответственно ц = 10,50 кН и Z& - 27,05 кН. Разгрузка направляющего колеса относительно статической при вышеуказанных скоростях движения составляет = 890 Нилд = 1550 Н. Как видно из зависимости (2,7) приведенной в теоретической части работы, на изменение вертикальной нагрузки влияет величина силы сопротивления качеьшю трактора, т.е. с увеличеішем силы сопротивления качению направляющее колесо разгружается, а ведущие колеса догружаются.
