Введение к работе
Актуальность работы. В число приоритетных национальных проектов России входит развитие агропромышленного комплекса. Одной из целей Государственной программы развития сельского хозяйства является модернизация и техническое переоснащение сельского хозяйства. Внедрение интенсивных технологий в сельскохозяйственное производство предполагает широкое использование многозвенных шарнирно-соединенных мобильных машин (ШСММ), выполняющих за один проход несколько технологических операций, а также оснащение сельского хозяйства современными ШСММ для транспортировки сельскохозяйственной продукции. Применение многозвенных ШСММ позволяет поднять урожайность, повысить производительность труда, сократить расход горюче-смазочных материалов, и.т.д.
Увеличение числа звеньев в составе ШСММ ведет к увеличению их габаритных размеров, массы, ухудшению технико-эксплуатационных свойств - маневренности, управляемости, устойчивости и др. Ухудшение маневренности ШСММ снижает эффективность их применения, требует более высокой квалификации водителей. Наиболее сложным при движении ШСММ является выполнение маневров с применением движения заднего хода. Наличие шарнирного соединения и отсутствие управляющих связей между звеньями приводит к складыванию звеньев ШСММ при их движении. Такие эксплуатационные факторы, как низкий коэффициент сцепления, наличие поперечного и продольного уклона дороги и др. могут привести к прогрессирующему складыванию и значительному поперечному смещению звеньев ШСММ от направления прямолинейного движения при их движении задним ходом.
Одним из путей, способных снизить склонность ШСММ к складыванию и уменьшить поперечное смещение их звеньев является создание момента сопротивления взаимному повороту звеньев ШСММ. Такой момент может быть создан устройством для предотвращения складывания (УДПС). На сегодняшний день недостаточно полно изучен процесс маневрирования ШСММ, влияние УДПС на маневренность ШСММ, отсутствуют простые в изготовлении и эксплуатации УДПС и рекомендации по их применению.
Цель исследования - повышение маневренности шарнирно-соединенных мобильных машин за счет создания момента сопротивления взаимному повороту их звеньев.
Объект исследования - процесс маневрирования шарнирно-соединенных мобильных машин.
Предмет исследования - изучение влияния момента сопротивления взаимному повороту звеньев ШСММ на процесс маневрирования.
Методы исследования - при выполнении работы применялись методы аналитической механики, математического моделирования, экспериментальные исследования.
Научная новизна заключается в том, что:
- математическая модель движения ШСММ, реализованная в Матлаб-Симулинк, учитывает создание момента сопротивления взаимному повороту
звеньев ШСММ и позволяет исследовать влияние устройств для предотвращения складывания на маневренность ШСММ;
получены зависимости поперечной жесткости и коэффициента связи между поперечной и угловой деформацией для шин 260-508R, влияющие на боковой увод, с использованием стенда, конструкция которого защищена авторским свидетельством на изобретение;
исследовано влияние момента сопротивления взаимному повороту звеньев шарнирно-соединенной мобильной машины на ее маневренность, получены зависимости изменения угла складывания и поперечного смещения центра масс звеньев шарнирно-соединенной мобильной машины от момента, создаваемого устройством для предотвращения складывания, при выполнении различных маневров.
Практическая ценность состоит в том, что:
математическая модель ШСММ, зарегистрированная в гос. Реестре программ для ЭВМ, может быть использована для сравнительной оценки маневренности вновь создаваемых и модернизируемых ШСММ;
разработан и изготовлен опытный образец устройства для предотвращения складывания, конструкция которого позволяет создать момент сопротивления взаимному повороту звеньев ШСММ;
разработана методика и определены координаты центра масс (ц.м.) и моменты инерции звеньев ШСММ относительно осей, проходящих через Ц.М., полученные данные могут быть использованы при исследовании эксплуатационно-технических свойств, как одиночных, так и ШСММ;
оборудование, разработанное и созданное в процессе выполнения диссертации, используется при выполнении НИР по теме: Повышение эффективности использования автомобильного подвижного состава» и учебном процессе на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» Алтайского государственного технического университета.
Реализация работы. Методика определения координат ц.м и моментов инерции крупногабаритных машин и МТА, конструкторская документация стенда для определения координат ц.м. и моментов инерции крупногабаритных машин и МТА принята к внедрению НПО НАТИ. Конструкция стендов для определения моментов инерции и характеристик увода пневматических шин удостоена диплома I степени ВДНХ Алтайского края. Оборудование, созданное при выполнении диссертационной работы, используется в учебном процессе и при выполнении научных исследований на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» АлтГТУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях в Омске - СибАДИ, Челябинске - ЧПИ, Барнауле - АлтГТУ, на международных конференциях в Красноярске - КПП, Пензе - ПГУАС.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 3 статьи в журналах по перечню ВАК, получено 3 авторских свидетельства, 2 свидетельства о гос. регистрации программ для ЭВМ.
Основные положения, выносимые на защиту:
- математическая модель движения ШСММ, учитывающая создание мо
мента сопротивления взаимному повороту ее звеньев, позволяющая исследо
вать маневренность ШСММ;
- методика и результаты определения массово-геометрических
характеристик звеньев ШСММ;
результаты определения упругих характеристик пневматических шин 260-508R, влияющих на боковой увод;
результаты экспериментальных и теоретических исследований влияния момента сопротивления взаимному повороту звеньев ШСММ на маневренность.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов. Текст диссертации изложен на 143 стр. машинописного текста, включает 64 рисунка, 1 таблицу, 158 наименований использованной литературы, приложения.
