Авторы: Котов А.В.
Научный руководитель: Попов В.Б., к.т.н., доцент
В магистерской работе излагается причина применения подъемно-навесного устройства с переменными параметрами при некоторых режимах работы мобильного сельскохозяйственного агрегата. Предлагаются конструктивные решения и соответствующие им математические модели, обеспечивающие качественную работу мобильного сельскохозяйственного агрегата.
В настоящее время в сельскохозяйственном машиностроении РБ наблюдается тенденция к максимальной загрузке энергоносителей, и в частности универсальных энергетических средств, в рабочих режимах. Но создаваемые в РКУП «ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной техники» новые энергонасыщенные адаптеры (ППК-6, КПК-4500, КСН-2-6, КСН-6-2М), агрегатируемые с универсальным энергетическим средством, характеризуются существенно неравномерной нагрузкой на колесах в рабочем режиме.
Затраты энергии на перемещение и остановку энергосредства с адаптером в значительной степени зависят от сцепных качеств, характеризующихся сцепными способностями поверхностей движителей сцепляться с дорогой или почвой. На эти свойства в значительной степени влияет сцепной вес, приходящийся на ведущие колеса энергосредства. При недостаточном сцепном весе возможны: буксование, вызывающее износ шин, ухудшение управляемости, не экономичная и не качественная работа адаптера. Если этот вес избыточный, то ухудшается работа энергосредства, повышается сопротивление перекатыванию и расходуется дополнительная энергия.
Существующие конструкции механизмов навески и прицепных устройств на энергосредствах, подсоединяющие адаптеры, повышают на ведущих колесах силой тяги сцепной вес, улучшающий выполнение качественной и безопасной работы адаптеров, но не во всех режимах. Для восполнения этого недостатка ведущие колеса нагружают балластом, создающим постоянный большой сцепной вес. С применением балласта уменьшается буксование ведущих колес, что снижает дробление и распыление почвы. Однако при этом повышается расход энергии на перемещение балласта по полю и почва дополнительно уплотняется (укатывается).
Поэтому для эффективной работы энергосредства (без использования балласта) с адаптером необходимо при движении производить перераспределение вертикальных нагрузок на колесах адаптера, путем переноса части его веса на ведущие колеса энергосредства.
Рис. Графическое представление точек и звеньев механизма навески
Регулировать величину сцепного веса возможно механизмами навески, усовершенствовав их. Для этого необходимо разработать модернизированный механизм навески, обеспечивающий равномерное распределение нагрузки по опорным колесам адаптера. Выпускаемые в настоящее время подъемно-навесные устройства характеризуются постоянством выходных параметров как в режиме эксплуатации, так и в процессе перевода из рабочего в транспортное положение. Поэтому получив подъемно-навесное устройство с переменными параметрами можно улучшить качество копирования рельефа поля адаптером.
Известны функциональные математические модели для плоского аналога подъемно-навесного устройства, на базе которых выполнен подробный анализ перевода адаптера из рабочего состояния в транспортное. Формируемая в магистерской работе функциональная математическая модель подъемно-навесного устройства, основанная на векторном методе исследования рычажных механизмов, помимо прочего характеризуются вводом в расчеты дополнительной обобщенной и осевой координаты, позволяющей сформировать пространственную 3D геометрическую модель и анализировать положение адаптера в поперечной и продольной плоскости.
Для улучшения характеристик копирования рельефа поля адаптером в рабочем режиме и для улучшения характеристик плавности хода в момент транспортного переезда, предлагается установить в верхней тяге подъемно-навесного устройства гидроцилиндр, связанный с гидропневмоаккумулятором. В рабочих гидроцилиндрах подъемно-навесного устройства также необходимо наличие гидроаккумуляторов.
Установка в верхней тяге гидроцилиндра позволит расширить диапазон положений мгновенный центр вращения адаптера, и улучшить распределение нагрузки на движители. Переменная длина верхней тяги гидроцилиндра и наличие гидроаккумулятора позволит снять часть веса адаптера в процессе его эксплуатации и перенести ее на ведущие колеса универсального энергетического средства. Возможность варьирования длиной верхней тяги (изменение обобщенной координаты) ведет к изменению реакций в шарнирах крепления и обеспечивает возможность регулирования этих реакций для достижения изменения в приемлемом диапазоне. Работа гидроцилиндра подъемно-навесного устройства в «плавающем» положении совместно с гидропневмоаккумулятором позволит осуществить более качественное копирование рельефа поля адаптером. При этом питание рабочих гидроцилиндров, гидроцилиндров верхней тяги и гидропневмоаккумуляторов предполагается осуществляется от гидравлической системы универсального энергетического средства.
В результате модернизации обеспечивается на полях бережное обращение с почвой (менее уплотняется она и распыляется буксованием) и увеличение производительности, а на дорогах – уменьшение износа шин, увеличение грузоподъемности перевозок и повышение безопасности движения.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. ПОДЪЕМНО-НАВЕСНЫЕ УСТРОЙСТВА
1.2. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЛУБИНЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
1.3. ВИДЫ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УВЕЛИЧИТЕЛЕЙ СЦЕПНОГО ВЕСА
1.4. СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПНЕВМОАККУМУЛЯТОРАМИ
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОДЪЕМНО-НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
2.1. ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ВЫБОР СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, АНАЛИТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ
2.2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА НАВЕСКИ
2.2.1 2D моделирование механизма навески
2.2.1 2D кинематический расчет механизма навески
2.2.2 3D моделирование механизма навески
2.3 3D СИЛОВОЙ АНАЛИЗ ПОДЪЕМНО НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА
2.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НА ТРЕНИЕ В ПОДЪЕМНО НАВЕСНОМ УСТРОЙСТВЕ И ЕГО ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ
ГЛАВА 3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОПРИВОДА ПОДЪЕМНО-НАВЕСНОГО УСТРОЙСТВА
3.1. СХЕМА И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОПРИВОДА
3.1.1.Расчет потребной мощности гидропривода
3.1.2. Насосы
3.1.3 Гидроцилиндры
3.1.4. Гидролинии
3.1.5. Масляной бак
3.2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОПНЕВМОАККУМУЛЯТОРА
ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАБОТЫ УЭС-2-250А ПРИ АГРЕГАТИРОВАНИИ С КСН-6-2М
4.1. РАБОТА УЭС-2-250А В РЕЖИМЕ КОПИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ПОЛЯ
4.2. РАБОТА УЭС-2-250А В РЕЖИМЕ ГИДРОУВЕЛИЧИТЕЛЯ СЦЕПНОГО ВЕСА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
1. Алексеева, Т.В., Шерман, Э.Б. Гидравлические машины и приводы дорожно-строительных машин. – Новисибирск: НИСИ, 1997. – 110 c.
2. Андреев, А.Ф., Артемьев, П.П., Бартош, П.Р., Барташевич, Л.В., Богдан, Н.В., Королькевич А.В., Метлюк Н.Ф. Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Средства гидропневмоавтоматики. – Мн.: ВУЗ-ЮНИТА БКПА – ИСН, 1998. – 224 с.
3. Анилович, В.Я., Водолажченко, Ю.Т. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов. Справочное пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1976. – 456 с.
4. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учебник для втузов М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1988. – 640 с.
5. Банников, С.А., Родичев, В.А. Тракторы Т-150 и Т-150К.-М.: Высшая школа, 1984. – 175 с.
6. Башта, Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение. 1971. – 671 с.
7. Васильченко, В.А., Беркович, Ф.М. Гидравлический привод строительных и дорожных машин. – М.: Стройиздат, 1979. – 166 c.
8. Геращенко, В.В., Жадик, П.В., Жадик, А.В. Устройство для регулирования сцепного веса трактора / Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2002, № 5.
9. Гидравлические машины, гидропривод мобильных машин: Учеб. Пособие/ Т.В. Алексеева, Н.С. Галдин, Э.Б. Шерман, Б.П. Воловиков. – Омск, 1987. – 88с.
10. Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин: Теория систем автоматического управления: Учеб. пособие / В.П. Автушко, Н.В. Богдан, В.В. Будько и др.; Под ред. Н.В. Богдана, Н.Ф. Метлюка. – Мн.: НП ООО «ПИОН», 2001. – 396 с.
11. ГОСТ 10677–2001. Межгосударственный стандарт. Заднее навесное устройство трактора класса 0,6-8.
12. Гусак, А.А. и др. Справочник по высшей математике/ А.А. Гусак, Г.М. Гусак, Е.А. Бричикова. – Мн.: ТетраСистемс. 1999. – 640 с.
13. Девойно, Г.Н., Акулич В.К., Анципорович П.П. и др. Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. Издательство «Вышейшая школа», 1986. – 285 с.
14. Дорожные машины. Ч.1. Машины для земляных работ/ Т.В. Алексеева, К.А. Армемьев, А.А. Бромберг и др. – М.: Машиностроение, 1972. – 504 с.
15. Жадик, П.В., Жадик, А.В., Геращенко, В.В., Устройство для регулирования сцепного веса трактора при заданной глубине обработки почвы. / Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, №3.
16. Курс теории механизмов и машин. Зиновьев В.А., Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1975. – 394 с.
17. Лебедев, А.Т. Гидропневматические приводы тракторных агрегатов. – М.: Машиностроение, 1982. – 184 с.
18. Озол, О.Г. Теория механизмов и машин. Пер. с латыш. /Под ред. С.Н. Кожевникова. – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984. – 432 с.
19. Попов, В.Б. Математическое моделирование механизма вывешивания косилки-плющилки прицепной КПП-4.2. // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого 2001, №3-4, с. 17-22.
20. Попов, В.Б. Аналитические выражения кинематических передаточных функций механизмов навески энергоносителей. «Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого», 2000 г. №2, с. 25-29.
21. Рыжих, Н.Е. Улучшение работы прицепных агрегатов регулированием сцепного веса. Научный электронный журнал КубГАУ. № 3(5), 2004.
22. Советские тракторы. Под редакцией И.Б. Барского. М., «Машиностроение», 1970. – 369 с.
23. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов/К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; Под ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. шк., 1987. – 496 с.
24. Тракторы «Беларусь» МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л, МТЗ-82ЛН. Техническое описание и инструкция по эксплуатации / И. Ф. Бруенков и др. — Минск: Ураджай, 1984.
25. Тракторы «Беларусь» МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л. Руководство по эксплуатации и уходу. – Минск: Ураджай, 1973.
26. Тракторы. Под общей редакцией доктора техн. Наук, профессора Л.Я. Волчка. 2-е издание, переработанное и дополненное. Минск «Вышейшая школа», 1977.
27. Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет. Учебник для студентов машиностроительных специальностей и вузов. /И.П. Ксеневич, В.В. Гуськов, Н.Ф. Бочаров и др.; Под общ. Ред. И.П. Ксеневича. – М.: Машиностроение. 1991. – 544 с.
28. Тракторы. Ч. III. Конструирование и расчет: [Учеб. пособие для вузов по специальности «Автомобили и тракторы» /В.В. Гуськов, И.П. Ксеневич, Ю.Е. Атаманов, А.С. Солонский]; Под общ. ред. В.В. Гуськова. – Мн.: Высш. школа, 1981. – 383 с.
29. Турбин, Б.Г., Лурье, А.Б., Григорьев, С.М., Иванович, Э.М., Мельников, С.В. Сельскохозяйственные машины. Теория и технологический расчет. Изд. Второе, перераб и доп. Под ред. проф. Турбина Б.Г. «Машиностроение», Ленинград, 1967.
30. Универсальное энергетическое средство УЭС-2-250А «Полесье». Инструкция по эксплуатации. Ответственный редактор - генеральный конструктор по зерноуборочной и кормоуборочной технике Минпрома РБ В.А. Шуринов. Ответственный за выпуск - В.М. Кольцов. ПО «Гомсельмаш» 2002.
31. Универсальное энергетическое средство УЭС-250 «Полесье». Инструкция по эксплуатации. Ответственный редактор - генеральный конструктор по зерноуборочной и кормоуборочной технике Минпрома РБ В.А. Шуринов. Ответственный за выпуск - В.М. Кольцов. ПО «Гомсельмаш» 2000.
32. Филонов, И.П., Анципорович, П.П., Акулич В.К. Теория механизмов, машин и манипуляторов. – Мн.: Дизайн ПРО, 1998. – 656 с.
33. Чудаков, Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Колос», 1972.
34. Щемелев, А.М. Проектирование гидропривода машин для земляных работ: Учеб. пособие. – Могилев: ММИ, 1995. – 322 с.
35. Попов, В.Б. Анализ навесных устройств УЭС «Полесье-250». / Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1990, №12.
36. Несмиянов, И.А., Лапынин, Ю.Г. Улучшение динамических характеристик гидропривода погрузчика. / Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2001, №6.
37. Основы расчета объемного гидропривода: Учеб пособие для вузов/ В.В. Юшкин. – Мн.: Выш. Школа, 1982. – 93с.
38. Базанов, А.Ф., Забегалов, Г.В. Самоходные погрузчики. 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1972.
39. Савин, И.Ф. Гидравлический привод строительных машин. – М.: Стройиздат, 1974.
Надеюсь, представленные на сайте материалы окажутся полезными для Вашей научной или практической деятельности и буду признателен за упоминание моих работ в списке Вашей литературы при их использовании.
Для цитирования данной работы:
Котов, А.В. Формирование функциональной математической модели механизма навески с переменными параметрами для энергосредства. Диссертация на соискание степени магистра технических наук / А.В. Котов // ГГТУ им. П.О. Сухого. – Гомель, 2004. – 78 с.
Комментариев нет:
Отправить комментарий