WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

КУТЬКОВ Алексей Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ТРАКТОРНО-ТРАНСПОРТНОГО АГРЕГАТА

В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ

УПРУГОДЕМПФИРУЮЩЕГО ПРИВОДА ВЕДУЩИХ КОЛЕС

ТРАКТОРА КЛАССА 1,4

Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства (технические наук

и)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж – 2011

Работа выполнена на кафедре тракторов и автомобилей ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Заслуженный работник высшей школы РФ,

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Поливаев Олег Иванович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Волков Владимир Сергеевич Кандидат технических наук, доцент Овчаров Владимир Андреевич

Ведущая организация - ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве»

Защита диссертации состоится 21 февраля 2012 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.010.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

С авторефератом можно ознакомиться на сайтах: http://www.vsau.ru, а также http://www.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан «20» января 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент Шатохин И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Возрастающий объем производства сельскохозяйственной продукции невозможен без увеличения объемов транспортных перевозок в данной отрасли. Широкая номенклатура перевозимых грузов, резкие колебания в потребности транспорта в течение года являются предпосылками эффективного использования тракторнотранспортных агрегатов (ТТА) в сельском хозяйстве. В то же время с повышением транспортных скоростей ТТА обостряется проблема обеспечения безопасности в режиме торможения.





Наиболее эффективно торможение, осуществляемое на грани блокировки всех тормозящих колес, при действии максимально реализуемого по сцеплению тормозного момента, на протяжении всего процесса торможения до полной остановки. Однако обеспечение данного условия осложнено постоянным изменением коэффициента сцепления колес ТТА с поверхностью дороги, а также рассогласованностью по времени и характеру нарастания тормозного усилия прицепа и трактора. Это, в свою очередь, повышает динамические нагрузки в сцепном устройстве ТТА, снижая эффективность процесса торможения.

Улучшить тормозные качества, а также уменьшить динамические нагрузки ТТА можно за счет введения упругих элементов в конечные звенья трансмиссии трактора, ближе к ведущим колесам. Установка подобных упругодемпфирующих приводов (УДП) позволит снизить блокирование тормозящих колес трактора и, как следствие, реализовать тормозные моменты на колесах трактора, близкие к максимально возможным значениям моментов по сцеплению. Кроме того, УДП колес трактора позволит снизить динамические нагрузки в сцепном устройстве ТТА, уменьшить величину внешних воздействий на трансмиссию и двигатель трактора, повысить эксплуатационные свойства ТТА.

Анализ работы существующих конструкций УДП колес трактора показал их низкую эффективность в режиме торможения, а ранее проведенные теоретические исследования характеристик упругих приводов колес подтвердили недостаточную освещенность вопросов, связанных с неустановившимися режимами движения, к числу которых относится и процесс торможения.

Таким образом, проблема повышения эффективности торможения ТТА введением упругодемпфирующих приводов ведущих колес трактора является достаточно актуальной и требует более углубленных теоретических и экспериментальных исследований.

Цель работы – повышение эффективности использования тракторнотранспортного агрегата в режиме торможения постановкой упругодемпфирующих приводов ведущих колес трактора с рациональной характеристикой.

Объектом исследований является тракторно-транспортный агрегат в составе МТЗ-80+2ПТС-4 с серийным и упругодемпфирующим приводом колес трактора.

Предмет исследований – закономерности изменения тормозных и технико-экономических показателей тракторно-транспортного агрегата с упругодемпфирующим приводом ведущих колес трактора.

Научную новизну работы составляет:

- математическая модель процесса торможения ТТА, отличающаяся учетом основных параметров упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора, обеспечивающих рациональную характеристику этого привода;

- новое техническое решение по реализации рациональной характеристики упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора;

- закономерности изменения тормозных показателей ТТА, отличающиеся учетом использования упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора с рациональной характеристикой.





Практическая значимость:

- разработано новое техническое решение упругодемпфирующего привода ведущих колес, обладающее рациональной характеристикой (патент № 2396174), позволяющее улучшить тормозные и технико-экономические показатели ТТА;

- предложен метод определения рациональной характеристики УДП колес трактора с учетом режима торможения ТТА;

Реализация результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований были приняты к внедрению в Липецком филиале КБДСТ ОАО «АПК Уралвагонзавод» и будут использоваться при разработке новых и модернизации выпускаемых заводом тракторов.

Достоверность научных положений подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных с использованием современной аппаратуры, представленной комплексом автоматизированных экспериментальных исследований LTR фирмы L-CARD, с программным обеспечением АСТest для ЭВМ по планированию, проведению экспериментов и обработке опытных данных. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласованы с теоретическими данными.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях студентов и профессорско-преподавательского состава (2007–2011 гг.) во ВГАУ, ВВАИУ, МичГАУ, а также на техническом совете конструкторского бюро в филиале КБДСТ ОАО «АПК Уралвагонзавод» в 2010г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, две из которых – в центральной печати по перечню, рекомендованному ВАК, четыре публикации без соавторства, два патента РФ на изобретение. Общий объем 1,883 печатных листов (авторских 1,142 п. л.) Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, экономического обоснования, общих выводов, списка использованных источников и приложений, изложена на 134 страницах компьютерного текста, содержит 43 рисунка, 5 таблиц. Список использованных источников включает 143 наименования.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса торможения ТТА, учитывающая основные параметры упругодемпфирующего привода ведущих колес и позволяющая определить рациональную характеристику данного привода;

- новое техническое решение по реализации рациональной характеристики упругодемпфирующего привода ведущих колес, обеспечивающее повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата в режиме торможения;

- закономерности изменения тормозных показателей ТТА с упругодемпфирующим приводом ведущих колес;

- технико-экономическая оценка эффективности применения упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора в различных режимах работы ТТА.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель исследований, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследований» отражены особенности транспортного обеспечения сельского хозяйства в настоящее время, подчеркивающие значительную роль тракторнотранспортных агрегатов, их преимущества перед другими видами транспорта в данной отрасли. Рассмотрены причины снижения эффективности использования тракторов на транспортных работах, особое внимание уделено тормозной динамике ТТА, актуальность которой возрастает вследствие повышения средних транспортных скоростей.

Отмечено значительное влияние коэффициента сцепления колеса с дорогой на эффективность процесса торможения, а также представлены факторы, влияющие на величину и характер изменения данного коэффициента в функции от скольжения.

Основные вопросы, связанные с исследованием динамики торможения тракторно-транспортных агрегатов, были достаточно подробно рассмотрены в работах В.В. Гуськова, Г.П. Грибко, В.В. Скрябина, А.И. Скуртула, В.Я. Ясеневича, Н.Д. Ступы, А.П. Парфенова, А.А. Шкляра и др. Ими были представлены различные критерии оценки и методики теоретического определения основных показателей эффективности торможения, а также предложены различные конструктивные и технические решения, позволяющие улучшить тормозные показатели ТТА. Однако, большинство предлагаемых конструкций по различным причинам не нашли широкого применения. В связи с чем, проблема совершенствование тормозных систем современных тракторов остается актуальной и требует новых решений.

Одним из способов повышения эффективности торможения тракторнотранспортных агрегатов является введение упругодемпфирующих приводов колес трактора. Исследуя подобные конструкции, авторы О.И. Поливаев, В.Л. Строков, А.Г. Жутов и др. отмечают снижение динамических нагрузок при различных режимах работы МТА, что позволяет повысить эксплуатационные показатели.

В то же время вопросы, касающиеся тормозных показателей ТТА, оснащенных упругодемпфирующими приводами, практически не затронуты.

Анализ существующих конструкций УДП и их характеристик выявил недостаточную эффективность и надежность предлагаемых технических решений на режимах торможения.

Из вышесказанного следует, что вопрос совершенствования конструкции и характеристик упругодемпфирующего привода остается открытым, а динамика торможения ТТА с УДП колес трактора требует дополнительных теоретических и экспериментальных исследований.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы основные задачи исследований:

1. Разработать математическую модель процесса торможения ТТА с упругодемпфирующим приводом ведущих колес трактора.

2. Разработать методику расчета и построения рациональной характеристики УДП колес с учетом режима торможения.

3. Разработать новое техническое решение по реализации рациональной характеристики УДП ведущих колес трактора с учетом эффективности его использования в режиме торможения ТТА.

4. Выявить закономерности влияния УДП колес трактора на тормозные и технико-экономические показатели ТТА.

Во второй главе «Обоснование эффективности использования упругодемпфирующего привода в режиме торможения» представлена математическая модель процесса торможения ТТА, позволяющая получить рациональную характеристику УДП колес трактора с учетом основных параметров рассматриваемого привода.

При исследовании динамических нагрузок в трансмиссии трактора вместо реального тракторно-транспортного агрегата принимается эквивалентная ему в динамическом отношении расчетная схема (модель), в состав которой входят: маховые массы, заменяющие отдельные вращающиеся и поступательно движущиеся массы тракторного агрегата; фрикционные элементы, имитирующие работу сцепления; упругие элементы, характеризующие податливость деталей трансмиссии и движителя.

Разработка математической модели ТТА является сложной задачей и неизбежно связана с идеализацией изучаемого объекта. Поскольку исследование влияния УДП связано, в первую очередь, с повышением энергетических свойств агрегата и со снижением динамических нагрузок на трансмиссию и двигатель, то для построения математической модели примем следующие допущения:

1. Двигатель отсоединен от трансмиссии, к колесам трактора не приложены крутящие моменты;

2. Движение агрегата происходит на горизонтальном участке пути без отклонений в поперечном направлении;

3. Характеристики моментов на ведущих колесах принимаются одинаковыми;

4. Упругие характеристики шин, а также динамические и кинематические параметры упругих приводов колес равны между собой;

5. Тормозные силы, реализуемые в момент торможения при постоянном коэффициенте сцепления шины с дорогой, соответствуют силам, которые можно передать через колесо с учетом приходящегося на него веса и коэффициента сцепления с дорогой.

6. В момент начала торможения ТТА движется равномерно с постоянной скоростью с отключенным сцеплением.

7. ТТА представлен в виде единой многоосной механической тележки, вся нагрузка на которую передается через одну ее ось.

С учетом принятых допущений структурная схема модели может быть представлена в следующем виде (рисунок 1). Данная динамическая схема может рассматриваться для процесса торможения как ТТА, так и трактора в отдельности.

Рисунок 1 – Расчетная динамическая схема тракторно-транспортного В динамической модели приняты следующие обозначения: Jд, Jтр, Jк,Jа – моменты инерции вращающихся и возвратно- поступательно движущихся масс двигателя и сцепления, вращающихся деталей трансмиссии, вращающейся массы колеса, поступательно движущейся массы тракторнотранспортного агрегата соответственно; Ф1 – фрикционная муфта, имитирующая работу сцепления; С12, С23 – жесткости трансмиссии с упругими приводами и шин ведущих колес; К12,К23 – коэффициенты демпфирования трансмиссии с упругими приводами и шин ведущих колес; Мд, Мс, МТ, МТ(к)– моменты, развиваемые двигателем, внешними сопротивлениями движению, тормозной момент, подводимый к УДП, тормозной момент приложенный к колесу, соответственно.

Рассмотрим взаимодействие между элементами модели.

Ведущее колесо с моментом инерции Jк, вращающееся со скоростью к, через УДП связано с эквивалентной массой ТТА, момент инерции которой от поступательного движения равен Jа. К ведущему колесу в момент времени t0 =0 прикладывается тормозной момент МТ(к) и момент внешних сопротивлений движению МС.

Согласно принятым допущениям результирующий тормозной момент МТ приложен к УДП. Принимаем этот тормозной момент в виде следующей функции:

Gтр – вес трактора; – коэффициент сцепления колеса с дорогой; rтр – радиус колеса трактора;

То есть, тормозной момент за время t1 нарастает прямолинейно, а на промежутке от t1 до tk - остается постоянным. При полной остановке ТТА (время tk) угловая скорость вращения колеса и тормозной момент равны нулю (к = 0; МТ(t)=0), Аналогичным образом принимаем, что момент сопротивления качению колеса является постоянным на протяжении всего процесса торможения, а при полной остановке ТТА становится равным нулю:

где M С 0 = GТТА f GТТА – вес ТТА; f – коэффициент сопротивления качению.

Как известно, при превышении значения тормозного момента некоторой величины наступает блокировка ведущих колес. Поскольку в нашем случае тормозным моментом, непосредственно приложенным к колесу, является момент МТ(к), то примем следующее условие возникновения «юза»:

где M B - граничное значение тормозного момента, при котором возникает блокировка тормозящих колес трактора.

Эффект блокировки колес может быть представлен как некоторое снижение тормозного момента. Поэтому примем, что в случае возникновения блокировки колес значение тормозного момента (1) снижается на некоторую величину где kT - коэффициент снижения тормозного момента при блокировке колес.

Анализ литературных источников показал, что подобный процесс можно с достаточной степенью точности представить в виде классической модели двухмассовой механической системы.

Имея обобщённую расчетную схему механической части, можно выполнить исследование различных форм движения механического объекта.

Для этого необходимо составить уравнение движения ТТА. Наиболее общей формой записи дифференциальных уравнений движения системы с механическими связями являются уравнения Лагранжа. Составив подобные уравнения движения с выделением в правой части моментов инерции, получим следующую систему дифференциальных уравнений, описывающую процесс торможения ТТА:

где Jk и Ja - приведенные к валу ведущего колеса моменты инерции вращающихся деталей ведущих колес и поступательно движущихся масс агрегата;

kр, ср- коэффициент демпфирования и жесткость УДП, трансмиссии и шины, приведенные к валу ведущего колеса;

к, а - угол поворота вала ведущего колеса и угол приведенный к валу ведущего колеса от поступательного перемещение агрегата;

к, а - угловые скорости поворота ведущего колеса и агрегата;

M T (t ) - эквивалентный тормозной момент;

МС (t) - момент сопротивления движению агрегата.

По результатам математического моделирования с использованием пакета VisSim были получены тормозные диаграммы для ТТА с серийным и упругодемпфирующим приводами ведущих колес, отражены изменением тормозного момента во времени для различных дорожных фонов. На рисунке 2 представлена одна из полученных диаграмм.

- серийный привод; - - - - упругодемпфирующий привод;

Mt ср. – среднее значение тормозного момента в режиме установившегося замедления (серийный и упругодемпфирующий приводы);

Для оценки эффективности использования УДП на тормозных режимах, близких к блокировке колес, был получен коэффициент (КУДП = 1,06…1,17), позволяющий учитывать влияние упругого привода на режим торможения Установка упругих элементов в трансмиссию трактора позволяет снизить блокировку колес, повысить максимально реализуемый тормозной момент.

Полученный коэффициент КУДП позволил нам учитывать влияние упругодемпфирующего привода на процесс торможения ТТА с тормозами прицепа. При этом необходимо уточнить формулы, полученные в методике расчета сил и реакций в процессе торможения ТТА (рисунок 3), которые с учетом УДП примут вид:

FТ.З., РСЦ – тормозная сила задних колес трактора, усилие в сцепке;

RТ.З., RП.П. – реакции опор задних колес трактора и передних колес прицепа;

Gтр., mтр – вес и масса трактора; GП,mпр. – вес и масса прицепа;

– коэффициент сцепления колеса с дорогой; f – коэффициент сопротивления качению; вр(ТР.), вр(ПР.) - коэффициенты учета вращающихся масс трактора и прицепа соответственно; l1, l2, h1 – геометрические параметры ТТА;

в=h1-h2=0.

Рисунок 3 – Расчетная схема торможения тракторно-транспортного Введение УДП позволяет повысить значение реализуемой по сцеплению тормозной силы на колесах трактора, при этом, в режиме установившегося замедления снижается растягивающее усилие в сцепке, что подтверждает более эффективное торможение трактора.

Для определения замедления ТТА использовалась формула где Рf ТР. – сила сопротивления качению трактора.

При известной начальной скорости торможения V0 с учетом выражения 11 численно определим полное время торможения и тормозной путь ТТА:

По результатам проведенных расчетов были построены диаграммы изменения тормозного пути и времени торможения ТТА в зависимости от типа привода колес трактора и дорожного фона. Данные диаграммы для двух дорожных фонов представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Диаграммы изменения тормозного пути (а) и времени торможения (б) ТТА в зависимости от типа привода колес трактора и дорожного Для определения рациональной характеристики упругодемпфирующего привода были проведены расчеты тормозного пути ТТА при различных значениях начальной скорости и интенсивности торможения, а также жесткости привода. По результатам исследований построены графики (рисунок 5).

Наличие точек-минимумов на каждого из графиков определяет наиболее рациональное значение жесткости трансмиссии при конкретных условиях.

Подобные зависимости были построены для различных дорожных фонов с изменением загрузки ТТА. Далее по полученным точкам-минимумам жесткости были найдены усредненные значения жесткостей, а также моментов на колесах, соответствующих им.

По результатам расчетов математической модели была построена рациональная характеристика привода, позволяющая ожидать положительный эффект не только при установившемся режиме движения ТТА, но и в режиме торможения. Установлено, что рациональное значение жесткости привода находится в пределах Судп = 9,6…20кНм/рад, а коэффициент демпфирования равен Ку = 1,115Нмс/рад.

Рисунок 5 - Зависимость тормозного пути ТТА от жесткости трансмиссии (при различной начальной скорости торможения) Проведенный с помощью математической модели, составленной в программе VisSim, расчет показал, что введение упругодемпфирующих приводов в трансмиссию трактора позволяет снизить тормозной путь ТТА на 9…13%, время торможения - на 9…11%.

Предложенный коэффициент КУДП (выражение 6), изменяющийся в зависимости от коэффициентов, характеризующих несущую способность дороги, позволил учитывать влияние упругодемпфирующего привода на режим торможения.

В третьей главе «Программа, методика и оборудование экспериментальных исследований» представлены объект исследований и опытная конструкция упругодемпфирующего привода колес трактора, описана программа проведения лабораторных и дорожных испытаний тракторнотранспортного агрегата в составе МТЗ-80+2ПТС-4, оснащенного серийным и упругодемпфирующим приводом ведущих колес трактора. Описано оборудование, используемое при проведении испытаний, а также представлен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) LTR с комплексом программ. Принципиальная схема подключения автоматизированного комплекса представлена на рисунке 6.

1 – экраны, соединенные с корпусом кабельного разъема DB – 37F; 2 – дополнительный провод, для заземления экрана, повышающий помехоустойчивость; 3 – заземление общих проводов цепей источников сигналов (AGND), повышающих помехоустойчивость; 4 – сетевые заземляющие Рисунок 6 – Принципиальная схема подключения LTR По результатам расчетов теоретического раздела для экспериментальных исследований была разработана опытная конструкция упругодемпфирующего привода, позволяющая обеспечить рациональные параметры жесткости и демпфирования. Схема Рисунок 7 – Схема упругои далее в полости 5 и 7. При дальнейшем демпфирующего привода веповороте лопастника 8 происходит упор падущих колес трактора кетов тарельчатых пружин 11 и 12 в демпферы упоров ступицы, в то время как направляющие штоки, фиксирующие пакеты пружин, беспрепятственно проходят в углубления 17 упоров ступицы.

Использование пакетов тарельчатых пружин с различной жесткостью, увеличивающейся к основанию, позволяет получить нелинейную характеристику привода, а следовательно, повысить эксплуатационные качества машины.

Применение дополнительных резиновых демпферов на упорах ступицы дает возможность снизить ударные нагрузки и повысить надежность и долговечность привода.

Лабораторные исследования проводились с целью определения параметров упругодемпфирующего привода. Цель дорожных испытаний - выявление влияния упругодемпфирующих приводов ведущих колес на эксплуатационные и топливно-экономические показатели ТТА на различных дорожных фонах. Программы исследований лабораторных и дорожных испытаний были составлены в соответствии с выдвинутыми целями и учетом ГОСТа 7057-2001.

В процессе дорожных испытаний с помощью тензометрического оборудования и АЦП фиксировались моменты на полуосях колес трактора, усилие в сцепке, усилие на педаль тормоза, тормозной путь и время торможения, обороты путеизмерительного колеса. При определении топливноэкономических показателей фиксировался расход топлива на транспортных режимах, близких к реальным.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» представлены данные лабораторных и дорожных испытаний ТТА с различными типами приводов колес трактора.

При лабораторных исследованиях по результатам теоретических предпосылок была получена рациональная статическая характеристика УДП (рисунок 8), на которой можно выделить три основных участка Рисунок 8 – Статическая характеристика упругодемпфирующего Первый участок (0…6,5 град.) обладает достаточно интенсивным ростом момента с изменением угла закрутки, что позволяет устранить свободный ход в приводе, а нелинейность участка исключает резонансные режимы.

Второй участок характеристики привода (6,5…15,5 град.) предполагает работу трактора в режиме средних нагрузок. Максимальная жесткость третьего участка (15,5…22,5 град.) обеспечивает работу привода при значениях крутящего момента выше номинального.

Сравнительный анализ показал достаточную сходимость теоретической (полученной во второй главе) и экспериментальной характеристик привода.

В процессе дорожных испытаний в режимах торможения ТТА с различными типами приводов с помощью тензометрического оборудования, системы LTR с комплексом программ для планирования проведения и обработки эксперимента были получены тормозные диаграммы с усредненными значениями тормозного момента для режима с установившимся замедлением.

На рисунке 9 представлены тормозные диаграммы ТТА двух экспериментов, протекающих в близких условиях, при различных типах привода колес трактора. Подобные диаграммы были получены для различных дорожных фонов, загруженности ТТА и начальной скорости торможения.

Рисунок 9 – Экспериментальные тормозные диаграммы ТТА с усредненными значениями моментов (дорожный фон –асфальт) Данные диаграммы позволили получить значения коэффициента КУДП, теоретически обоснованные во втором разделе. По результатам экспериментальных исследований значение данного коэффициента для асфальтированной дороги составило 1,067, для грунтовой дороги – 1,14. Эти результаты близки к полученным значениям в теоретическом разделе и подтверждают адекватность моделирования процесса торможения ТТА с учетом принятых допущений.

С целью исследования влияния жесткости трансмиссии на тормозные показатели ТТА был проведен ряд опытов с трехкратной повторностью, в процессе которых фиксировались значения тормозного пути и среднего значения тормозного момента для режима установившегося замедления при различной интенсивности торможения. Далее, используя ранее обоснованную рациональную характеристику привода, по полученным значениям среднего тормозного момента определяли угол закрутки и рассчитывали жесткость привода. Графические зависимости тормозного пути ТТА от результирующей жесткости трансмиссии, представленные на рисунке 10.

Представленные зависимости тормозного пути от жесткости трансмиссии для фиксированной скорости и различной интенсивности торможения подтверждают наличие наиболее рациональной жесткости, при которой тормозной путь минимален. Повышение тормозного пути ТТА при максимальной интенсивности торможения обусловлено срывом колес на «юз», снижающим эффективность процесса торможения.

Рисунок 10 –Зависимость тормозного пути от жесткости трансмиссии Проведенные дорожные испытания показали целесообразность применения УДП ведущих колес в разных дорожных условиях. Установлено, что при работе ТТА на грунтовой дороге применение УДП ведущих колес, за счет снижения их буксования, позволит снизить удельный расход топлива на 14 %, повысить скорость движения на 7 – 9 %, а производительность в среднем на 6,9%. При работе трактора в плохих по проходимости условиях движения, по этой же причине, применение УДП позволит снизить удельный расход топлива на 16 %, повысить скорость движения на 10 %, что приведет к повышению производительности в среднем на 8 - 11 %.

В результате проведенных экспериментов было выявлено более интенсивное снижение тормозного пути при возрастании начальной скорости торможения, что более очевидно на дорогах с меньшим коэффициентом сцепления. Так, при средней начальной скорости торможения 8 м/с удалось снизить тормозной путь на ТТА с опытной конструкцией привода до 9,6% на асфальтированной дороге и до 13,1% - на грунтовой, время торможения – на 10%.

Кроме того, по фрагментам сравнительных тензометрических дорожных испытаний ТТА с серийным и упругодемпфирующим приводом колес трактора было отмечено снижение амплитуды колебаний крутящих моментов на полуосях с модернизированным приводом на 14-20%. Применение УДП ведущих колес снижает ударные нагрузки за счет аккумулирования энергии удара внешних воздействий, что позволяет обеспечить плавное изменение крутящих моментов, а следовательно, и касательной силы тяги, уменьшает буксование ведущих колес и повышает тягово-сцепные свойства.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения упругодемпфирующего привода ведущих колес ТТА» произведен расчет, по результатам которого установлено, что годовой экономический эффект от применения упругодемпфирующего привода колес трактора за счет увеличения производительности и снижения расхода топлива при работе тракторно-транспортного агрегата составит 68 881 руб. в ценах 2011 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ транспортного обеспечения сельского хозяйства показал, что тракторно-транспортные агрегаты широко востребованы на грузоперевозках, однако существуют факторы, снижающие эффективность их работы в режимах торможения, в связи с чем, возрастает актуальность вопроса динамики торможения ТТА.

2. Результаты математического моделирования процесса торможения ТТА с упругодемпфирующим приводом ведущих колес показали, что в зависимости от несущей способности дороги значение коэффициента эффективности использования УДП в режиме торможения ТТА варьирует в пределах КУДП=1,06…1,17, что подтверждается значениями коэффициента полученными экспериментально.

3. Теоретически разработана и предложена методика получения рациональной характеристики УДП колес трактора. Приводы колес, обладающие данной характеристикой, позволяют в зависимости от дорожного фона и загрузки ТТА снизить тормозной путь ТТА до 13%, время торможения до 11%.

4. Разработано новое техническое решение (патентом № 2396174) по реализации рациональной характеристики регрессивно-прогрессивного типа упругодемпфирующего привода ведущих колес трактора.

5. По результатам дорожных испытаний выявлено, что при одинаковой интенсивности торможения, с применением УДП наблюдается снижение амплитуды колебаний тормозного момента до 24%, а также запаздывание нарастания тормозного усилия трактора на начальном этапе торможения и его интенсивный рост в последующий момент, при этом тормозной путь и время торможения снижаются соответственно до 12,1% и 10%.

6. Расчет экономической эффективности применения предлагаемой конструкции УДП показал, что годовой экономический эффект составляет 68 881 руб., а срок окупаемости дополнительных капитальных вложений года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК 1. Поливаев, О.И. Эффективность использования тракторных транспортных агрегатов с упругодемпфирующим приводом ведущих колес при торможении / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков // Техника в сельском хозяйстве.С.30-32.

2. Поливаев, О.И. Обоснование параметров и эффективности использования упругодемпфирующего привода ведущих колес тракторнотранспортного агрегата в режиме торможения / О.И. Поливаев, С.Н. Пиляев, А.Ю. Кутьков // Вестник ВГАУ. - 2011. - №3(30) – С.48-52.

3. Патент 2396174 РФ, МПК В60К 7/00, 17/32. Привод колеса транспортного средства / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков, А.В. Панков (Россия). – № 2009128562 / 11; Заявлено 23.07.2009; Опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22. – 5 с.:

ил.

4. Патент 89464 РФ, МПК В60К 17/32. Конечная передача транспортного средства / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков (Россия). – № 2009125804/22;

Заявлено 06.07.2009; Опубл. 10.12.2009, Бюл. № 34. – 6 с.: ил.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций 5. Кутьков, А.Ю. Влияние жесткости трансмиссии трактора на его тормозные свойства / А.Ю. Кутьков // Материалы 62 научно-практической конференции студентов и аспирантов. Раздел №2.- Мичуринск, 2010 - С. 82Кутьков, А.Ю. Влияние жесткости трансмиссии трактора на тормозные показатели тракторно-транспортного агрегата / А.Ю. Кутьков // Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок:

сборник трудов региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Воронеж: ВГУ, 2011.- С. 193-195.

7. Кутьков, А.Ю. Влияние упругих приводов ведущих колес на тормозные качества тракторов / А.Ю. Кутьков // Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения: сборник научно-методических материалов по итогам XIX межвузовской научно-практической конференции Выпуск 32. Часть 2.-Воронеж: ВАИУ, 2009. – С.182-183.

8. Кутьков, А.Ю. Повышение тормозных качеств тракторнотранспортных агрегатов / А.Ю. Кутьков // Инновационные технологии и технические средства для АПК.- Воронеж, 2009.- С.186-189.

9. Кутьков, А.Ю. Повышение эксплуатационных и эргономических качеств МТА / А.Ю. Кутьков, А.Н. Кузнецов, Е.Н. Родин // Средства аэродромно-технического обеспечения полетов: сборник статей по материалам докладов XX межвузовской НПК «Перспектива – 2010».Выпуск 1,част 2. Воронеж: ВАИУ, 2010. – С. 257 – 259.

10. Поливаев, О.И. Влияние привода ведущих колес трактора на тормозные качества тракторного поезда / О.И. Поливаев, А.Ю. Кутьков // Инновационные технологии механизации сельскохозяйственного производства.Воронеж: 2009.-С.98-101.

11. Поливаев, О.И. Результаты экспериментальных исследования влияния жесткости привода ведущих колес трактора на тормозные свойства ТТА / О.И. Поливаев, А.В. Панков, А.Ю. Кутьков // Перспективные технологии, транспортные средства и оборудование при производстве, эксплуатации, сервисе и ремонте. – Воронеж, 2010. - Выпуск 5.- С.183-186.



 
Похожие работы:

«Виневский Евгений Иванович МАШИННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И КОМПЛЕКСЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТАБАКА Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Краснодар – 2009 2 Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий Россельхозакадемии Научный консультант - доктор технических...»

«Федоров Олег Сергеевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СПОСОБА СЕПАРАЦИИ Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары – 2010 Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ижевская государственная сельскохозяйственная академия (ФГОУ ВПО...»

«ПЕТУНИНА Ирина Александровна РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ И ОБМОЛОТА ПОЧАТКОВ СЕМЕННОЙ КУКУРУЗЫ Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Краснодар – 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет (КубГАУ) Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Маслов Геннадий...»

«ЛЯГИНА Людмила Александровна ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ ПРОДУКТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗА СЧЕТ ИНФРАКРАСНО–КОНВЕКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2010 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Одной из важнейших задач сельскохозяйственного производства является получение продовольственной продукции...»

«Перепелкин Михаил Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СЕПАРАТОРА РОТОРНО – ВОЗДУШНОГО ТИПА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОРОХА ПОДСОЛНЕЧНИКА Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Волгоград 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор сельскохозяйственных наук, профессор Цепляев Алексей...»

«СЛЕДЧЕНКО Виталий Анатольевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗВЕСТЬСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ РАЗБРАСЫВАТЕЛЕМ Специальность 05.20.01–Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж 2012 Работа выполнена на кафедре Эксплуатация машинно-тракторного парка ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I. кандидат...»

«ХАВРОНИН ВИКТОР ПЕТРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОПРИВОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград – 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : кандидат технических наук,...»

«ТИМОФЕЕВ Артём Михайлович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ МАШИН ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА С УЧЁТОМ ИХ НАДЁЖНОСТИ ПРИ ОБВОДНЕНИИ ТОРФЯНИКОВ Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный...»

«Шаталов Максим Петрович ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ НА БАЗЕ ПОЛИМЕРНОГО ПЕРЕКРЕСТНОТОЧНОГО ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА ДЛЯ ЖИВОДНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства Автореферат диссертации на соискание ученой...»

«Гордеева Татьяна Ивановна ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАВОЗОСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2006 Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского...»

«Биркин Сергей Михайлович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград 2009 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель : кандидат технических наук, профессор Мариненко Елена Егоровна...»

«УРАЗОВ Сергей Игоревич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА КОНВЕКТИВНО­ЛУЧЕВОЙ СУШКИ ОВОЩЕЙ В ПОЛЕ КОРОННОГО РАЗРЯДА ЗА СЧЕТ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕТРА (НА ПРИМЕРЕ СУШКИ МОРКОВИ) Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2010 Работа выполнена на кафедре применения электрической энер­ гии   в  сельском  хозяйстве   Федерального  ...»

«Везиров Александр Олегович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЧВЕННЫХ СМЕСЕЙ ПУТЕМ ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОГРУЗЧИКА-СМЕСИТЕЛЯ Специальность 05.20.01 –Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Саратов 2013 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования...»

«РАКУТЬКО Сергей Анатольевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ В АПК ПУТЕМ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ЭТАПОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБЛУЧЕНИЯ Специальность: 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург - Пушкин – 2010 Работа выполнена на кафедре энергообеспечения производств в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего...»

«КОНОВАЛОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ПАРАМЕТРОВ ОДНОВАЛЬЦОВО-ДЕКОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ЗЕРНА Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Улан-Удэ – 2013 Работа выполнена на кафедре Пищевая и аграрная инженерия ФГБОУ ВПО Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления Научный руководитель доктор...»

«Горяинова Татьяна Николаевна Повышение эффективности гидропонного выращивания зеленных овощей путем ультрафиолетового облучения и фильтрации питательного раствора Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2010 2 Работа выполнена на кафедре физики Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования...»

«Григорьев Алексей Олегович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОПИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА КАПУСТОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА Специальность 05.20.01- Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары – 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Чувашская государственная сельскохозяйственная академия на кафедре физики и технической механики. Научный руководитель : доктор технических наук, доцент Алатырев...»

«Заплетина Анна Владимировна ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЧ-ПОЛЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЕМЯН ГРЕЧИХИ Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Красноярск – 2012 1 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет доктор технических наук, профессор Научный руководитель Цугленок Галина Ивановна Официальные...»

«ХАЗАНОВ ВИКТОР ЕВГЕНЬЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МОЛОКА ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БЕСПРИВЯЗНОГО СОДЕРЖАНИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2011 Работа выполнена в Государственном научном учреждении СевероЗападный научно-исследовательский институт...»

«Беляков Андрей Владимирович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЕВА СЕМЯН БАХЧЕВЫХ С МОДЕРНИЗАЦИЕЙ ПОЛОЗОВИДНОГО СОШНИКА Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Волгоград 2007 2 Работа выполнена на кафедре: Сельскохозяйственные машины ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор с.-х. наук, профессор Цепляев...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.