Технические науки/ 4.Транспорт

Бекенов Т.Н., Абишев К.К.

Павлодарский государственный университет им. С.Торайгырова, Казахстан

О физическом моделировании движения трактора со сменным колесно-гусеничным движителем

В работе [1] описана конструкция трактора со сменным колесно-гусеничным движителем. Устройство сменного гусеничного движителя данного трактора позволяет изменять тип подвески, количество и размеры опорных катков. Кроме того, конструкцией трактора предусмотрена возможность изменения расположение центра тяжести.

Определение наиболее рациональных конструктивных параметров описываемого трактора, обеспечивающие высокие эксплуатационные свойства являются актуальной проблемой. Решение этой задачи требует проведения трудоемких экспериментальных работ. Поэтому с целью снижения материальных, временных и ресурсных затрат на проведение испытаний используют методы физического моделирования. При физическом моделировании грунт оставляют натурным, а трактор заменяют моделью, которая имитирует воздействие натурного трактора на грунт. Испытание на моделях позволяют так же, как и на реальных машинах, выявить качественную сторону даже столь сложных процессов, как взаимодействие движителей с опорной поверхностью. Ряд общих закономерностей может быть установлен на модели более строго, чем на реальной машине, поскольку здесь проще исключить влияние случайных факторов.

В работе [2] автором приведены преимущества проведения экспериментов на моделях:

а) универсальная модель дает возможность проводить исследование не только существующих типов ходовых систем, но и различных вариантов подвесок;

б) на модели можно точно определить и легко изменить расположение центра тяжести, жесткость различных элементов подвески, число и диаметр катков и т.д.;

в) в модели имеется возможность собрать различные схемы и типы существующих и проектируемых подвесок для машин одной и той же весовой категории в одном масштабе с выдерживанием равенства или сравниваемости общих параметров;

г) проведение опыта в лабораторных условиях дает возможность испытывать различные типы ходовых систем на одинаковом почвенном фоне, т.е. на почвенном фоне одной и той же плотности, влажности, одного и того же органического и неорганического состава и одинакового рельефа.

В зависимости от цели и задач, поставленных при исследовании, модель реальной машины можно выполнять самоходной и несамоходной.

При физическом моделировании происходит изменение масштабов, но сохраняется природа явления. Качественные и количественные связи подобных явлений устанавливается в виде критериальных соотношений [3].

Условия подобия процессов взаимодействия движителей с опорной поверхностью в значительной степени определяются критериями, в которые входят параметры сопротивления передвижению и сцепления движителя с поверхностью дороги.

Критерии, определяющие приближенное подобие процесса взаимодействия движителя с грунтом имеет вид:

,

где – скорость протекание процесса; – ускорение свободного падения; – определяющий линейный размер системы; – приведенная жесткость системы; – вес системы; – коэффициент сцепления; – коэффициент сопротивления передвижению.

Для дополнительного контроля подобия системы рассмотренные критерии могут быть при необходимости дополнены критериями, которые при геометрическом подобии системы следуют из соблюдения рассмотренных определяющих критериев подобия:

где – относительная тяга на крюке; – буксование; – коэффициент распределения сцепного веса; – механический КПД системы; – коэффициент приведения массы.

Условия подобия, вытекающие из критериев и , следует рассматривать как необходимые. Сами же критерии и рассматриваются как обобщенные [4].

В докладе рассматриваются методика проведения и результаты экспериментального исследования влияния расположения центра тяжести на тягово-сцепные качества гусеничной ходовой системы трактора со сменным колесно-гусеничным движителем.

Литература:

1. Предварительный патент РК № 18188 МКИ B62D 55/04. Транспортное средство со сменным движителем. / К.К. Абишев, Т.Н. Бекенов. Заявлено 07.07.2005; Опубл. 15.01.2007, Бюл.№1 – с.5.: ил.

2. Б.Н. Пинигин. О моделировании ходовой части гусеничных тракторов. – В сб. «Конструирование и расчет гусеничных машин», вып.1. Челябинск, ЧПИ, 1963. – с. 5-12.

3. П.М. Алабужев, В.В. Геронимус, Л.М. Минкевич, Б.А. Шеховцев. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М.: «Высшая школа», 1968.

4. В.И. Баловнев. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1981. – 335 с., ил.