Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Алферов, С. А. Динамика зерноуборочного комбайна

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.7 Mб
Скачать

Для второго вала также имеем выражение

 

 

Art, =

 

 

|_ Ме. о

(1.81)

 

 

 

Ь2

 

b0i 2

 

 

 

 

 

Обобщая эти выражения для всего привода, имеем

 

Апп

M e о .

 

 

 

 

bo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л«!

Mç, 1

[ М с, о .

 

 

 

ь1

+

boh

 

 

 

 

 

 

(1.82)

 

А«, =

Мс. 2

I

М е. о

 

 

—Ь-------г

&0*2

 

 

 

Art„ =

 

 

+

Mç. о

 

 

 

bn

hin

 

Моменты внешних сил сопротивления для системы параллель

ных передач

 

 

 

 

 

 

 

М, о — Мс. о(<?) +

Mç. ! (g) I

М с. 2(д)

+ • • • +

M e п ( Q ) .

ЬѢ

 

'

 

 

hi*]n

 

Мс. 1 — Мс 2 (с/)\

 

(1.83)

 

Мс. п

 

Мс. п (ç).

 

 

Как видно из выражений (1.82) и (1.83), привод с параллельной передачей при равных условиях дает меньшее падение числа обо­ ротов t-ro вала, чем с последовательной.

Помимо аналитического определения кинематического режима привода с фрикционными передачами сельскохозяйственных ма­ шин, возможно изучение его на основе экспериментальных или расчетных тяговых характеристик.

Тяговые характеристики зерноуборочных машин. Тяговые характеристики служат для оценки силового, энергетического и кинематического режимов сельскохозяйственных машин при уста­ новившейся нагрузке. Тяговая характеристика сельскохозяйствен­ ной машины объединяет все параметры ее в единую систему и по-' зволяет наметить необходимые пути для улучшения привода.

Рассмотрим вначале тяговую характеристику, например, са­ моходного шасси СШ-45 с двигателем Д-50 (рис. 15), оценивающую только сцепные свойства движителей. Включение заднего моста при движении шасси производится автоматической реверсивной обгонной муфтой (рис. 16). В соответствии с принятыми методами построения [31 ] в верхней части характеристики (см. рис. 15) вычерчивают зависимости Мдв, Ne, GT в функции пдв\ в нижней — кривые в функции Ркр при четырех ведущих колесах шасси.

Сила тяги, развиваемая

колесом,

 

 

Рк = Р кач + РКр = -М- ^

,

(1.84)

где Ркач — усилие на

перекатывание машины;

 

Ркр — сила тяги

на крюке;

 

 

 

 

RK— радиус качения

колеса;

двигателя

к колесу;

і — передаточное

число

от

вала

ѵ)м— механический

к.

п.

д.

передачи.

 

Рис. 15. Тяговая характеристика шасси СШ-45 (по данным Прибал­ тийской МИС):

Фон—стерня озимой

ржи;

коэффициент

сопротивления

качению / = 0,09;

вес шасси с грузом G — 6320 к Г ; двигатель Д-50; -коэффициент сцепления

колес ф Ä

0,38;

давление в

шинах р . = I

кГ/см*.

Как видно из зависимости (1.84), для каждого значения і можно получить выражения М дв = f (Ркр).

М = PKOHRK

P K P R K

1Цм

( 1.85)

і Ц м

Прямая Мд$ = f (Ркр)

построена в верхней части характери­

стики для удобства определения величин М дв и пдв по величине

Рис. 16. Схема привода рабочих органов комбайна КПН-2.И ходовой части шасси СШ-45:

У — муфта

сцепления

привода рабочих

органов;

2 — вариатор

ходовой части;

3 — мо­

лотильный

барабан;

4

— контрпривод;

5 — ведущие

колеса;

6

— двигатель

Д-50; 7

и 8 — дифференциалы;

9 — бортовой

редуктор;

10

— шарниры

управляемых

колес;

11 — планетарный редуктор с обгонной муфтой; 12 — дисковый тормоз; F (t) — внешние нагрузки

Ркр. Зная пдв = f (Ркр) по регуляторной характеристике, строят скорости машины ѵм при различных Ркр с учетом выражения

_

2я/?к60

пдв

f ,

6

\

м

"'1000

' і

\

100

)

где 6 — коэффициент буксования в %, соответствующий данному усилию тяги.

Мощность на крюке в л. с.

'К! _ Рк-рѴм

КР 27(Г"’

а тяговый к. п. д.

Параметры режима движения шасси СШ-45, например, при Ркр = 1200 кГ определяются на рис. 15 идущими из точки Л штриховыми линиями со стрелками. Подобные характеристики получают для ряда передач, а затем выбирают наиболее рацио­ нальные режимы работы.

Посуроим графо-аналитическим методом тяговую характери­ стику привода комбайна СК-4 для определения силовых и кинема-

тических

режимов

основ­

 

 

 

 

 

 

 

ных

рабочих

органов

и

 

 

 

 

 

 

 

ходовой-части исходя из

 

 

 

 

 

 

 

экспериментальных значе­

 

 

 

 

 

 

 

ний моментов сопротивле­

 

 

 

 

 

 

 

ний Л4С; (q) для каждого

 

 

 

 

 

 

 

вала

и тяговых

характе­

 

 

 

 

 

 

 

ристик

ремней

Мдв. I

 

 

 

 

 

 

 

= Д (n,,

 

при данной

 

 

 

 

 

 

 

скоростной характеристи­

 

 

 

 

 

 

 

ке двигателя

Мде =

f(nde)

 

 

 

 

 

 

 

и усилиях на

перекатыва­

 

 

 

 

 

 

 

ние

комбайна

Ркач.

с дан­

 

 

 

 

 

 

 

В

соответствии

 

 

 

 

 

 

 

ными испытаний двигателя

 

 

 

 

 

 

 

СМД-15К и кинематиче­

 

 

 

 

 

 

 

ской

схемой

передач ком­

 

 

 

 

 

 

 

байн^ СК-4 (рис. 17) строим

 

 

 

 

 

 

 

в верхней части рис. 18

 

 

 

 

 

 

 

для эксплуатационного ре­

 

 

 

 

 

 

 

жима кривые Ne, М дв и GT

Рис. 17.

Схема

привода

рабочих

органов

в функции пдв, а затем на­

и ходовой части комбайна СК-4:

ходим теоретические числа

1 — молотильный

барабан:

2

— контрпривод;

оборотов

вала

контрпри­

3 — двигатель

СМД-15К ( N — 75

л. с.)\ 4 — кли­

ноременный вариатор ходовой части;

5 — муфта

вода пкѣр и вала молотиль­

сцепления ходовой части; 6 — муфта

сцепления

ного барабана

пб.

 

 

привода

рабочих

органов;

7 — трехскоростная

 

 

коробка

передач;

8 — дифференциал; 9 — борто­

Для определения числа

ние нагрузки;

z,

и, х, у

— угловые

скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

вой редуктор;

10 — ведущие колеса; F

(/)—внеш­

оборотов

вала

контрпри­

 

 

 

валов

 

 

 

вода

строим

на

тяговой

 

Р 10О3а

и Р 10О2а'

исходя из

характеристике

 

два

треугольника

заданного передаточного

числа от вала двигателя

к

валу контр­

привода

ікпр =

2,24.

 

 

 

 

 

 

 

 

Из этих треугольников получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Osa

О3Р10

п дв

. :

 

2,24.

 

 

 

 

 

 

 

О*'

03Ріо

1К пр

 

 

 

 

 

 

 

п К Пр

 

г

 

 

 

 

При

изменении,

например, пдв,

до величины

О3а0 получаем

теоретические значения пкпр = Ог^о- Точка а0 лежит на пере­ сечении прямой Р 10ао с линией пкпр.

Число оборотов молотильного барабана определяем из соот­ ношения

 

02а'

 

Р2о°2

«б

= і6 = 0,667.

 

'

 

Р2„О,

Серии

тяговых

характеристик

ремней

М кпр = f ! {пк пр, пдв)

и М6 =

/2 (пб, «кпр)

строим по нескольким значениям соответ­

ственно «а, и

на основании выражений (1.53).

Слева

от линии

0

10 3 (см. рис.

18) на

основании эксперимен­

тальных данных строим кривые моментов сопротивлений на валах

Рис. 18. Тяговая характеристика привода комбайна СК-4

барабана, контрпривода и двигателя:

^С. б /б (9)> Мс. к пр = fК пр ІЯ) и Мс. пр = fпр (q),

где q — подача хлебной массы в молотилку в кг/сек.

Рис. 19. Тяговая характеристика привода ходовой части комбайна СК-4

Для определения момента на валу двигателя, затрачиваемого на привод ходовой части (рис. 19), сначала находим необходимую скорость машины ѵм для работы с подачей q, пользуясь зависи­ мостью, построенной из точки Ох для различной урожайности Q в ціга (см. рис. 18):

ѵм = cq.

Затем находим мощность на привод ходовой части:

л т __ -Р качУм

75цм

(где цм— к. п. д. передачи) и откладываем в виде прямых Nx ч =

— f (ѵм) для каждого значения Ркач — const из точки 0Ъ.

Исходя из этой зависимости для определения момента на при­ вод ходовой части Мх,ч строим прямые из точки 0Ь:

Мх ч = 716,2 JL JL .

х■ пдв

На оснований данной тяговой характеристики найдем кине­ матический режим комбайна СК-4 при работе его на озимой пше­ нице Безостая урожайностью Q = 20 ц/га, при подаче' q = = 4,2 кг/сек и усилии Ркач = 700 кГ.

Проводя из точки А на диаграмме ѵмq (см. рис. 18) прямую вниз до пересечения с линией Q = 20 ц/га, находим необходимую скорость машины ѵм = 1,8 м/сек-, проводя из этой же точки прямую

вверх,

находим

моменты

сопротивления

Мс. б — 16,9

кГ м,

М с.кпр = 36 кГ

м

и приведенный

к

валу

двигателя

момент

М пр =

18,2

 

кГ

м от действия моментов

Мс, б и

Мс-Кпр.

 

 

Для определения момента Мх: ч находим на диаграмме Nx 4

ѵм для

усилия

Ркач — 700

кГ мощность

Nx 4 =

17,5

л. с.

 

Из

точки

А',

соответствующей

Nx.4 =

17,5 л.

с.,

проводим

вертикаль

до прямой Л4*., = f(N )x. 4

при

пдв =

1710 об/мин и

получаем Мх ч =

10,5 кГ м.

 

 

Мх. ч =

18,2 +

10,5 =

Откладывая

из точки

0 3 Мдв — М пр +

= 28,7

кГ

м,

находим

на

скоростной

характеристике

М дв =

— f (пдв) пдв ^

1720 об/мин,

a Nde — 68 л. с.

 

дает

на

оси

Из

точки

ö0

проводим прямую

Ph0a0,

которая

О-гПкпр

точку

öo.

соответствующую

теоретическому

числу

обо­

ротов контрпривода. Из точки ао строим тяговую характеристику ремня при разных напряжениях его (она может быть построена и заранее), на которой для Мс.кпр = Ш кГ м находим точку Ь'. Вертикаль вниз из точки Ь' до пересечения с осью пкпр дает

n-кпр = 730 об/мин в точке Со­

проводим прямую через точку Ь0 из полюса Р2о до пересе­

чения с осью 0\Пб в точке «о- Точке Оо соответствует теоретиче­ ское число оборотов барабана. Для определения действительного

числа оборотов барабана из точки а0 строим тяговую характери­ стику ремня и в точке С" получаем ее пересечение с линией Мс. б = = 16,9 кГ м. Вертикаль из точки Ь" вниз дает пб = 1060 об/мин.

Для уточнения кинематического режима ходовой части ком­ байна СК-4 рассмотрим тяговую характеристику на рис. 19. На ней аналогично характеристике рис. 18 отложены для различных передаточных чисел трансмиссии іу из точек 0 2 — 07 числа обо-

46

ротов вторичного вала коробки передач пу, т. е. = іу. В точ­

ках а', а", а ”' и т. д. построены тяговые характеристики вариатора ходовой части Му, приведенные к вторичному валу. Моменты Му

находим, пользуясь выражениями (1.56).

 

 

 

 

 

 

Уточним

кинематический

режим

ходовой

 

части

комбайна

СК-4 для приведенного

примера.

Для скорости ѵм = 1,8 м/сек

(точка

А 2)

и

пдв =

1720

об/мин

 

(точка

Л3) находим точ­

ку

а0. т,

соответствующую

пу =

690

об/мин.

Но

для

того,

чтобы выдержать

условие пу ^ 690

об/мин,

необходимо

иметь

іу = 2,34, тяговую характеристику вариатора строить

в точке а0

и сравнивать ее с моментом

Му = 21 кГ м,

получающимся на

вторичном валу коробки передач при

Ркач = 700 кГ.

 

 

на

Тяговые характеристики привода комбайна СК-4, показанные

рис.

18 и 19,

позволяют сделать следующие выводы.

 

 

1. При работе комбайна СК-4 на озимой пшенице Одесская-3

двигатель загружается

полностью

при

подаче

q =

3,8

кг/сек;

для этого требуется повышение натяжения ремней от двигателя

к контрприводу до ор ^

18,5 кГ/см2

или уменьшение

подачи до

q = 3,2 кг/сек при

ор =

16 кг/см2.

озимой пшенице

Безостая

2. При работе

комбайна СК-4 на

подача q может быть принята 5—5,5 кг/сек при Q. — 30 = 40 ц/га без нарушения кинематического режима всех рабочих органов.

3. Стабильность оборотов молотильного барабана зависит от тяговой характеристики передачи контрпривода, т. е. от М кпр =

/1 ІРкирі ^дв)• 4. .Скольжение ремней вариатора ходовой части значительное

только для III передачи при небольших значениях івар.

5. Буксование, ведущих колес комбайна незначительно влияе^

на

скорость машины

ѵм.

скорости

ѵм =

4,8 = 4,9 м/сек мощность

на

6. При максимальной

привод ходовой

части Nx. ц =

45 л.

с. при Ркач = 600 кР.

Общее скольжение ремней вариатора при этом будет 7,3%, что соответствует потере мощности на нагрев ремней 3,8 л. с. Экс­ перименты подтверждают эти данные.

Данные тяговых характеристик используются далее при рас­ смотрении динамики многомассовых систем сельскохозяйственных машин.

Г л а в а II. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ ПРИВОДА КОМБАЙНА

§ 6. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ДИСКОВОЙ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

В отечественной и зарубежной литературе неоднократно рас­ сматривался процесс включения муфты сцепления автомобильного и тракторного типа при трогании и разгоне машинно-тракторных агрегатов [12, 23, 24, 36 и др. ]. К недостаткам, присущим большинству приближенных аналитических способов, следует отнести условность разбивки процесса включения на отдельные циклы, а также представление в некоторых случаях момента, развиваемого двигателем М дд, и момента сопротивления Мс на валу муфты как функций времени, хотя они являются функциями угловых скоростей коленчатого вала двигателя, вала муфты сцепления и др.

Наиболее часто переходные процессы при включении муфты сцепления изучают с помощью системы из двух уравнений без учета жесткости валов трансмиссии и инерционности всережимного регулятора оборотов двигателя [24]. При исследовании боль­ ших движений систем сельскохозяйственных машин эти допуще­ ния в большинстве случаев вполне приемлемы. В некоторых спе­ циальных исследованиях, проводимых, например, на аналоговых

•вычислительных машинах, число уравнений берется больше [14]. Рассмотрим включение муфты сцепления и разгон ведомого

вала на основе двух уравнений:

 

Mde = Jde^

+

M 1-,

м , = JM^

 

(ИЛ)

 

+ MC,

где М дв = /у (со*,) — момент, развиваемый двигателем на колен­ чатом валу и зависящий от угловой ско­ рости коленчатого вала coâe;

Jde, JM— приведенные моменты инерции на коленча­ том валу двигателя и на ведомом валу муфты сцепления;

Мх — момент, передаваемый муфтой сцепления;

Мс — / 2 (©„) — момент от сил сопротивления на валу муфты

сцепления, являющийся, как правило, не­ линейной функцией от угловой скорости а>м вала муфты сцепления.

При работе двигателя в области регуляторной ветви частич­

ной характеристики, согласно формуле (1.63)

 

Мдв — А Всùde,

(И.2)

а при работе его в области регуляторной ветви внешней характе ристики

 

 

М.,)в = АеВеадв.

 

(11.3)

 

Сопротивление

 

на

ведомом валу

 

муфты сцепления в первом приближе­

 

нии

будем считать

 

 

 

 

 

 

 

 

Мс = М + В'(*м,

 

(II.4)

 

где

А'

и В' — постоянные величины.

 

Момент, передаваемый муфтой сцеп­

 

ления

при включении:

 

 

 

 

 

 

М1 = М м,с{

 

 

 

(II.5)

 

где Мм, с — максимальный момент, раз­

 

 

 

виваемый

муфтой

сцепле­ Рис.

20. Тяговая характери­

t

 

ния;

и

темп

 

стика муфты сцепления

и Т — время

включения

 

 

 

муфты сцепления.

При Т = 0 М 1 = Мм,с> а при

На

Т = ОО

М J = 0.

характеристики

муфты сцепления

основании

тяговой

(рис. 20) имеем:

 

з

 

при

У?

V

при

J ^ > 1

 

“а«

 

при

3

 

=;|

II

 

£

 

^ > 0 ;

Мх< 0;

(П.6)

Рассмотрим аналитическое решение системы уравнений (II. 1). Если момент М х в соответствии с формулой (II.5) считать функ­ цией времени, то система (11.1) распадается на два независимых дифференциальных уравнения, что очень удобно для анализа. При этом для двигателя получим следующее уравнение, обозна­ чая оідв через м:

. dû)

Мде 4" Mi — 0.

Jde~dt

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ