Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

27.10.2023

Размер:

20.06 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 / 2416 17 18 19 20 21 22 23 24 > Следующая >>>

				2i-r -w,2 21 - T - dx = 0;
			' z a + ( B 3 2 z 8 + c a = 0,								(92)
где		q—	перемещение			оси,	вызванное			неровностью
			пути;
	£ т —		база	машины;
	d —		расстояние от точки Ох до опоры Л';
	с —		расстояние от точки 0 2					до опоры		А';
h = k^LJI—			коэффициент сопротивления угловым переме-
			щениям корпуса машины;
			парциальная			частота		угловых		колебаний
			трактора		(/ — момент инерции системы отно-
	_		сительно оси			крена);
vh = y	Sj/mj	—	парциальная			частота	колебаний			массы	тх;
W3—V S3/m3		—	парциальная			частота	колебаний			массы	т3.
Жесткости		Si	и S3	при	изгибе свисающих				концов		пакета
хлыстов	определяются			в предположении				неподвижности			точки
0 2 относительно			машины.		Коэффициент			yx =	dtnx/I, а		" / 2 =

=сю3(1.

Из уравнений (92) с помощью преобразований Лапласа и Фурье [3, 52] получено выражение амплитудной частотной ха рактеристики продольно-угловых колебаний системы, с помощью которого может быть произведена оценка продольной динамиче ской устойчивости машины.

Формула для определения амплитудной частотной характе

ристики		имеет вид
т / ; „ л і _ і / ( Я і ш 6 + а 2 « 4 — а3ы2+а4)					+ ( _ б ,ш Б +й 2 <» 3			— Ь3л\2		, o q v
где ах	=	yjd-j- хг с — 1;				сх	=	ю а 2 ;
а2=		ш а 2 L t + ш32+о)Х2	— xidu32	— Z 2 c w i 2 ;		с 2	=	( ш , 2	+ ш 3	2 ) ю а 2 ;
а3—		(c0;2 - f u)3 2) W a 2 L T + 0 ) l 2 ш 3		2 ;		t 3	= ( 0 , 2 ( 0 3 2 0 ) ^ ;
а 4	=	(ві2 ш3 2 t o 2 a L T ;				dx	=	h;
bx	=	hL,;				d2	= h		(шх2-\-щ2);
b2	— hLT(wx2+o)32);					d3	=	/im,2	co3 2 .
6 3 =		CD;2 ( B 3 2 / l I r ;
Имея амплитудную			частотную		характеристику				\| № \ г ( і ш ) \| і

можно найти амплитуду угловых перемещений корпуса машины

при любом характере воздействия от пути [3] .						При синусои
дальном	воздействии от пути амплитуда		z = H\ Wa			(і со) j .
По формуле (93)		на ЭЦВМ «Минск-22» вычислены ампли
тудные	частотные характеристики \| W a ( / w ) \|				при		следующих
исходных	параметрах:	L T = 2, d=12,8,	с =	8,2	м;	/г =	0,17 1/м-с,
ш а 2 = 8 , 3 3	1/с2 -м; xi =	0,036, у 2 = 0 , 0 4 7 ;	ш 1	2 =29,4,		ш 3	2 = 4 4 , 1 1/с2.

Для исследования характера изменения угла продольного крена системы в широких пределах варьировались ее исходные параметры, а также варианты размещения пакета по длине от носительно машины, расстояние между опорами и т. д.

	Рис. 68.	Амплитудные частотные	характери
		стики системы:
1-і-	параметры	исходные; 2—u>is =20 1/с! ;	3 — ш , 2 = б О 1/с2 .
При исходных значениях параметров системы кривая моду
ля имеет два	резко выраженных максимума (рис. 68, кривая

обусловленных наличием собственных частот колебаний системы. При изменении жесткости пакета хлыстов, нагрузки, а также вида размещения деревьев на опорах изменяются как величины

амплитуд максимумов	кривых,	так и	частоты их	проявления.
Так, при уменьшении	«і 2 с 20	(кривая	2) до 29,4	1/с2 абсолют

ная величина первого максимума уменьшается более чем вдвое. Частота его проявления составляет 4,5 вместо 5,4 1/с. Величина

второго	максимума изменяется незначительно						и проявляется на
частоте	6,6	1/с.	щ2
При	возрастании частоты			до	60 1/с2		(см. рис. 68, кри
вая 3) как		первый, так и второй		максимумы			увеличиваются и
смещаются		в сторону больших	частот		(5,4	и	7,7 1/с соответст
венно).
Проведенные исследования			показали,			что на продольную

динамическую устойчивость машины значительное влияние ока зывает г и б к о с т ь п а к е т а х л ы с т о в . При определенном оптимальном значении жесткости свисающих концов пакета это влияние будет наименьшим.

На характере колебаний системы сказывается также длина площадки опирання хлыстов, характер их закрепления на ма шине и соотношение свисающих спереди и сзади машины концов деревьев (расстояния due — L T ) .

С помощью изложенной методики, анализируя характер протекания амплитудных частотных характеристик для каждого конкретного случая, можно подобрать рациональное соотноше ние параметров системы.

Зная	\| Wa (і І О ) \ , можно	найти реакцию системы на	воздей
ствие при	установившихся	вынужденных колебаниях.	В ряде

случаев представляет также интерес исследование переходных процессов, т. е. колебаний в начальный период движения через неровности, когда имеющие место свободные колебания системы еще не затухли. Сложение форм вынужденных и собственных колебаний может дать интересный результат.

С целью исследования переходного процесса и подробного анализа параметров системы уравнения (92) были решены на ЭЦВМ «Минск-22». Воздействие от пути принято синусоидаль ным. Всего исследовано 80 вариантов решений. Колебания си стемы рассматривались при скоростях движения от 0,2 до 5,0 м/с

при

переезде

неровностей

высотой

от 0,1 до 0,4 м и длиной от

0,4

до 2,5

м.

Решения

вариантов

задачи

анализировались

на

протяжении отрезка времени /, равного 6L H /y . Кроме

характера

воздействия

на

динамическую

систему,

широких

пределах

варьировались

ее

параметры: kt,

су,

L T ,

5 Ь

£2 ,

т.\, т 2 , I , с,

(табл. 7).

Как

показывают

исследования,

характер колебаний транс

портной

системы

при движении

по

неровностям

пути

довольно

сложный.

Это

видно

из

рис. 69,

где приведены

кривые

изме

нения перемещений z

при движении

машины

[V=2,78

м/с,

# = 0 , 3

м).

Параметры

машины

брались следующими:

= 2000

кгс-с/м; ст =

105, 5i = 2-104 ,

5 2 = 6 - 1 0 4 кгс/м;

т{

68,

m 2 = 1 3 6

кгс-с2 /м;

L T = 2 , 0 ,

с=8,2,

d=l2,8

м.

Графики при различных Ь„ имели не одинаковую протя женность: при вычислениях время процесса определялось отно-

	Т а б л и ц а		7.	Числовые		значения		расчетных	параметров
Н, м	V, м/с	L H ,	м	ftT, Х10 2		c.r	ХШ 4	7, Х10*	L . [ t	м	с, и	d, м
		L H ,	м	ктс • с/'м		кгс/м		к г с - м - с 2	L . [ t	м
				ктс • с/'м		кгс/м		к г с - м - с 2
0,10	0,2	0,4		5			1	0,5	1,4		3,0	6,0
0,15	0,5	0,6		10			4	1,0	1:6		5,0	8,0
0,20	1.5	0,8		15			7	2,0	•1,8		9,0	10,0
0,25	2,78	1,1		20	-		10	2,4	2,0		8,2	12,8
0,30	3,0	1,5		25	-		13	5,0	2,5		10,0	14,0
0,35	4,0	2,7		30			16	10,0	3,0		12,0	16,0
0,40	• 5,0	2,5		35		•	19	20,0	3,5		14,0	18,0

шением 6L,/v. Как видно из приведенных кривых, при измене нии д л и н ы н е р о в н о с т и характер колебаний системы силь но меняется. Изменяется как размах колебаний, так и частота

Рис. 69. Зависимость	а (1—3),	Zi(4)	и z2(5)	от времени при /,„,
равной	0,4(7), 0,6	(2)	и 0,8 м	(3—5).

процесса. С увеличением длины неровности амплитуда отклоне ния «, как и частота вынужденных колебаний, возрастает. При L H =0, 6 и 0,4 м кривые « не имеют правильной формы, что обусловливается наложением собственных и вынужденных форм колебаний.

Рост амплитуд а с увеличением длины		неровностей не рав
номерный. Так, максимальные амплитуды а		при L a , равном 0,4;
0,6; 0,8 м, составляют	соответственно 0,045;	0,07; 0,17 рад, т. е.
резко увеличиваются	при L „ = 0 , 8 м. Как показывают исследо
вания, максимальные	амплитуды колебаний	наблюдаются в на
ч а л ь н ы й п е р и о д	д в и ж е н и я , пока	еще не затухли соб

ственные колебания. В дальнейшем колебания стабилизируются,

амплитуды их становятся меньшими.

Сказанное

относится

и к

перемещениям 2] и z2. Амплитуды

Z\ превосходят

амплитуды 22 .

Это происходит из-за различия жесткостей

свисающих

концов

пакета

хлыстов. При L H = 0 , 8

м z l m a x

составляет

0,245,

a z2~—

0,15 м. Отклонения

Z\ и ,z2

имеют

максимумы при близких

зна

чениях

времени /, частота их изменения различается мало.-Кри

вые

противоположны по фазе

кривым

Z\ и 2 2 .

Как уже указывалось,

при увеличении

L„

отклонения си

стемы усиливаются,

причем

это характерно

как для

я, так и

для

перемещений Zi и z2 . Исследования

показывают, что макси

мальные отклонения

системы

(резонанс)

наблюдаются

при дли

нах

неровностей 0,9—1,1 м. Максимальные

значения

амплитуд

а , Z\ и z2

приведены ниже.

L H

0,4

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

2,5

а,

рад

0,042

0,070

0,170

0,350

0,106

0,092

0,087

г,,

0,053

0,105

0,235

0,520

0,172

0,118

0,144

г2 ,

0,033

0,075

0,147

0,350

0,124

0,082

0,148

Как показывает анализ правой части уравнений

(92),

ха

рактер воздействия

на систему зависит

не только от длины, но и

от/высоты неровности, а также от скорости движения

машины.

Изменение

характера кривых

a, zx и z2

с изменением

скорости

объясняется изменением частоты возмущающей

силы. На рис. 70

показаны

графики изменения

максимальных

перемещений

я, г,

и z2

от скорости движения

транспортной

системы

(L, =

l ,

Я =

= 0,3 м) . Параметры системы прежние.

Как видно из рисунка

(кривые 4, 5, 6), в рассматриваемом диапазоне

скоростей

систе

ма

имеет

два характерных

максимума,

т. е. две резонансные

скорости движения, первая из которых и1 р е з

равна 0,5, вторая —

2,8 м/с. Следует считать наиболее опасной ту из резонансных скоростей, которая максимально приближается к рабочим ско ростям движения машины.

Угловое перемещение а имеет большее отклонение при пер вой резонансной скорости движения, чем при второй. Фактиче-

ски при первой резонансной скорости, если # = 0 , 3 и L H — l м, транспортная система теряет устойчивость. При и2 р е з макси мальное отклонение я составляет 0,35 рад. Аналогичный харак тер имеют перемещения zi и z2, правда, перемещение zx значи тельно превосходит г2 . Значения резонансных скоростей движе ния примерно одинаковы для всех реакций.


	Максимальная			амплитуда	z2	при	У і р е з равна	0,24, при
^ 2 р е з	0,355 м.	При		скорости	движения		1,2—1,3 м/с	рассмат
риваемая система			имеет небольшие			перемещения как		а, так и
г Ь 2	( а =0,085,	Zi =		0,095, г2 = 0,08		м).	Наилучшим	образом

0	01	о,2	#J	o/t_	Н,м^
о	1	2	J	4	%м/с
Рис. 70. Зависимость		максимальных перемещений а , z\		и г 2	от вы
соты	неровности (/—3) и скорости		движения	(4—6):

1, 4—а; 2, 5 — z,; 3, 6 — za. ,

система	работает при скоростях движения, больших 4	м/с (см.
рис. 70,	кривые 4—6).
При	изменении в ы с о т ы н е р о в н о с т и частота	воздей

ствия остается постоянной, поэтому характер колебаний меняет


ся незначительно.		Однако		ввиду		изменения амплитуды			возму
щающей	силы меняются		и	амплитуды перемещений				системы.
Характер	возрастания максимальных амплитуд						а, гх	и	z2	при
увеличении Н линейный.
Сравнение кривых 2			и 3 указывает на большую интенсив
ность возрастания		перемещения			z b	чем z%. При	возрастании Я
на 0,1 м Z\ возрастает на 0,16, z2					— на 0,12 м, а амплитуда					реак
ции а тах	— на 0,125 рад.

На колебания системы значительное влияние оказывают ее общие параметры, а также параметры подвески. При изменении ж е с т к о с т и п о д в е с к и меняются частоты собственных колебаний масс машины, в результате чего изменяются как ча стоты, так и амплитуды ее вынужденных колебаний. Так, макси

мальные амплитуды перемещений		к,	2 ] и Z2 возрастают	при
увеличении	жесткости подвески	(рис. 71, кривые 1—3).		Это
возрастание	происходит до некоторого		предела с Т ) после которого

а,рад і

	10	15	20	25	Кт*10гюсС/п
1	4	7 .	10	13	Ст,*10^кгс/гг

Рис. 71. Зависимость максимальных амплитуд перемещений системы от жесткости (1—3) и коэффициента сопротивления подвески (4—6):

1, 4 - а ; 2. 5 — z,; 3, 6 — za .

значения я, zx и z2 несколько понижаются, затем становятся почти неизменными. Наибольшие амплитуды соответствуют сле

дующим значениям		жесткости подвески: угловое перемещение —
с т = 1 2 0 0 , перемещение массы			т.\ — ст =1050, перемещение				мас
сы т2 — ст = 1100 кгс/см. Этим			значениям	жесткостей соответст
вуют	наибольшие	значения	реакций:	зс =	0,38	рад; zi = 0,5,
22 =	0,34 м.
Начиная со значения жесткости, равного					1400	кгс/см,	все

исследуемые виды перемещений изменяются незначительно. При изменении с г от 1400 до 1900 кгс/см а уменьшается всего на 0,05 рад. Наиболее интенсивное изменение амплитуд перемеще


ний при изменении		жесткости подвески происходит при с, =
= 300—800 кгс/см.		При снижении				жесткости		менее		чем до
300 кгс/см амплитуды a, Z\ и г 2					имеют наименьшие				значения.
Сравнение	кривых		2 и 3 (см. рис. 71) показывает,							что при
всех значениях	с Т	амплитуды			Z\	значительно превосходят z2 .
Так, наибольшее значение Z\ превосходит соответствующее от
клонение г2 на 0,16		м,	что объясняется				разными		параметрами
свисающих концов пакета				хлыстов.
В противоположность				с Т	увеличение		к о э ф ф и ц и е н т а
с о п р о т и в л е н и я		подвески			/гт	существенно		снижает		ампли
туды колебаний	системы			(см. рис. 71, кривые 4—6). При этом

характер изменения кривых колебаний меняется незначительно. Характерно, что амплитуды колебаний при первом переезде через неровность различаются мало, увеличиваясь по мере возраста ния времени процесса t. Особенно существенное изменение ам плитуд колебаний a, z\ и г 2 происходит при сравнительно не больших значениях k . Начиная от значения k , равного 25 кгс-с/см, амплитуды колебаний системы почти не изменяют ся. Интересно, что наибольшее влияние коэффициент сопротив

ления оказывает на перемещение Z\. При увеличении						коэффици
ента kT	от 5 до 10 кгс-с/см реакция Z\ изменяется				на 0,15, в то
время как Z2 — на 0,11 м. Перемещение			а при этом			снижается
от 0,6 до 0,47 рад.
Сильно сказывается на характере колебаний системы							б а з а
машины	L r . При исследовании анализировались				варианты			ре
шений исходной системы при изменении параметра						L T	от	2,4
до 3,5 м. Оказалось,		что при L T , равном	2 м, амплитуды				пере
мещений	я меньше,	чем при L T , равном	2,5	и 3,5 м		(рис. 72,
кривые 1—3). Это объясняется сильным влиянием					L T	на частоты
собственных колебаний системы, которые при LT—3					м наиболее
удалены от частот воздействия при рассматриваемых						скоростях
движения и длине неровности.
Сложная взаимосвязь существует и между базой						L T	и пе
ремещениями z\ и 2г (см. рис. 72, кривые 4,				5). Между			ампли
тудами Zi и 2г существует большая разница.				Так,	максимальное

значение Z\ в рассматриваемом интервале времени составляет 0,148, a Z2 —• всего 0,015 м. В рассматриваемом интервале вре мени наибольшие ординаты отклонений соответствуют плюсовым отклонениям 22 .

Рис. 72. Графики колебаний		транспортной системы (у=2,78 м/с; і л =1,0,
#=0,3 м)	при 1 Т ,	равном	2,5 (7), 3 (2, 4, 5) и 3,5 (3) м:
	/,	2, 3 — а;	4 — z,; 5 — гг.
В результате	исследований		установлено, что для рассматри

ваемой системы максимальные значения амплитуд перемещений наблюдаются при L T , равном 3 м. При больших или же мень ших значениях базы лесотранспортной системы амплитуды пере

мещений	a, z\ и z2 интенсивно	возрастают. Так, при снижении
базы машин с 3 до 2 м угловое		максимальное перемещение а
возрастает с 0,06 до 0,36 рад, перемещение Z\ — с 0,032 до 0,115,
а г 2 — с 0,005 до 0,085 м. При L T = 1,6—1,7 м значения макси
мальных	амплитуд перемещений	начинают уменьшаться.

Таким образом, исследования показывают, что для рассмат риваемых условий движения и принятых параметров машины оптимальное по величине перемещений значение базы машины оавно 3 м. Числовые значения максимальных амплитуд я, гі и г<і в зависимости от величины L r приведены ниже.

Lj,	М	1,4	1,6	2,0	2,5	2,8	3,0	3,3	3,5
а ,	рад	0,38	0,41	0,36	0,22	0,10	0,06	0,08	0,11
г ь	м	0,135	0,140	0,115	0,085	0,055	0,032	0,040	0,045
г2 ,	м	0,090	0,100	0,085	0,045	0,020	0,005	0,010	0,030

К числу параметров системы, сильно влияющих на колеба ния, относится также ее м о м е н т и н е р ц и и / . О т инерцион ности системы в значительной мере зависят ее частотные харак теристики, чем также определяются максимальные амплитуды перемещений ее масс.

6. Зак. 2164

Исследованием установлено, что при увеличении момента инерции системы амплитуды колебаний масс машины и пакета


хлыстов уменьшаются. Наиболее			интенсивное их снижение на
блюдается при	небольшом	моменте инерции			(2-Ю4 —4-Ю4
кгс-м-с2 ). При возрастании		/ более		чем до 6 - Ю 4 кгс-м-с2 ам
плитуды колебаний параметров			a, zx	и г 2 уменьшаются незна
чительно. Так, при изменении момента				инерции от 6 - Ю 4 до 2-105
кгс-м-с2 максимальная амплитуда а				снижается	с 0,03 до 0,01
рад, амплитуда zx	— от 0,025 до 0,010 и z2 — от 0,02 до 0,005 м.

•Практически при /, равном 3 - Ю 4 кгс-м-с2 , транспортная система теряет устойчивость.

	Ниже приведены		данные	вычислений		перемещений		а , zx и
z2 при различных		значениях		момента	инерции /.
Г, Х10 4 кгс-м-с2		3,0	4,0	6,0	8,0	10,0	14,0	20,0
а,	рад	0,160	0,060	0,030	0,020	0,018	0,015	0,010
г,,	м	0,095	0,043	0,025	0,020	0,018	0,013	0,010
г2 ,	м	0,150	0,05	0,020	0,015	0,010	0,009	0,015

Из	этих данных	видно,	что при />гб - 10 4 кгс-м-с2			макси
мальные	амплитуды	z{ превосходят		перемещения		z2.	При
/ < 6 - 1 0 4	кгс-м-с2 , наоборот,		значения	z2 больше,	чем Z \ .
Интересное влияние на параметры				колебаний	рассматривае
мой транспортной машины			оказывают	м а с с ы	т х и	т 2	с в и
с а ю щ и х к о н ц о в		пакета	хлыстов.	На рис. 73 представлены

графики, характеризующие зависимость перемещений системы

при

различных

значениях

масс т х и т 2 (и==2,78 м/с,

# = 0 , 3 ,

L H =

1,0 м) .

/ — 3 ) , диапазон

массы т х

Как

видно

(кривые

изменения

невелик. Уже при значении

т х , равном

75—80 кгс-с2 /м,

машина

практически

теряет

устойчивость. При т х ,

равном 68

кгс-с2 /м,

перемещение

составляет

0,35 рад, zx

— 0,48, a z2

— 0,32 м.

Диапазон изменения

массы

комлевой

части

пакета

хлыстов

больше,

чем массы

тх.

т 2 амплитуды

перемещений о . , zx

При

увеличении

массы

и z2 возрастают. Однако после значения

т 2 ,

равного 135 кгс-с2 /м,

их значения

начинают падать (до т 2 , равного

150 кгс-с2 /м), за

тем опять возрастают. При лг2 =170—180 кгс-с2 /м транспортная система теряет устойчивость.

Такой сложный характер изменения кривой перемещений объясняется значительным влиянием масс свисающих частей пакета хлыстов на частоту собственных колебаний системы. Ис следования показывают, что на динамику лесотранспортной ма шины рассматриваемого типа размещение пакета хлыстов по ее длине имеет особо важное значение. В рассматриваемом случае некоторое сдвигание хлыстов в направлении их комлевой части улучшает динамику машины. Однако данный вопрос нельзя рас-

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 / 2416 17 18 19 20 21 22 23 24 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
19.10.20233.86 Mб7Житная, И. П. Эффективность применения станков с числовым программным управлением.pdf
#
22.10.202312.85 Mб30Жовинский, В. Н. Корреляционные устройства.pdf
#
29.10.2023793.21 Кб15Жоткевич Т. Как пользоваться гидросистемой тракторов.pdf
#
19.10.20237.47 Mб3Жубанов, Б. А. Введение в химию поликонденсационных процессов.pdf
#
22.10.202310.78 Mб10Жукевич, К. И. Методы экономической оценки сельскохозяйственных машин и технологий.pdf
#
27.10.202320.06 Mб15Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин.pdf
#
23.10.20238.06 Mб16Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий.pdf
#
23.10.20234.15 Mб37Жуков Н.И. Философские основы кибернетики.pdf
#
19.10.20233.01 Mб18Жуков, В. А. Мастерские текущего ремонта жилых домов.pdf
#
19.10.20235.01 Mб26Жукова-Малицкая, Г. А. Математическая физика учебное пособие.pdf
#
30.10.202315.1 Mб40Жуковский М.И. Расчет обтекания решеток профилей турбомашин.pdf