Формування математичної моделі динамічної навантаженості ходової системи колісного трактора з напівпричіпним агрегатом

Abstract

Наведено математичну модель поздовжньо-кутового руху машинно-тракторного агрегату на базі колісного трактора та напівпричіпного агрегату. Модель дозволяє враховувати нелінійні зміни пружних та дисипативних характеристик підвіски, пневматичних елементів, а також коливальний рух в шарнірі тягово-причіпного пристрою. Запропоновано математичний алгоритм для визначення нелінійної характеристики пневматичної ресори залежно від деформації передньої підвіски колісного трактора. Оскільки сьогодні головними трендами сучасного тракторобудування є збільшення експлуатаційної швидкості руху та нарощування мас в вантажоперевезеннях, тоді дослідження в галузі плавності руху вважається актуальним. Це обумовлено впливом зростаючих збурювальних факторів, які виникають при збільшенні швидкостей руху на якісні показники підвіски транспортного засобу. Встановлено закономірність зміни динамічної навантаженості ходової системи колісного трактора при виконані транспортних робіт з напівпричіпним агрегатом залежно від агротехнічного стану опорної поверхні та наявності зазору в тягово-зчіпному пристрої. Встановлено вплив різних систем підресорювання переднього моста колісного трактора на показники плавності руху (середньоквадратичне прискорення рами та сидіння трактора) та динамічної навантаженості на ходову систему колісного трактора. Доцільність даних досліджень обґрунтовано наявністю як практичної, так і теоретичної цінності. Практична цінність роботи в тому, що вона дає змогу ще на етапі проектування або модернізації колісного трактора з напівпричепом виявити динамічні складові, які негативним чином будуть впливати на плавність руху. Теоретична значимість полягає у наданні математичного алгоритму для можливості оцінювання динамічної навантаженості ходової системи машинно-тракторного агрегату. Що дає певні ефекти від впровадження в галузі надійності.The mathematical model of the longitudinal-angular movement of a machine-tractor unit based on a wheeled tractor and semi-trailer unit is presented. The model allows you to take into account the non-linearity of changes in the elastic and dissipative characteristics of the suspension, pneumatic elements, as well as the oscillatory movement in the hinge of the towing device. A mathematical algorithm is proposed for determining the nonlinear characteristics of an air spring depending on the deformation of the front suspension of a wheeled tractor. Since today the main trends in modern tractor engineering is an increase in the operational speed of movement and mass increase in freight traffic, research in the field of smoothness of movement is considered relevant. This is due to the influence of growing disturbing factors arising from an increase in road speeds on the performance of the vehicle’s high-quality suspension. The regularity of changes in the dynamic loading of the running system of a wheeled tractor during transport work with a semitrailer unit has been established depending on the agrotechnical condition of the supporting surface and the presence of a gap in the towing device. The influence of various suspension systems of the front axle of the wheeled tractor on the smoothness indicators (rms acceleration of the frame and seat of the tractor) and dynamic loading on the running system of the wheeled tractor is established. The feasibility of these studies is justified by the presence of both practical and theoretical value. The practical value of the work lies in the fact that, even at the stage of designing or modernizing a wheeled tractor with a semi-trailer, it allows to identify dynamic components that will negatively affect the smoothness of movement. The theoretical significance lies in providing a mathematical algorithm for the possibility of assessing the dynamic load of the running system of a machine-tractor unit. This gives certain effects from the implementation in the field of reliability.