Дослідження коливань трактору тягового клас 3кН та шляхи покращення плавності його ходу зі зниженням напруженості ресор

Abstract

З метою покращення плавності ходу тракторів ХТЗ-150К розглядалися можливості зміни основних параметрів системи підресорювання та вплив на інтенсивність низькочастотних коливань машини. Змінам піддавалися жорсткість та коефіцієнт опору передньої підвіски, а також база машини, причому діапазон варіювання обмежувався можливістю реалізації параметрів без перекомпонування вузлів та зміни тягової характеристики машини. В якості критеріїв оцінки плавності ходу приймалися значення передавальної функції переміщень різних точок рами, сидіння та середньоквадратичні прискорення при русі трактора за природними нерівностями. За результатами даних досліджень встановлено, що збільшення бази трактора на 10% незначно та суперечливо впливає на середньоквадратичні прискорення точки рами над заднім мостом у всьому діапазоні розрахункових швидкостей від 2,5 до 7 м/с, а на прискорення над переднім мостом та на сидінні – до швидкості 5 м/с. За подальшого збільшення швидкості до 7 м/с (25 км/год) збільшення бази трактора на 10% знижує прискорення рами над переднім мостом на 15%, але на сидінні – на 20%. Окрім того, 11-листові ресори, що досліджувались, (при знятті 5-го та 7-го листів), які встановлені у підвісці з тракторними гідравлічними амортизаторами з оптимальними параметрами, створеними на базі автомобільних амортизаторів типу МАЗ-500Е, при стисканні мають менші за величиною динамічні прогини, ніж 13-листові ресори (підвіска без гідравлічних амортизаторів). Відповідно до цього динамічне навантаження на 11-листову ресору в порівнянні з серійною підвіскою зменшується на 51% при русі трактора ХТЗ-150К по ґрунтовій дорозі і на 30% при оранці поля впоперек борозен. Отже, напруження на листах 11-листової ресори за наявності в підвісці трактора амортизаторів буде меншою, ніж у 13-листової (без амортизаторів), що забезпечить підвищену довговічність 11-листової ресори. Крім цього, ресурс останньої ресори повинен збільшуватися за рахунок зниження кількості циклів навантаження, оскільки підвіска з цими ресорами забезпечує зменшення частоти власних коливань трактора на 10% (за експериментальними даними).

In order to improve the smoothness of the course of the T-150K tractors, the possibilities of changing the main parameters of the suspension system and its influence on the intensity of low-frequency oscillations of the machine were considered. The stiffness and drag coefficient of the front suspension, as well as the base of the machine, were subjected to changes, and the range of variation was limited by the possibility of implementing the parameters without rearranging the units and changing the traction characteristics of the machine. As criteria for evaluating the smoothness of the ride, the values of the transfer function of the movements of various points of the frame, seat and root-mean-square accelerations during the movement of the tractor along natural irregularities were taken. Based on the results of these studies, it was found that an increase in the tractor base by 10% has an insignificant and contradictory effect on the root-mean-square accelerations of the frame point over the rear axle over the entire range of design speeds from 2.5 to 7 m/s, and acceleration over the front axle and on the seat - up to a speed of 5 m/s. With a further increase in speed to 7 m/s (25 km/h), an increase in the tractor base by 10% reduces frame acceleration over the front axle by 15%, and on the seat by 20%. In addition, 11-leaf springs (when removing the 5th and 7th sheets), installed in the suspension with tractor hydraulic shock absorbers with optimal parameters, created on the basis of automobile shock absorbers of the MAZ-500E type, have smaller dynamic deflections during compression, than 13-leaf springs (suspension without hydraulic shock absorbers). According to this, the dynamic load on the 11-leaf spring, compared to the serial suspension, is reduced by 51% when the KhTZ-150K tractor is moving along a dirt road and by 30% when plowing the field across the furrows. Consequently, the stress on the sheets of an 11-leaf spring in the presence of shock absorbers in the tractor suspension will be less than that of a 13-leaf spring (without shock absorbers), which will ensure increased durability of the 11-leaf spring. In addition, the resource of the last spring should be increased by reducing the number of load cycles, since the suspension with these springs reduces the frequency of the tractor by 10% (according to experimental data).