Підвищення стійкості і керованості транспортного руху блоково-модульного машинно-тракторного агрегату

Abstract

UKR: Дисертаційна робота присвячена питанню підвищення стійкості і керо ваності транспортного руху блочно-модульного агрегату на основі модуль ного енергетичного засобу (МЕЗ) змінного тягового класу 1,4-3. МЕЗ скла дається з енергетичного (ЕМ) та технологічного (ТМ) модулів, шарнірно по єднаних між собою у горизонтальній площині. Для обмеження кутової ру хомості ТМ відносно ЕМ приєднувальний (навісний) механізм першого об ладнано двома гідроциліндрами. Для підвищення стійкості та керованості руху МТА на основі МЕЗ один з вказаних гідроциліндрів обладнаний дросе лем у вигляді шайби, діаметр прохідного отвору якого прийнято рівним 2 мм. Це дозволяє отримати значення коефіцієнта гідравлічного опору даного дроселя (Км) не менш, ніж 106 Н-м-с/рад. Саме за такого значення Км, роз воротний момент, який діє на МТА з боку його технологічної частини, здат ний повернути ТМ лише на 1,25о. Зменшення фазових частотних характери стик коливань енергетичного модуля досягає при цьому 150о. На практиці, це призводить до зменшення запізнень його реакції з 7,6 до 2,4 с при одно часному зменшенню амплітуди коливань майже у 17 разів. При зростанні швидкості руху блочно-модульного агрегату від 2 до 5 м/с амплітудні часто тні характеристики відпрацювання технологічним модулем разом із наві шеним на нього знаряддям, а також енергетичним модулем МЕЗ мало змі нюються та мають резонансний пік, який припадає на частоту 10 с-1. У порівнянні із технологічним, АЧХ відтворення енергетичним моду лем у вигляді розворотного моменту, - менше. Характер стійкості руху бло чно-модульного агрегату є практично інваріантним по відношенню до кое фіцієнтів опору уводу шин переднього та заднього мостів енергетичного мо дуля МЕЗ. Установка шин моста технологічного модуля із загальним коефі цієнтом опору уводу на рівні 260 кН/рад. і більш, сприяє зменшенню амплі туди як його коливань, так й коливань енергетичного модуля. У діапазонах частот зміни збурення 0.. .5 та 10.. .20 с-1 кут повороту ТМ практично не пе ревищує 4о. Дисперсія кутових коливань технологічного модуля МЕЗ із на вішеним на нього плугом при рухові агрегату по злущеному полю зосере джена у відносно вузькому діапазоні частот 0 ,2 5 .1 ,5 0 с-1. Під час перемі щення блочно-модульного МТА по необробленому фону цей діапазон удвічі ширший і становить 0 ,2 5 .3 ,0 0 с-1. Це вказує на те, що коливання ТМ із плу гом на злущеному полі носять більш низькочастотний характер, ніж на нео бробленому. При уведені гідравлічного демпфера із коефіцієнтом опору не менш, ніж 106 Н-м-с/рад. максимальне значення позитивного кореляційного зв’язку між кутовими коливаннями технологічного та енергетичного модулів МЕЗ зростає до позначки 0,87, тобто збільшується у 2,7 рази. У цьому випадку ЕМ та ТМ практично разом протидіють збурювальному впливу розворотно го моменту, що позитивно відображається на стійкості руху усього блочно модульного МТА. Гідравлічне демпфірування гідроциліндра технологічного модуля із коефіцієнтом жорсткості не менш ніж 106 Н-м-с/рад. дозволяє до вести максимум взаємного кореляційного зв’язку між керуючим впливом та курсовим кутом енергетичного модуля до 0,89, змістити його вправо від ну льової ординати і зменшити запізнення реакції курсового кута на зміну кута повороту керуючих коліс енергетичного модуля майже удвічі. Упроваджен­ ня орного блочно-модульного агрегату, який налагоджено згідно розробле ним практичним рекомендаціям, дозволяє збільшити змінну продуктивність роботи МТА та зменшити витрати праці на 8,4%.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ENG:The thesis is devoted to increasing the stability and controllability of a block-modular unit's traffic based on a modular power unit (MPU) of variable traction class 1.4-3. MPU consists of power (PM) and technological (TM) mod ules interconnected in the horizontal plane. To limit the TM's angular mobility relative to the PM, the connecting device of the first one is equipped with two hy draulic cylinders. To increase the MTU traffic stability and controllability, one of the indicated hydraulic cylinders is equipped with a washer-shaped throttle, the bore diameter of which is assumed to be 2 mm. This allows obtaining the hydrau lic resistance coefficient value of the given throttle (Km) not less than 106 N-m-s-rad-1. With this value of Km, the unfolding torque acting on the MTU from the side of its technological part is capable of turning the TM only by 1.25°. The decrease in the phase-frequency characteristics of the energy module oscillations reaches 150°. In practice, this leads to a reduction in the delay in his reaction to a disturbance from 7.6 to 2.4 s, while the amplitude of oscillations decreases by al­ most 17 times. With an increase in the speed of the block-modular unit from 2 to 5 m-s"1, the amplitude-frequency characteristics of the disturbance processing by the technological module together with the tool attached to it, as well as the power module of the MPU, change little and have a resonance peak, which falls at a fre quency of 10 s-1. Compared with the technological one, the frequency response of the disturbance's reproduction in the form of a turning torque by the energy mod ule is less. The nature of the block-modular unit's movement's stability is practi cally invariant concerning the drag coefficients of the tire slip of the front and rear axles of the power module of the MPU. Installation of the technological module's axle tires with a total drag coefficient of 260 kN-rad-1 and more contributes to a decrease in the amplitude of both its oscillations and the oscillations of the energy module. In the frequency ranges of the disturbance change of 0-5 and 10-20 s-1, the TM rotation angle does not exceed 40 at all. The dispersion of the MPU tech nological module's angular vibrations with a plow attached to it when the unit moves along the field is concentrated in a relatively narrow frequency range of 0.25-1.50 s-1. During a block-modular MTU movement on an unprocessed back ground, this range is twice as wide: 0.25-3.00 s-1. This indicates that the TM's vi brations with a plow on a roughened field are lower than those on an untreated one. The introduction of a hydraulic damper with a resistance coefficient of at least 106 N-m-s-rad-1. The maximum value of the positive correlation between the angular oscillations of the technological and power modules of the MPU increases to 0.87, that is, increases by 2.7 times. In this case, PM and TM practically to gether counteract the disturbing influence in the form of a turning torque, which positively affects the entire block-modular MTU movement's stability. Hydraulic damping of the technological module's hydraulic cylinder with a stiffness coeffi cient not less than 106 N-m-s-rad-1 allows to bring the maximum of the mutual correlation between the control influence and the heading angle of the energy module to 0.89, shift it to the right of the zero ordinate and reduce the delay the reaction of the heading angle to the change in the steering angle of the control wheels of the power module is almost doubled. The introduction of a plow block modular unit, tuned according to the developed practical recommendations, al lows increasing performance and reducing labor costs by 8.4%.