Том 88, № 3 (2021)
- Год: 2021
- Статей: 9
- URL: https://journal-vniispk.ru/0321-4443/issue/view/4437
Весь выпуск
Статьи
К вопросу развития теории трактора
Аннотация
В статье рассмотрены основные разработки автора в области теории трактора, изложенны в разное время и в разных изданиях технической литературы, включая и журнал «Тракторы и сельхозмашины»: тяговая динамика трактора; модульные энерготехнологические средства и блочно-модульная система агрегатирования трактора; метод оптимизации типажа трактора, а также внедренная в производство камера сгорания двигателя Д-75 и ГОСТ на испытания сельскохозяйственных тракторов.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):6-19
6-19
Экспериментальное определение параметров характеристики подвески сиденья для автотракторной техники
Аннотация
В данной статье описана методика и результаты экспериментального определения статической упругодемпфирующей характеристики пневматической подвески сиденья фирмы «Sibeco» с ножничным направляющим механизмом. Для реализации процедуры измерений в лабораторных условиях использовалось стендовое оборудование, включающее в себя компрессорную установку (система питания) с контрольным манометром, измерительное устройство (штангенрейсмас) для фиксации линейных перемещений и эталонные грузы. Измерения проводились ступенчато при различных фиксируемых значениях давления воздуха в пневматическом упругом элементе, а также при наличии или отсутствии штатного нерегулируемого гидравлического амортизатора в конструкции рассматриваемой системы подрессоривания сиденья. Весь процесс получения необходимых параметров соответствовал рекомендациям официальной отечественной нормативной документации, которая устанавливает регламенты по общим техническим условиям проектирования сидений для автотракторной техники. Полученные кривые статической характеристики подвески сиденья были проанализированы, в том числе на предмет присутствия характера нелинейности на разных определенных участках характеристики. На основе этих результатов также были рассчитаны значения параметров жесткости, частоты собственных колебаний и сил сопротивления (сил «сухого трения») на ходах сжатия и отбоя подвески сиденья для определенных условий измерений. Дополнительно проведена оценка на соответствие этих параметров нормативным показателям отечественных технических стандартов. Также были построены и проанализированы зависимости мгновенных значений жесткости рассматриваемой пневматической подвески сиденья фирмы «Sibeco» от деформации при различных давлениях воздуха в пневматическом упругом элементе. Даны рекомендации по эксплуатации данного устройства для подрессоривания сидений операторов автотракторной техники.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):20-26
20-26
Моторный тормоз компрессорного типа
Аннотация
Уровень аварийности на автомобильном транспорте сохраняется недопустимо высоким и для его снижения необходимо учитывать все факторы, влияющие на этот процесс. В этом отношении особого внимания заслуживает процесс длительного торможения, негативные проявления которого требуют создания дополнительных тормозных систем (тормозов-замедлителей) для автомобилей, работающих в горной местности, прежде всего, в области пассажирских перевозок. Трансмиссионные тормоза-замедлители, обеспечивающие достаточную эффективность торможения, обладают рядом недостатков, которые сдерживают их применение. Существующие моторные тормоза-замедлители обеспечивают недостаточное замедление и в Кубанском государственном аграрном университете (КубГАУ) были проведены исследования по повышению их эффективности. Для этого после теоретического анализа был экспериментально исследован режим компрессорного тормоза, при котором повышенное давление создавалось во впускном коллекторе и в конце такта сжатия воздух из цилиндра выпускался через специальный клапан обратно в систему, за счет чего и создавался эффект торможения. Проведенные эксперименты подтвердили возможность существенного повышения тормозного момента двигателя на режиме компрессорного тормоза, когда закрыты обе заслонки - выхлопная после выхлопного коллектора и впускная перед карбюратором, а во впускной коллектор подается сжатый воздух под различным давлением. Тогда тормозной момент возрастает по сравнению с торможением двигателем более чем в 3 раза .
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):27-30
27-30
Клиноременные передачи сельскохозяйственных машин
Аннотация
Статья посвящена анализу конструктивных особенностей и условий эксплуатации клиноременных передач сельскохозяйственных машин. При конструировании этих передач рекомендовано отдавать предпочтение передачам, выполненным по открытой схеме или с натяжным роликом, расположенным вне контура ремня, избегать перекрестные и полу перекрёстные передачи, а также многошкивные передачи с перекрещивающими осями валов. Шире использовать более прогрессивные виды ремней. Показано, что особенности клиноременных передач сельскохозяйственных машин требуют уточнения методик расчёта передач с прогрессивными видами клиновых ремней и автоматическими способами натяжения ремня. Отмечено, что особое внимание следует уделять передачам многопрофильными ремнями, расчет которых не нашел достаточного отражения в отечественных нормативных документах. Преимущества таких ремней особенно заметно проявляются при переменной и ударной нагрузке. На основе анализа даны рекомендации по уточнению расчета ременных передач с многопрофильными ремнями. Предложены аналитические зависимости для определения величины номинальной мощности, передаваемой одним ремнем (ручьем) многопрофильного ремня, позволяющие автоматизировать расчет клиноременных передач сельскохозяйственных машин. Для передач с натяжным или направляющим роликом, добавляющих лишний (иногда обратный) перегиб ремня, коэффициент, учитывающий разную степень изгиба на шкивах предложено определять по графику, построенному с учетом линейной гипотезы суммирования повреждений. Рекомендовано расчет передач с подпружиненными натяжными роликами и проектирование натяжных устройств таких передач проводить по специальной методике, учитывающей способ натяжения ремня. При этом необходимая величина предварительного натяжения ремня может быть значительно снижена, что положительно скажется на его ресурсе, без потери тяговой способности самой передачи. Приведены выражения для нахождения величины предварительного натяжения ремней, как для передач с натяжением за счет упругости ремня, так и для передач с подпружиненными натяжными роликами. Сформулированы выводы и направления дальнейших исследований.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):31-36
31-36
Новое техническое устройство для тяговых испытаний автотракторной техники
Аннотация
Передовое сельскохозяйственное производство базируется на инновационные научные разработки. Приоритетное направление при этом отводится техническому обеспечению агропромышленного комплекса, позволяющего существенно повысить производительность труда в этой отрасли хозяйства, включая качество производимой продукции. Не составляет исключение в этом плане и автотракторная техника. Корректная работа, которой во многом зависит от ее своевременного и квалифицированного технического обслуживания, в том числе испытаний. Тяговые испытания машин позволяют установить и протестировать их тяговые характеристики, экономичность, качественные показатели функционирования основных узлов, а также систем управления. Предложено новое техническое средство (нагрузочная опора) для тяговых испытаний автотракторной техники, включающее в себя основание, установленной на нем опорно-тормозной плиты для размещения на нем испытываемую технику и тягово-тормозное устройство. Конструкция опорно - тормозной плиты изготовлено в виде беговой дорожки. Основание изготовлено с возможностью монтажа в нем тяговотормозного приспособления и сделано в виде углубления с небольшим уступом в донной части. Тягово-тормозное приспособление состоит из двух стоек и опорных досок, изготовленных по форме параллелепипеда. Передняя стойка закреплена с элемента передней стенки основания. Задняя стойка смонтирована на небольшом уступе со стороны задней стенки основания. Конструкции нижней части передней стойки, а также верхней части задней стойки прочно скреплены с лонжероном посредством раскосов. Слева и справа от установленных стоек имеются фиксаторы в форме брусков. Преимущества нового технического устройства для тяговых испытаний автотракторной техники выражаются в улучшении эксплуатационных свойств посредством уменьшенных массогабаритных характеристик, более простой конструкции, а также малого объема подготовительных работ.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):37-41
37-41
Математическая модель системы подрессоривания кабины зерно- и кормоуборочных комбайнов с учетом динамических свойств несущей системы
Аннотация
Работа посвящена исследованию вибрационное состояние рабочего места оператора транспортно-технологической машины с несущей системой, испытывающей в процессе эксплуатации крутильные и изгибные упругие деформации. На основе проведенных ранее экспериментальных исследований обоснована актуальность работы и поставлена цель, заключающаяся в разработке расчетной модели пространственных колебаний кабины на несущей системе в виде упругих консольных балок. Представлена оригинальная математическая модель колебаний кабины на упругом основании, в которой учитываются нелинейные упругие и диссипативные свойства конструкции несущей системы. Предложен вариант реализации разработанной математической модели на примере среды математического моделирования Mathcad. В качестве примера расчета динамических свойств несущей системы показан случай с использованием программного комплекса MSC Adams со встроенным конечно-элементным расчетным модулем Flex. Показано, что учет в модели динамических свойств несущей системы позволяет рассчитать вибронагруженность кабины с большой точностью и воспроизвести резонансные явления, обусловленные собственными формами колебаний несущей системы и возмущениями от технологических источников. Приведены результаты верифицикации расчетной модели на основе анализа сходимости значений полного корректированного виброускорения в центре масс кабины зерноуборочного комбайна, а также спектров вибрации в линейных направлениях, полученных экспериментальным и расчетным методами. Предложены направления по разработке мер и технических решений улучшения вибронагруженности операторов транспортно-технологических машин, имеющих на борту активные источники силовых возмущений, а также несущую систему, испытывающую в процессе эксплуатации упругие деформации.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):42-52
42-52
Физико-химические характеристики твердых частиц загрязнений в охлаждающей жидкости автомобильных и тракторных двигателей
Аннотация
В статье описаны результаты исследования физико-химических характеристик твердых частиц загрязнений, присутствующих в охлаждающей жидкости автомобильных и тракторных двигателей. Приведены данные по фракционному, физическому и химическому составу твердых частиц загрязнений. Установлено, что обобщенной причиной появления загрязнений различной природы в системах жидкостного охлаждения двигателей является физико-химическое взаимодействие охлаждающей жидкости (антифриза) с разными элементами и разнородными материалами системы охлаждения. Использование абсолютно чистой охлаждающей жидкости в системах охлаждения автомобильных и тракторных двигателей практически нереально, так как всегда будут существовать эксплуатационные условия, способствующие образованию загрязнений. В составе твердых частиц загрязнений охлаждающей жидкости обнаружен целый ряд химических элементов (в количестве от 1 до 47% (масс.) каждого элемента): железо Fe, кремний Si, алюминий Al, свинец Pb, олово Sn, цинк Zn, кальций Ca, магний Mg, медь Cu. Кроме этого в твердых загрязнениях присутствуют на уровне менее 1,0% (масс.) такие химические элементы, как калий К, натрий Na, титан Ti, фосфор P, сера S, хром Cr, молибден Mo, хлор Cl, иридий Ir, никель Ni, марганец Mn и др. Наиболее опасными составляющими загрязнений являются частицы железа Fe и кремния Si, содержащиеся в охлаждающей жидкости в количестве до 47 и 37% (масс.) соответственно, и обладающие значительной твердостью и угловатостью. Абразивные свойства частиц Fe и Si создают опасность удаления тонкой окисной пленки на внутренней поверхности стенок каналов радиаторов охлаждения, приводя их к преждевременному разрушению. В связи с этим делается вывод, что в составе автомобилей и тракторов должны быть использованы высокоэффективные фильтры охлаждающей жидкости двигателей, удаляющие эти загрязнения из потока.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):53-61
53-61
Установка винтового обжатия УВО 20-50 для упрочнения и калибровки цилиндрических деталей и заготовок сельскохозяйственной техники
Аннотация
Разработана установка винтового обжатия УВО 20-50 (диаметр упрочняемых изделий от 20 мм до 55 мм) с замкнутой системой охлаждения упрочненного проката с возможностью встраивания оборудования в производственную линию изготовления деталей. Установка УВО предназначается для формообразования и упрочнения цилиндрических деталей методом высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) с деформированием металла винтовым обжатием (ВО) и обеспечением технических характеристик изделий. Известно, что некоторые термомеханические способы упрочнения и производства проката, например, ВТМО сталей, по сравнению с обычными видами упрочняющей термической обработки, обеспечивают комплекс более высоких свойств: прочности, пластичности и сопротивления разрушению. Оценивая эффективность применения упрочняющей термомеханической обработки сортового проката для высоконагруженных деталей необходимо привлекать критерии механики разрушения, исследовать сопротивление хрупкому и циклическому разрушению стали при действии концентраторов напряжений, отрицательных температур и других сложных условий испытаний и эксплуатации. Учитывая повышенные свойства сталей с ВТМО становится возможным применение полых профилей взамен сплошной заготовки. Исследованные материалы и выявленные закономерности позволяют сделать вывод, что особотолстостенные полые детали, применение которых экономит металл и облегчает вес конструкций, должны рассматриваться не только в качестве полноценных заменителей сплошных, но и как имеющих преимущество перед последними, главным образом, в связи с их лучшей упрочняемостью при поверхностном наклепе и меньшей чувствительностью к концентрации напряжений при циклических нагрузках, что делает их более надежными в эксплуатации. Указанные результаты исследований обосновывают более широкое применение полых профилей для таких деталей сельхозтехники, как пальцев траков гусеницы, валов, осей, торсионов и других деталей различного назначения.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):62-68
62-68
Влияние армирования долотообразной области лемеха на изменение геометрических параметров лучевидного износа в период эксплуатации
Аннотация
Образование лучевидного износа является определяющим фактором при снятии лемехов с эксплуатации, т.е. данный вид износа относится к характеристикам предельного состояния детали. Отмечается, что динамика его образования и развития определенным образом влияет на разработку технических процессов восстановления лемехов. Однако процесс изнашивания, в этом случае нельзя считать до конца изученным, поэтому работа посвящена исследованию вышеозначенного вопроса. Для исследований использовались опытные лемеха: в состоянии поставки; с армированной долотообразной частью эллипсовидными валиками; с армированной долотообразной частью валиками перпендикулярными к полевому обрезу; с армированной долотообразной частью валиками перпендикулярными к полевому обрезу и наплавкой заглубляющей части на длину около 100 мм. В результате экспериментов получены зависимости изменения ширины лучевидного износа в функции наработки и изменения глубины лучевидного износа в процессе пахоты. Дано объяснение процесса изнашивания при образовании лучевидного износа для всех исследуемых технологических вариантов. Выявлено, что изменение геометрических параметров лучевидного износа (ширина и глубина) в процессе зарождения и развития имеет единый характер и одинаков для всех технологических вариантов упрочнения наплавочным армированием, при этом наибольшее сопротивление образованию этого дефекта оказывает армирование путем формирования валиков перпендикулярно к траектории перемещения почвы с наплавкой заглубляющей части на длину 100 мм.
Тракторы и сельхозмашины. 2021;88(3):69-75
69-75