Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Юшин Александр Юрьевич

Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора
<
Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Юшин Александр Юрьевич. Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора : диссертация... кандидата технических наук : 05.20.01 Воронеж, 2007 173 с. РГБ ОД, 61:07-5/2580

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 9

1.1. Особенности современного развития тракторов сельскохозяйственного назначения и перспективы повышения рабочих скоростей тракторно-транспортных агрегатов 9

1.2. Влияние улучшения условий труда оператора на эффективность использования тракторно-транспортного агрегата 12

1.3. Критерии оценки воздействия транспортной вибрации и ее влияние на организм человека-оператора 16

1.4. Классификация и виды активных и полуактивных виброзащитных систем подрессоривания подвески сиденья трактора 20

1.5. Выводы. Цель и задачи исследований 36

2. Моделирование движения тта и определение оптимальных параметров подвески сиденья с активным упругим элементом 38

2.1. Математическая модель ТТА в продольно-вертикальной плоскости с учетом внешней силовой нагрузки на крюке трактора от воздействия сил сопротивления перекатыванию прицепа 38

2.1.1. Методика получения математической модели на основе уравнений Лагранжа второго рода 39

2.1.2. Построение динамической модели ТТА методом сосредоточенных масс 40

2.1.3. Дифференциальные уравнения колебаний трактора 44

2.2. Статистическое моделирование реализации случайного процесса воздействия неровностей опорной поверхности с колесным движителем ТТА 47

2.3. Спектральный анализ системы "дорога - трактор - сиденье" 51

2.3.1. Передаточные функции и амплитудно-частотные характеристики динамической системы "дорога - трактор - сиденье" 51

2.3.2. Энергетические спектры перемещений и ускорений продольно-угловых и вертикальных колебаний динамической системы 56

2.4. Определение оптимальных параметров и построение рациональной характеристики подвески сиденья с активным упругим элементом 61

2.4.1. Определение оптимальных параметров подвески сиденья 61

2.4.2. Методика расчета и построения рациональной характеристики подвески сиденья с активным упругим элементом 66

2.4.3. Анализ статической характеристики подвески сиденья 73

2.5. Результаты теоретических исследований и их анализ 75

2.6. Выводы 81

3. Методика экспериментальных исследований подвески сиденья оператора ТТА 83

3.1. Задачи исследований 83

3.2. Объект исследований 83

3.3. Методика лабораторных испытаний 86

3.4. Методика полевых испытаний 88

3.5. Обработка результатов измерений :...95

4. Результаты экспериментальных исследований ТТА с серийной и опытной подвесками сиденья 99

4.1. Результаты лабораторных испытаний подвески сиденья оператора ТТА...99

4.2. Результаты полевых испытаний подвески сиденья оператора ТТА 100

4.3. Выводы 124

5. Технико-экономическая оценка ТТА с серийным и опытным вариантами подвески сиденья 126

5.1. Общие положения методики расчета экономической эффективности 126

5.2. Определение эксплуатационных издержек на модернизацию серийной подвески сиденья оператора ТТА 128

5.3. Расчет экономического эффекта за срок эксплуатации, коэффициента эффективности капитальных вложений и срока окупаемости капитальных вложений 135

Общие выводы и рекомендации 138

Список источников литературы 140

Приложения 154

Введение к работе

Процесс развития сельскохозяйственной техники непосредственно связан с увеличением мощностей, производительности, а также эксплуатационных и качественных показателей при выполнении того или иного вида работ в производственном процессе. Однако такая тенденция приводит к более жестким требованиям, основанным на улучшении эргономических показателей технических средств, обеспечивающих безопасные условия труда человека-оператора, непосредственно участвующего в технологическом процессе.

Обеспечение нормальных условий труда на тракторе или самоходной машине требует дополнительных капиталовложений при проектировании, создании, серийном производстве и эксплуатации машин. Однако при расчете технико-экономической эффективности эффект, получаемый от нового технического средства, зачастую оправдывает финансовые издержки на модернизацию или усовершенствование того или иного устройства, обеспечивающего улучшение условий труда оператора, так как отсутствие надлежащих условий труда оператора, так же как и снижение производительности, в значительной степени сказываются на технико-экономических показателях, которые имеют важное значение при организации сельскохозяйственного производства. Создание нормальных условий труда позволяет увеличить длительность рабочей смены при неизменных затратах энергии оператора, а следовательно, и неизменной оплате труда. При этом возрастает удельная выработка агрегата.

С технической точки зрения обеспечение безопасных условий труда позволяет наиболее эффективно использовать имеющиеся запасы мощности энергонасыщенных тракторов за счет увеличения скоростей движения при выполнении различных сельскохозяйственных операций.

Условия труда оператора характеризуются внешними воздействиями, создаваемыми окружающей средой, а также рабочими агрегатами и механизмами. Одним из таких воздействий является производственная вибрация.

Увеличение скоростей движения тракторных агрегатов неизбежно влечет за собой повышение уровня вибрации, возникающей вследствие возму-

6 щающего воздействия неровностей опорной поверхности и повышения динамических нагрузок на крюке трактора. Снижение данного неблагоприятного воздействия осуществляется при помощи различного вида систем подрессоривания остова, кабины и сиденья трактора.

Отечественные и большинство зарубежных производителей тракторов сельскохозяйственного назначения стремятся использовать различного вида активные или полуактивные системы подрессоривания, которые позволяют обеспечить повышение плавности хода и улучшение условий труда оператора, при этом основное внимание уделяется конструкции подвески сиденья. Такой подход основан на том, что пассивные системы подрессоривания в силу своей характеристики в большинстве случаев не в состоянии обеспечить нормальные условия труда оператора.

По сравнению с пассивными системами, подвески сиденья активного типа наиболее эффективно снижают уровни вибрации в широком амплитудно-частотном диапазоне, что очень важно при работе на повышенных скоростях движения, особенно при выполнении транспортных операций. Однако большинство отечественных серийно выпускаемых тракторов оборудовано подвесками сиденья пассивного типа. Для решения этой проблемы необходимы значительные материальные затраты по разработке и внедрению новых конструкций системы подрессоривания сиденья трактора. Альтернативным решением в данном случае может стать модернизация серийной подвески сиденья с целью установки и обеспечения рабочего процесса встроенного активного упругого элемента, позволяющего изменять жесткость подвески на крайних участках характеристики в зависимости от режимов и условий работы. Это позволит обеспечить безопасные условия труда оператора тракторно-транспортного агрегата при работе на повышенных скоростях и повысить производительность агрегата в целом.

Данное техническое решение относится к системам полуактивного типа, которые при сопоставлении затрат на эксплуатацию и обслуживание в боль-

7 шинстве случаев выигрывают даже по сравнению со сложными и дорогостоящими конструкциями активных систем подрессоривания.

В связи с этим разработка и создание современных виброзащитных систем подрессоривания активного и полуактивного типа применительно к тракторам сельскохозяйственного назначения представляются актуальными.

Цель работы: повышение эффективности использования тракторно-транспортного афегата за счет применения активного упругого элемента в подвеске сиденья трактора для улучшения ее виброзащитных свойств и снижения уровней среднеквадратических ускорений на сиденье оператора при выполнении транспортных операций на повышенных скоростях движения.

Объект исследования: тракторно-транспортный агрегат в составе ЛТЗ-60АВ+2ПТС-4 с серийной и опытной подвесками сиденья.

Предмет исследования: закономерности изменения значений среднеквадратических ускорений в октавных полосах частот на сиденье трактора при выполнении им тракторно-транспортных операций.

Научная новизна работы: разработана математическая модель прямолинейного движения колесного тракторно-транспортного агрегата, отличающаяся учетом нафузки на крюке трактора и расположением подвески сиденья на остове относительно оси задних колес, позволяющая определить оптимальные параметры подвески сиденья;

разработана методика расчета и построения рациональной характеристики подвески сиденья с активным упругим элементом с использованием полученных значений оптимальных параметров;

предложено новое техническое решение по реализации рациональной характеристики подвески сиденья;

теоретически установлены и экспериментально подтверждены закономерности изменения значений среднеквадратических ускорений на сиденье оператора с опытной подвеской.

На защиту выносятся: уточненная математическая модель прямолинейного движения колесного тракторно-транспортного агрегата, с учетом нагрузки на крюке трактора от сил сопротивления перекатыванию прицепа и расположения подвески сиденья на остове трактора относительно оси задних колес, позволяющая определить оптимальные параметры подвески сиденья;

методика расчета и построения рациональной характеристики подвески сиденья с активным пневмопоршневым упругим элементом;

новое техническое решение по реализации рациональной характеристики подвески сиденья;

закономерности изменения среднеквадратических ускорений на сиденье трактора, полученные в результате теоретических и экспериментальных исследований тракторно-транспортного агрегата в составе ЛТЗ-60АВ+2ПТС-4 с серийной и опытной подвесками сиденья;

технико-экономическая оценка по эффективности применения подвески сиденья с активным упругим элементом. Практическая значимость работы:

разработанное новое техническое решение конструкции подвески сиденья с активным пневмопоршневым упругим элементом (патент РФ №56284) позволяет снизить уровни среднеквадратических ускорений на сиденье трактора, а следовательно повысить рабочие скорости движения тракторно-транспортного агрегата при соблюдении требований по обеспечению условий труда оператора, установленных санитарными нормами;

результаты проведенных исследований приняты к внедрению на ОАО «Липецкий трактор» и будут использованы при разработке новых и модернизации выпускаемых заводом тракторов.

Апробация работы: основные результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований по теме диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Воронежского ГАУ в 2004...2007 гг., а также на техническом совете конструкторского бюро ОАО «Липецкий трактор».

Влияние улучшения условий труда оператора на эффективность использования тракторно-транспортного агрегата

Транспортные работы являются неотъемлемой частью технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур. На их выполнение требуются значительные энергетические и трудовые затраты. Статистика показывает, что доля затрат, связанная с транспортировкой грузов, составляет 25...40% от общей суммы затрат на производимую продукцию. При производстве силоса и сенажа эти затраты достигают 60...70% [18].

Интенсификация сельскохозяйственного производства сопровождается неуклонным ростом объема перевозок сельскохозяйственных грузов. Чтобы справиться с этим объемом, на внутрихозяйственных перевозках наряду с автомобилями широко используется тракторный транспорт, преимущественно на базе колесных тракторов, как наиболее приспособленных для транспортных работ [59]. Рациональность применения именно колесных тракторов обусловливается возможностью их движения как по полевым, так и по асфальтированным дорогам [42]. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института сельского хозяйства и Минского тракторного завода, удельный вес перевозок тракторным транспортом составляет 40-50% от общего объёма внутрихозяйственных перевозок в сельском хозяйстве. Широкое применение находит тракторный транспорт и за рубежом. Так, в предприятиях Германии на долю тракторных перевозок приходится 70-80% от общего объёма внутрихозяйственных перевозок. В Болгарии и Чехословакии около 60% общего объёма внутрихозяйственных перевозок осуществляется тракторными поездами. Широко применяются тракторные транспортные средства в США. На их долю приходится более 35% сельскохозяйственных перевозок, средний радиус которых составляет от 3 до 5 км [53,86].

Эффективность использования тракторно-транспортного агрегата определяется грузоподъемностью прицепа, тягово-сцепными и энергетическими показателями трактора, величиной фронта погрузочно-разгрузочных работ, дорожно-климатическими условиями, расстоянием перевозок, маневренностью, скоростью движения, тормозными качествами тракторного поезда, его устойчивостью и т.д. [78,94].

Как видно из формулы (2), основными параметрами, определяющими производительность тракторных поездов и зависящими от их технических качеств, являются грузоподъемность и скорость движения.

Применение энергонасыщенных тракторов позволяет повысить эффективность тракторно-транспортных агрегатов путем увеличения их грузоподъемности и скорости движения. Но как показывают исследования [7,68], грузоподъемность и скорость движения тракторных поездов часто ограничиваются не мощностью двигателя, а недостаточными тягово-сцепными свойствами трактора, низкой плавностью хода, устойчивостью и тормозными качествами тракторного поезда.

В последнее время качество условий труда оператора в этих процессах играет все большую роль. Усложнение технологических операций и технических средств, падение престижа труда механизаторов из-за неадекватной оплаты труда, естественная смена поколений механизаторов, ярко выраженная непопулярность аграрного сектора экономики - все это снижает интерес к агроинже-нерной сфере деятельности [120,137].

Требуются дополнительные затраты при проектировании, создании, серийном производстве и эксплуатации машин для обеспечения нормальных условий труда механизатора [122]. Все это весьма значительно повышает цену нового технического средства. Герметичные кабины, кондиционеры, мягкие подрессоренные сиденья, регулируемые рулевые колонки, контрольные приборы, системы автоматизации с сервомеханизмами соизмеримы по цене с базовой частью технического средства. Чем выше качество условий труда, тем выше цена машины [22,24].

Таким образом, в результате сравнения с серийными недорогими машинами новое техническое средство требует значительных дополнительных капиталовложений. Однако существующие методы технико-экономического анализа не учитывают ряд положительных факторов, возникающих в связи с улучшением условий труда и их влиянием на производительность технического средства. Так, при работе в тяжелых условиях утомляемость механизатора резко возрастает, производительность агрегата падает, здоровью работающих наносится значительный ущерб [6,138,139].

В настоящее время даже в хорошо организованном сельскохозяйственном производстве дорогостоящая техника используется в одну смену из-за явно недостаточного количества высококвалифицированных механизаторов и низких условий труда даже при существенно большей заработной плате (по сравнению с другими категориями работников). Среднесуточная выработка агрегатов при работе на пониженных скоростях в одну смену в 1,5...2 раза меньше, чем при работе на повышенных скоростях в две смены. Таким образом, современная техника не обеспечивает соответствующих условий труда для интенсивной работы. Проблема состоит в том, что необходимы методические основы оценки эффективности дополнительных технических решений и оборудования на сложных машинах (прежде всего на тракторах и самоходных комбайнах), обеспечивающих повышение уровня условий труда оператора [29].

Имеется ряд положений, которые вытекают из обобщения материалов по эксплуатации технических средств в механизированном производстве сельхозпродукции, а также новых отношений работника и работодателя [23,25,31,36,52]: Тракторно-транспортный агрегат, выполняющий технологический процесс, представляет собой единство оператора-механизатора и трактора. В поле работает не техническая, а человеко-машинная система, и результат работы определяется не только качеством машины, но и физиологическими и профессиональными свойствами механизатора;

Построение динамической модели ТТА методом сосредоточенных масс

При построении динамической модели методом сосредоточенных масс выделяют некоторые абстрактные материальные субстанции, наделяя их определенными физическими свойствами. Такими субстанциями являются: сосредоточенные массы (материальные точки и абсолютно твердые тела), эквивалентные массам соответствующих частей технического объекта, и элементы, лишенные массы (невесомые), отображающие характер взаимодействия сосредоточенных масс [126].

Сосредоточенные массы обладают инерционными свойствами и способностью накапливать кинетическую энергию. Их называют инерционными элементами. В нашем случае взаимодействие сосредоточенных масс осуществляется посредством упругих и диссипативных элементов. Упругие элементы отображают упругие свойства динамической системы. Они обладают способностью накапливать потенциальную энергию. Диссипативные элементы отображают свойства диссипации (рассеивания) энергии конструктивными элементами технического объекта. Состояние сосредоточенных масс характеризуется фазовыми координатами типа потока. Обычно это геометрические координаты, позволяющие определять положение сосредоточенных масс, либо скорости движения сосредоточенных масс. В последнем случае фазовые координаты типа потока составляют только часть координатного базиса, в состав которого кроме переменных типа потока входят переменные типа потенциала, характеризующие состояние упругих элементов. Фазовые координаты типа потока выбирают в качестве обобщенных координат. Количество независимых обобщенных координат системы равно числу ее степеней свободы. Направления фазовых координат типа потока выбираются таким образом, чтобы они отражали положительное направление потока передаваемой через техническую систему энергии внешних источников. Для обозначения элементов в динамических моделях применяют графические изображения, используемые в кинематических и принципиальных схемах. В процессе работы тракторно-транспортный агрегат подвержен нескольким внешним воздействиям, которые носят динамический характер [108]. Кроме того, сам трактор, его трансмиссия и двигатель также генерируют колебания. На возбуждение и поддержание данных колебаний затрачивается энергия двигателя. Поэтому уровень и интенсивность всех колебаний, сопровождающих работу ТТА, влияют на его энергетические показатели, следовательно, на производительность и топливную экономичность. При этом источниками низкочастотных колебаний являются преимущественно внешние воздействия в диапазоне частот от 0 до 60 Гц. Именно эти частоты несут основную долю энергии колебательного процесса [14,131,140]. Разработка динамической модели является сложной задачей. Рассматривать все возможные движения системы одновременно в большинстве случаев нецелесообразно из-за громоздкости получаемой системы уравнений. Для решения определенного вида задачи принято делать те или иные допущения. Поскольку при движении трактора преобладающими являются низкочастотные колебания и спектр колебаний на остове, в месте крепления сиденья, не имеет ярко выраженного высокочастотного состава, то естественно можно пренебречь в расчетной схеме такими источниками высокочастотных колебаний в диапазоне частот от 60 до 1000 Гц, как двигатель и трансмиссия [101]. На рисунке 8 представлена динамическая модель ТТА (в составе ЛТЗ-60АВ+2ПТС-4) в продольно-вертикальной плоскости с учетом нагрузки на крюке трактора от воздействия сил сопротивления перекатыванию прицепа. Принятие такой модели основывается на симметрии трактора относительно продольной плоскости и на предположении, что неровности под левыми и правыми колесами трактора одинаковы, то есть отсутствуют боковые колебания. В качестве обобщенных координат приняты: z - вертикальное перемещение центра тяжести трактора; а - угол поворота остова вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести трактора: zs- вертикальное перемещение сиденья. Инерционные элементы: М,г- масса остова трактора; J,r - момент инерции остова трактора относительно его центра тяжести в продольной плоскости; ms - масса сиденья трактора вместе с оператором. Неровности поверхности дороги под передними и задними колесами qx и q2 соответственно.

Результаты полевых испытаний подвески сиденья оператора ТТА

Результаты, полученные при экспериментальном исследовании движения ТТА по грунтовой дороге (приложение К), представлены на графиках СКЗ вертикальных ускорений в октавных полосах частот рисунок 35. По данным зависимостям можно установить, что при движении ТТА на разных скоростях, максимальные значения среднеквадратических ускорений расположены в третьей октаве с центральной частотой 4 Гц и что при повышении скорости движения происходит рост уровней вертикальных среднеквадратических ускорений во всем частотном диапазоне. При этом на сиденье с опытной подвеской максимальные значения среднеквадратических ускорений значительно меньше, чем на сиденье с серийной подвеской. В данном случае эта разница приблизительно равна 29...36%. Относительно максимального уровня СКЗ ускорений в точке крепления подвески: на сиденье с серийной подвеской значения вертикальных среднеквадратических ускорений на 11...31% меньше, чем в точке крепления подвески сиденья; на сиденье с экспериментальной подвеской уровень СКЗ вертикальных ускорений на 43...51% меньше, чем в точке крепления подвески сиденья.

На рисунке 36, в приложении Л представлены уровни вертикальных среднеквадратических ускорений на сиденье и в точке крепления подвески сиденья в октавных полосах частот, при движении ТТА по стерне со скоростью 8 и 11 км/ч. Как и в предыдущем случае, максимальные значения среднеквадратических ускорений расположены в третьей октаве со среднегеометрической частотой 4 Гц. На сиденье с серийной подвеской СКЗ вертикальных ускорений на 29...36% выше, чем на сиденье с опытной подвеской. Относительно максимального уровня СКЗ ускорений в точке крепления подвески: на сиденье с серийной подвеской, уровень СКЗ вертикальных ускорений на 36...39% меньше, чем в точке крепления подвески сиденья; на сиденье с опытной подвеской уровень СКЗ вертикальных ускорений на 57...59%) меньше, чем в точке крепления подвески сиденья. Таким образом, при движении ТТА по стерне с опытной подвеской сиденья с активным упругим элементом уровень СКЗ вертикальных ускорений в среднем в 1,7 раза меньше по сравнению с серийной подвеской сиденья.

На рисунке 37 в приложении М представлены уровни среднеквадрати-ческих вертикальных ускорений на сиденье и в точке крепления подвески сиденья в октавных полосах частот при движении ТТА по асфальту со скоростью 20 и 30 км/ч. И в этом случае максимальные значения среднеквадратиче-ских ускорений расположены в третьей октаве со среднегеометрической частотой 4 Гц. На сиденье с серийной подвеской уровень СКЗ вертикальных ускорений на 29...30% выше уровня среднеквадратических значений вертикальных ускорений, чем на сиденье с опытной подвеской. Таким образом, при движении ТТА по асфальту с опытной подвеской сиденья уровень максимальных СКЗ вертикальных ускорений в среднем в 2,8 раза меньше по сравнению с серийной подвеской сиденья. Такая эффективность работы экспериментальной подвески сиденья обусловлена в первую очередь тем, что при работе в более благоприятных условиях наибольшее значение имеет жесткость упругого элемента подвески на среднем участке ее характеристики, так как при меньшей жесткости обеспечивается наибольшая плавность хода подвески сиденья. А в нашем случае жесткость упругого элемента на среднем участке характеристики опытной подвески более чем в два раза меньше жесткости упругого элемента на среднем участке характеристики серийной подвески сиденья. В данном случае максимальные значения вертикальных среднеквадратических ускорений относительно точки крепления подвески, соответствуют следующим значениям: на сиденье с серийной подвеской уровень СКЗ вертикальных ускорений на 10...21% меньше, чем в точке крепления подвески сиденья, а на сиденье с опытной подвеской уровень СКЗ вертикальных ускорений на 36...44% меньше, чем в точке крепления подвески сиденья.

Таким образом, полевые испытания ТТА при его использовании на транспортных операциях еще раз подтверждают эффективность применения активных и полуактивных виброзащитных систем при работе на повышенных скоростях движения в различных дорожных и полевых условиях.

Для определения адекватности динамической модели и полученной на ее основе математической модели движения ТТА с прицепом проведено сопоставление результатов расчета и экспериментальных данных.

Так при моделировании движения ТТА по грунтовой дороге со скоростью 14 км/ч и по полученным экспериментальным данным при проведении полевых испытаний были построены графики СКЗ ускорений в октавных полосах частот, представленные на рисунках 38 и 39.

При моделировании движения ТТА по грунтовой дороге со скоростью 20 км/ч и по полученным экспериментальным данным при проведении полевых испытаний также были построены графики СКЗ ускорений в октавных полосах частот, представленные на рисунках 40 и 41.

Определение эксплуатационных издержек на модернизацию серийной подвески сиденья оператора ТТА

Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований, подтверждают адекватность выбранной динамической модели и полученной на ее основе математической модели прямолинейного движения ТТА с учетом нагрузки на крюке трактора.

Для проверки работоспособности и эксплуатационных показателей конструкции подвески сиденья с активным упругим элементом опытный образец был установлен на трактор ЛТЗ-60АВ и за период с июня по ноябрь 2006 г. использовался в условиях предприятия «Задонскдорстройремонт», при выполнении тракторно-транспортных операций на различных дорожных фонах, после чего, произведенные внешний осмотр и проверка отдельных элементов конструкции позволили сделать заключение о нормальной работоспособности опытного образца подвески сиденья. Эффективная работа предложенной конструкции подвески сиденья в производственных условиях одобрена руководством и специалистами данного предприятия (приложение Н). Результаты проведенных исследований доложены на техническом совете конструкторского бюро ОАО «Липецкий трактор» и рекомендованы к использованию при разработке новых и модернизации выпускаемых заводом тракторов (приложение П). 1. Полученные в результате полевых испытаний экспериментальные данные подтверждают теоретические исследования, направленные на разработку и уточнение динамической и математической модели движения ТТА с прицепом, на основании которых определены и обоснованы оптимальные параметры и рациональная характеристика опытной конструкции подвески сиденья с активным упругим элементом. 2. Результаты полевых испытаний трактора ЛТЗ-60АВ с прицепом 2ПТС-4 при выполнении им тракторно-транспортных операций при движении на повышенных скоростях по разным агрофонам подтверждают целесообразность применения полуактивной виброзашитной системы для снижения утомляемости оператора и повышения производительности ТТА в целом.

Применение подвески сиденья с активным упругим элементом на среднегеометрической частоте 4 Гц позволяет снизить уровень средне-квадратических значений ускорений относительно точки крепления подвески сиденья на 20...32% при движении ТТА по грунтовой дороге со скоростью 14, 20 и 30 км/ч и при скорости движения 14 и 20 км/ч удовлетворяет требованиям санитарных норм.

При движении ТТА по стерне со скоростью 8 и 11 км/ч применение подвески сиденья с активным упругим элементом позволяет на среднегеометрической частоте 4 Гц снизить уровень среднеквадратических значений ускорений относительно точки подвески сиденья в среднем на 20% и удовлетворяет требованиям, установленных санитарными нормами.

Предложенная конструкция подвески сиденья с рациональной характеристикой позволяет значительно улучшить плавность хода при работе ТТА на асфальте со скоростью движения 20 и 30 км/ч и на среднегеометрической частоте 4 Гц обеспечивает снижение среднеквадратических значений ускорений на сиденье относительно точки крепления подвески на 23...26% и удовлетворяет требованиям санитарных норм во всем скоростном диапазоне движения ТТА с прицепом.

На основании проведенных экспериментальных исследований можно сделать заключение о том, что применение опытной конструкции подвески сиденья позволяет повысить рабочую скорость движения ТТА с прицепом при движении по стерне на 3 км/ч, при движении по грунтовой дороге - на 6 км/ч и при движении по асфальту - на 10 км/ч.

Сравнение экспериментальных и расчетных значений среднеквадратических ускорений в октавных полосах частот от 1 до 8 Гц показало, что среднее расхождение полученных результатов исследований составляет 7 -15%, что подтверждает адекватность разработанной динамической и математической модели колесного ТТА с учетом внешнего воздействия на крюке трактора от сил сопротивления перекатыванию прицепа.

Похожие диссертации на Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора