1. Існуючі конструкції гусеничних рушіїв сільськогосподарських тракторів із застосуванням гусеничних ланцюгів з відкритими металевими шарнірами піддаються динамічним впливам, викликаним недосконалістю кінематики механізму ведучої ділянки гусеничного ланцюга і рушія в цілому. У науковій літературі недостатньо відображені питання впливу ланкового гусеничного обводу на динамічні навантаження елементів і систем гусеничного трактора, а також його техніко-експлуатаційні показники.
2. У дисертації наведені теоретичне узагальнення і розв'язання наукової задачі, пов'язаної з визначенням навантажень, що діють на вузли й агрегати гусеничного трактора з урахуванням ланкової структури гусеничного ланцюга при роботі в сталому режимі в агрегаті з навісним чи напівнавісним плугом. Запропонована математична модель гусеничного рушія і трансмісії дозволяє досліджувати процеси формування динамічних навантажень на гусеничний трактор залежно від конструктивних і компонувальних параметрів гусеничного рушія при різних режимах руху й агрегатуванні, з урахуванням масово-інерційних, жорсткісних, дисипативних характеристик трансмісії і ланкового гусеничного обводу, податливості і фізико-механічних властивостей ґрунту.
3. При оцінці техніко-експлуатаційних характеристик роботи гусеничних рушіїв критеріями оцінки і порівняння прийняті значення середньоквадратичних відхилень σi й інтегральні характеристики Іі моментів у трансмісії, коефіцієнт нерівномірності роботи ведучої ділянки гусеничного ланцюга ч, утрати потужності на тертя в шарнірах, максимальний тиск рушія на ґрунт qmax, показники ущільнювального впливу на ґрунт U і нерівномірності розподілу питомих тисків ξ.
4. Агрегатування гусеничного трактора в значній мірі позначається на показниках його роботи. У випадку навісного способу агрегатування спостерігається позитивний ефект за параметром ущільнювального впливу на ґрунт U, який на 5–15 кН/м нижче в діапазоні основних тягових навантажень в порівнянні з напівнавісним агрегатуванням, при цьому коефіцієнт нерівномірності розподілу питомих тисків залишається на однаковому рівні. Однак разом з цим зростає динамічне навантаження трансмісії по середньоквадратичних відхиленнях моментів на 10–20 % залежно від включеної передачі.
5. Проведений порівняльний числовий експеримент трьох варіантів виконання гусеничного рушія трактора Т-150-08, включаючи серійний, показав перевагу гусеничного рушія з переміщеної вперед на 50 мм задньою кареткою. За всіма критеріями оцінки цей рушій перевершує порівнювані конструкції. Його показник U при оранці навісним і напівнавісним плугом відповідно на 5–6 кН/м (3,6–4,3 %) і 2–4 кН/м (1,3–2,3 %) нижче, ніж у серійного. Ступінь нерівномірності розподілу тисків ξ також менше на 0,8–6,7 % і 2–3 %. Значення критерію σi знижується на величину до 20 % для навісного плуга і до 14 % – для напівнавісного. При цьому досягається зниження втрат потужності в шарнірах в середньому на 200 Вт на один рушій.
6. Встановлено, що циклічний характер руху трактора обумовлений процесом переходу заднього опорного котка через шарнір гусеничного ланцюга і проявляється у кінематичній невідповідності переміщення кістяка обертанню ведучого колеса. Викликаний цим процесом вільний коловий хід ведучого колеса, що відповідає показнику ч, складає 2,0–2,3 мм за 0,018–0,022 с для серійного трактора і 1,7–2,1 мм для рушія з переміщеної на 50 мм уперед задньою кареткою. Зменшення показника ч сприяє зниженню рівня динамічного впливу ведучої ділянки ланцюга на трансмісію.
7. Динамічне збурювання коливань у системах трактора спричинене недосконалістю кінематики ведучої ділянки гусеничного ланцюга і залежить від взаємного розташування елементів рушія, що оформляють гусеничний обвід. Проведений аналіз показав, що вибором раціональних компонувальних параметрів гусеничного рушія можна знизити рівень динамічного впливу на вузли й агрегати трансмісії на величину до 14–20 % залежно від режиму руху, включеної передачі й агрегатування.
8. Проведені за розробленими методиками експериментальні дослідження в лабораторних і польових умовах показали адекватність математичної моделі реальній динамічній системі і задовільний збіг розрахункових і експериментальних результатів (в середньому розбіжність складає 8 %).
9. На підставі результатів виконаної роботи дослідний рушій трактора Т-150-08 був рекомендований для впровадження у виробництво, а виготовлювач - Харківський тракторний завод санкціонував його застосування. Теоретичні розробки й експериментальні дані досліджень використовуються у відділі головного конструктора ВАТ "ХТЗ ім. С. Орджонікідзе" при розробці нових перспективних гусеничних рушіїв.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
- Ребров А.Ю., Великодный В.М., Сергиенко Н.Е., Рулев В.Н., Митропан Д.М. К вопросу о влиянии ведущего участка гусеничной цепи на виброактивность остова трактора // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірка наукових праць. Тематичний випуск: Технології в машинобудуванні. – Харків: НТУ "ХПІ". – 2001. – №7. – С. 167–170.
Автором наведені деякі результати натурних дослідів роботи гусеничного трактора в агрегаті з навісним плугом.
- Ребров А.Ю. Кинематика ведущего участка гусеничной цепи // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Автомобіле- і тракторобудування. – Харків: НТУ "ХПІ". – 2002. – № 10. – Т. 1. – С. 34–40.
- Ребров А.Ю. К вопросу о моделировании звенчатости гусеничной цепи // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Автомобіле- та тракторобудування. – Харків: НТУ "ХПІ". – 2003. – № 4. – С. 62–66.
- Ребров А.Ю. Моделирование взаимодействия траков гусеничной цепи с элементами гусеничного движителя // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Автомобіле- та тракторобудування. – Харків: НТУ "ХПІ". – 2004. – № 2. – С. 31–39.
- Ребров А.Ю., Сергиенко Н.Е., Сергиенко Д.Е., Рулев В.Н. Взаимодействие траков гусеничной цепи с деформируемой опорной поверхностью // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Автомобіле- та тракторобудування.– Харків: НТУ "ХПІ". – 2004. – № 16. – С. 137–142.
Автором запропонована математична модель взаємодії ланки ланцюга з деформованою опорною поверхнею, яка враховує ступінь відновлення ґрунту і його повторну деформацію.
- Ребров А.Ю. Динамическое воздействие гусеничного обвода на остов трактора с учетом звенчатой структуры цепи // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Автомобіле- і тракторобудування. – Харків: НТУ "ХПІ". – 2004. – № 24. – С. 89–92.
- Ребров А.Ю., Великодный В.М., Сергиенко Н.Е. Формирование неравномерности работы ведущего участка гусеничной цепи // Вісник НТУ ”ХПІ”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Автомобіле- і тракторобудування. – Харків: НТУ "ХПІ". – 2005. – № 10. – С. 33–40.
Автором проаналізовані причини формування нерівномірності роботи ведучої ділянки гусеничного ланцюга.
- Ребров А.Ю. Показатели воздействия ходовых систем гусеничных тракторов семейства Т-150 на почву // Автомобильный транспорт. Сборник научных трудов. – Харьков: ХНАДУ. – 2005. – Вып. 16. – С. 224–227.
АНОТАЦІЯ
Ребров О.Ю. Вплив ланкової структури гусеничного обводу трактора на навантаження трансмісії і тиск на ґрунт. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.02 - автомобілі та трактори. – Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Харків, 2005.
Дисертація присвячена питанню визначення взаємного динамічного впливу гусеничного рушія і трансмісії сільськогосподарського трактора, виявленню найбільш доцільних варіантів розташування елементів гусеничного рушія за критеріями зниження динамічних навантажень трансмісії і показниками ущільнювального впливу на ґрунт і нерівномірності розподілу питомих тисків.
У роботі оцінені три ідентичних варіанти гусеничного рушія, проаналізовані процеси формування нерівномірності роботи ведучої ділянки гусеничного ланцюга, обґрунтовано доцільність використання багатоопорних ходових систем з меншим кутом нахилу ведучої ділянки ланцюга. Удосконалено методику визначення епюри розподілу питомих тисків за довжиною опорної ділянки гусеничного рушія з урахуванням ланкової структури ланцюга і натягненням в гілках гусеничного обводу. Доведено необхідність урахування агрегатування сільськогосподарського трактора при визначенні динамічних складових навантаження трансмісії і показника ущільнювального впливу на ґрунт. Розроблено аналітичну математичну модель гусеничного рушія, що дозволяє оцінювати техніко-експлуатаційні показники роботи гусеничного трактора і враховує особливості компонування елементів ходової системи, характеристики ланкового гусеничного обводу, а також умови агрегатування і властивості ґрунту.
Ключові слова: гусеничний рушій, показник ущільнювального впливу на ґрунт, нерівномірність розподілу питомих тисків, ведуча ділянка гусеничного ланцюга, епюра розподілу питомих тисків, гусеничний обвід.
АННОТАЦИЯ
Ребров А.Ю. Влияние звенчатой структуры гусеничного обвода трактора на нагруженность трансмиссии и давление на почву. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.02 – автомобили и тракторы. – Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, Харьков, 2005.
Диссертация посвящена вопросу определения взаимного динамического воздействия гусеничного движителя и трансмиссии сельскохозяйственного трактора, выявлению наиболее целесообразных вариантов компоновки элементов гусеничного движителя по критериям снижения динамических нагрузок трансмиссии, показателям уплотняющего воздействия на почву и неравномерности распределения удельных давлений. В работе проведена оценка трех идентичных вариантов исполнения гусеничного движителя, обоснована целесообразность применения многоопорных ходовых систем с меньшим углом наклона ведущего участка гусеничной цепи, усовершенствована методика определения эпюры распределения удельных давлений по длине опорной ветви гусеничного движителя с учетом звенчатой структуры цепи и натяжения на участках гусеничного обвода. В расчетах применялась нелинейная зависимость между давлением и осадкой грунта, учитывалась степень восстановления грунта и предусматривалась возможность его повторной деформации.
В диссертации показана необходимость учета агрегатирования сельскохозяйственного трактора при определении динамических составляющих нагрузок в трансмиссии и показателей уплотняющего воздействия на почву как фактора, оказывающего превалирующее влияние на характер работы движителя. В работе было рассмотрено установившееся движение при пахоте навесным и полунавесным плугом. Разработана аналитическая динамическая модель гусеничного трактора, которая позволяет оценивать технико-эксплуатационные показатели работы гусеничного трактора, и учитывает особенности компоновки элементов ходовой системы, характеристики звенчатого гусеничного обвода, а также условия агрегатирования и свойства почвы. Она позволяет комплексно оценить работу машинно-тракторного агрегата с учетом многих факторов.
На основании полученных в диссертации результатов исследования разработан гусеничный движитель трактора тягового класса 3, который был внедрен в производство ОАО “ХТЗ им. С. Орджоникидзе”, а теоретические разработки используются в отделе главного конструктора при модернизации существующих и разработке новых перспективных движителей.
Ключевые слова: гусеничный движитель, показатель уплотняющего воздействия на почву, неравномерность распределения удельных давлений, ведущий участок гусеничной цепи, эпюра распределения удельных давлений, гусеничный обвод.
ABSTRACT
Rebrov A.Yu. Influence of link structure of caterpillar track of crawler on transmission loads and soil pressure. – Manuscript.
Thesis for a scientific degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.22.02 – “Automobiles and tractors”. – Kharkiv National Automobile-Highway University, Kharkiv, 2005.
Thesis is devoted to determining of reciprocal dynamic influence of caterpillar propulsor and agricultural tractor transmission, discovering most reasonable variants of caterpillar propulsor elements displacement according to criteria of transmission dynamic loading reduction, indexes of soil compression and uneven distribution of specific pressures. Three identical variants of caterpillar propulsor is appreciated in the thesis, processes of forming of track chain drive part action unevenness is analyzed and reasonability of many bearing running systems with small angle of drive part of track chain inclination is grounded. Methodic of determination of specific pressures distribution diagram along the bearing part of track chain is improved, that takes into account link structure of track chain and tightening on the branches of caterpillar track. Necessity of taking into account the crawler aggregation with agricultural machinery during the determination of dynamic components of transmission loading and index of soil compression is proved. Analytical mathematic model of caterpillar propulsor is designed, which allow appreciating technical and exploitation performance of caterpillar tractor action and considering the features of running system elements composition, characteristics of link caterpillar track, type of aggregation and soil properties.
Key words: caterpillar propulsor, index of soil compression, uneven distribution of specific pressures, drive part of track chain, specific pressures distribution diagram, caterpillar track.
| 
