Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Тараторкин Игорь Александрович. Прогнозирование вибронагруженности дотрансформаторной зоны трансмиссий транспортных машин и синтез гасителей крутильных колебаний : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 : Курган, 2003 197 c. РГБ ОД, 61:04-5/610-5

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Содержание 2

Введение 4

1. Состояние вопроса и задачи исследования 10

1.1. Кинематическая схема транспортной машины и анализ повреждений трансмиссии 10

1.2. Основные методы виброзащиты. Принципы динамического гашения механических колебаний 20

1.3. Конструкция гасителей крутильных колебаний в трансмиссиях транспортных машин и методы расчета основных параметров 25

1.4. Задачи исследования 38

2. Разработка метода прогнозирования вибронагруженности трансмиссий транспортных машин и определения параметров динамических гасителей колебаний 39

2.1. Исходные положения при составлении расчетной схемы и динамической модели 39

2.1. Расчетная схема механической системы «двигатель - трансмиссия - транспортная машина» 40

2.2. Математическая модель механической системы «двигатель трансмиссия - транспортная машина» 42

2.3. Формализация структурных составляющих 54

2.4. Прогнозирование вибронагруженности и компьютерное моделирование динамики дотрансформаторной зоны 78

2.5. Выводы 87

3. Экспериментальное исследование 88

3.1. Объект и задачи экспериментального исследования 88

3.2. Комплекс информационно-измерительной аппаратуры 89

3.3. Определение упругих и инерционных свойств механической системы. Определение упруго-диссипативной характеристики гасителей колебаний 95

3.4 Экспериментальное исследование динамической нагруженности дотрансформаторной зоны и привода вентилятора 101

3.5. Выводы 122

4. Обобщение результатов теоретического и экспериментального исследований 124

4.1. Блок-схема алгоритма прогнозирования вибронагруженности и синтеза динамических гасителей колебаний 124

4.2. Оценка общности результатов на основе определения динамической нагруженности дотрансформаторной зоны трансмиссии лесопромышленной машины МЛ-107 138

4.3. Оценка эффективности результатов исследований 148

4.4. Выводы 150

Заключение 152

Список литературы 155

Приложение 1. Текст программы гармонического анализа кривой момента двигателя 164

Приложение 2. Исходные данные для расчета частотных характеристик двигателей ЯМЗ-236Б и ЯМЗ-238Д 171

Приложение 3. Текст программы для определения крутильных колебаний и вычисления АЧХ дотрансформаторной зоны ГМТ транспортных машин.. 180

Приложение 4. Оценка усталостной прочности карданного вала трансмиссии 186

Приложение 5. Расчет и конструкция пружин и диска гасителя колебаний 190

Приложение 6. Акт об использовании результатов диссертационной работы в производстве 193 

Введение к работе:

При разработке транспортных машин с дизельными двигателями и разнесенным моторно-трансмиссионным отделением передача момента от двигателя к гидромеханической трансмиссии осуществляется через карданную передачу, образуя так называемую дотрансформаторную зону.

Гидротрансформатор обычно выполняет роль активного демпфера возмущений, однако в дотрансформаторной зоне возникают высокочастотные процессы с существенной амплитудой. Это приводит к динамической нагруженности элементов дотрансформаторной зоны и ограничению их долговечности. Кроме того, высокий уровень вибраций, колебательные процессы в трансмиссии приводят к вибронагруженности машины в целом, снижая ее комфортабельность.

Учитывая высокую стоимость современных трансмиссий и дополнительные затраты на восстановление в течении ресурса машины, проблема исключения колебаний в трансмиссии транспортных машин является актуальной. Снижению вибронагруженности механических приводов посвящены исследования многих ученых и специалистов, в результате которых предложен ряд методов динамического гашения колебаний.

Предлагаемые исследователями различные методы снижения динамической нагруженности путем оптимизации упруго-инерционных параметров системы, обеспечивающих вывод резонансных режимов работы за пределы рабочего диапазона, синтез динамических гасителей не всегда можно реализовать из-за конструктивных, технологических и экономических ограничений. Эта задача решается обычно путем линеаризации системы, поэтому частоты и формы собственных колебаний не всегда соответствуют действительным.

В трансмиссиях транспортных машин чаще применяются упруго- демпфирующие гасители колебаний. Выбору параметров таких гасителей посвящены многие исследования отечественных и зарубежных специалистов. Установленные рекомендации применимы на этапе доводки механических трансмиссий. При этом не в полной мере учитывается полигармонический характер возмущения и динамика разветвленной нелинейной системы, что не позволяет выявить все параметры, существенно влияющие на частотный спектр динамической системы. Кроме того, в известных работах в недостаточно полном объеме освещены особенности виброзащиты гидромеханических трансмиссий. Недостаточный уровень проработки в области создания гасителей приводит к тому, что при конструировании выбор типа гасителя и его параметров осуществляется на уровне изобретений в процессе доводки конструкции. Необходимость решения этой задачи на ранних стадиях проектирования и определяет актуальность проведения настоящего исследования.

Используя достижения науки в области механики и статистической динамики транспортных машин, представляется возможным прогнозировать вибронагруженность дотрансформаторной зоны трансмиссии, решать обратную задачу по выбору типа конструкции гасителя колебаний и определения его параметров.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ - создание метода прогнозирования вибронагруженности трансмиссий транспортных машин и определения параметров динамических гасителей.

Методы исследования

Для решения поставленных в диссертационной работе задач проводится спектральный анализ характеристик двигателя, компьютерное моделирование динамики механической системы «двигатель - трансмиссия -транспортная машина», как существенно нелинейной, экспериментальное исследование, а также решается обратная задача выбора параметров конструкции, обеспечивающих приемлемую динамическую нагруженность трансмиссии транспортной машины. Обработка экспериментальных данных велась на основе теории вероятности, спектральных функций, прямого преобразования Фурье в программных пакетах Mathcad 2001 и Statistica 5.5.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлена физика ограничения долговечности элементов дотрансформаторной зоны трансмиссий транспортных машин и основные причины высокой динамической нагруженности.

2. Разработана математическая модель дотрансформаторной зоны трансмиссии транспортной машины, в которой на основе использования методов статистической динамики и спектрального анализа впервые учтены существенно нелинейные свойства разветвленной механической системы «двигатель - трансмиссия - транспортная машина» при полигармоническом возмущении от дизельного двигателя с учетом виброзащитных свойств гидромеханической трансмиссии.

3. Получены новые экспериментальные данные о динамических процессах, протекающих в системе «двигатель - трансмиссия - транспортная машина» при различных режимах работы силовой установки, на основе которых выявлены условия возникновения резонансов в дотрансформаторной зоне, сформулированы исходные допущения к математической модели, выполнена идентификация ее параметров.

4. На основе обобщения результатов расчетных и экспериментальных исследований разработан инженерный метод, позволяющий на ранних этапах проектирования прогнозировать и обеспечивать вывод резонансных режимов за пределы рабочего диапазона и соответственно повысить надежность трансмиссий транспортных машин.

Практическая ценность

Разработанный метод прогнозирования вибронагруженности трансмиссий транспортных машин и определения параметров динамических гасителей колебаний, позволяет на стадии проектирования уменьшить динамическую нагруженность элементов и за счет сокращения доводочных работ ускорить процесс создания новых образцов техники, снизить затраты на ее разработку.

Разработанный пакет компьютерных программ позволяет прогнозировать условия возникновения резонансных режимов при действии периодических моментов, обусловленных работой дизельного двигателя, по совмещенной частотной характеристике ДВС и механической многомассовой системы и решать обратную задачу по выводу резонансных режимов за пределы рабочего диапазона.

Разработан и изготовлен мобильный измерительно-регистрирующий комплекс, состоящий из ПЭВМ PC-совместимого типа в исполнении notebook, 8-канальной системы регистрации данных (СРД) фирмы Conrad Electronic, усилительных ячеек (Burr-Broun) - нормализаторов сигналов низкого уровня от тензометрических мостов и стабилизированного источника питания для питания датчиков, тензомостов, усилителей, СРД и преобразователя импульс-частота-напряжение, блок предачи сигналов по радиоканалам. Система позволяет проводить экспериментальные исследования динамики трансмиссии в реальных условиях движения транспортной машины.

Использование алгоритма решения обратной задачи позволило синтезировать конструкцию гасителя колебаний, что позволило уменьшить амплитуду динамического момента в дотрансформаторной зоне в 5...6 раз и вывести резонансный режим за пределы рабочего диапазона частот вращения двигателя.

На защиту выносятся: Метод прогнозирования вибронагруженности трансмиссий транспортных машин и синтеза динамических гасителей колебаний, математическая модель механической системы «двигатель -трансмиссия - транспортная машина», результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Реализация работы

Теоретические и экспериментальные исследования отражены в 2 отчетах о НИР, переданных ОАО "СКБМ" и управлению конструкторских работ ОАО "Автодизель". Результаты работы использованы при доводке трансмиссий серийно выпускаемых изделий производства ОАО "Курганмашзавод" ТМ-120, МЛ-107 и опытного изделия ТМ-130, а также в учебном процессе при подготовке студентов специальности 150300 в Курганском государственном университете.

Апробация работы

Основные положения и материалы работы докладывались и обсуждались: на XIV межгосударственном постоянно действующем научно-техническом семинаре при Саратовском государственном аграрном университете имени Н.И. Вавилова. - Саратов, 2002., на XXII Российской школе по проблемам науки и технологий - Миасс 2002., на межрегиональной научно-практической конференции «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: разработка, производство, боевая эффективность, наука и образование» (БРОНЯ-2002). - Омск, 2002., на IV Международной конференции «Динамика систем, механизмов и машин», посвященной 60-летию ОмГТУ. - Омск, 2002.; на технических совещаниях управления конструкторских работ ОАО "Автодизель", г. Ярославль., ОАО "СКБМ"., г. Курган; на научно-технической конференции посвященной 65-летию НИИ Спецмашиностроения - Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.; на Втором Международном технологическом конгрессе "Военная техника, вооружение и технологии двойного применения в XXI веке". - Омск, 2003.; на Всероссийской научно-технической конференции "Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных систем транспортных машин" -Курган, 2003.

Публикации

Все основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах и двух отчетах о НИР.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех разделов основного текста, выводов, списка использованных источников и приложения. Содержание работы изложено на 193 страницах текста, включающих 54 рисунка, 8 таблиц, списка использованных источников из 78 наименований.

Подобные работы
Домнин Дмитрий Александрович
Метод улучшения вибродемпфирующих параметров автомобильной подвески путем выбора рациональных параметров динамических гасителей колебаний колес
Абдулов Сергей Владимирович
Повышение динамических характеристик гидромеханической трансмиссии транспортной машины на основе оптимизации управления переходными процессами
Попов Виктор Сергеевич
Исследование динамической нагруженности трансмиссии колесной машины с инерционной автоматической передачей на эксплуатационных режимах работы
Комиссаров Александр Игоревич
Прогнозирование динамической нагруженности трансмиссий полноприводных колесных машин при преодолении единичных неровностей
Шакиров Тахир Мухамедович
Разработка методов расчета параметров и нагруженности модульных объемногидромеханических трансмиссий колесных и гусеничных машин двойного назначения
Мельников Олег Анатольевич
Синтез кинематических схем планетарных коробок передач со сдвоенными сателлитами для перспективных гусеничных машин
Абдулов Сергей Владимирович
Динамика переходных процессов и синтез оптимального управления переключением передач гидромеханической трансмиссии транспортной машины
Остроумов Борис Валентинович
Исследование, разработка и внедрение высотных сооружений с гасителями колебаний
Кроха Татьяна Алексеевна
Исследование электромеханических гасителей колебаний мобильных объектов
Козлов Максим Владимирович
Оценка основных динамических характеристик вагона при возможных отказах гасителей раздельного гашения колебаний

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net