CC BY
12
FTAMP 73.49.99; 30.19.19
К. К. Абишев1, Д. Ц. Есенжол2, Д. С. Жайлаубай3
'т.г.к, доцент, «Келжпк техника жэне логистика» кафедрасы, С. Торайгыров атындагы Павлодар мемлекетпк университетi, Павлодар к., 140008, Казахстан Республикасы; 2магистр, окытушы, «Келiк жэне коммуникация колледж!» МККК, Астана к, 010000, Казахстан Республикасы;
3магистрант, «Келiктiк техника жэне логистика» кафедрасы, С.Торайгыров атындагы Павлодар мемлекетпк университетi, Павлодар к., 140008, Казакстан Республикасы e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
ЦАРДАЖУРПШ АСПАСЫНЬЩ ЦАТАЦДЬ^ЫН ЗЕРТТЕУ ЖЭНЕ ЕСЕПТЕУ
Цардажургштщ басцармалы шацгы аспасын жетiлдiру бойынша авторлар орындаган гылыми-зерттеу жумыстарыныц нэтижелерi келтiрiлген. ЦардажургШтщ басцармалы шацгы аспасыныц жумысын арттыру ушт оныц жаца цурылысы жобаланды. Аталган цурылгы пайда болатын динамикалыц жyктемелердi жояды жэне цардажургш аспасыныц эксплуатациялыц кврсетюштерт арттырады. Цардажургш аспасыныц цатацдыгын зерттеуi мен есептеуi жyргiзiлдi. Жобаланган цурылгыныц зерттеуi SolidWorks компьютерлж багдарламасында жyргiзiлдi.
Кiлттi свздер: цардажургш, шацгы аспасы, шынжыр, цар, жызыцтыц.
К1Р1СПЕ
KардажYрriштердщ жумыс сипаттамасы мен жYрiс жайлылы^ы эртYрлi жYЙелерге, компонеттерге жэне кардажYрriш аспаларына байланысты. Эдетте кардажYрriш аспалары ею жYЙеден турады: алдынуы жYЙе шацFы аспасынан, ал арткы жYЙесi - шынжыр табан аспасынан [1, 2, 3].
KардажYргiш ша^ысы жол профилiмен жэне кар беи бойымен тiкелей жанасады. Шынжыр табан ауданы кеп нYктелi аспасы аркасында жYктеменiн басым белiгiн алады, ал алды^ы баскармалы шанFыда туракты жYктеме болмайды. Ол шанFынын шынжыр табан жазыкты^ынан каншалыкты темен шыFуын аныктайтын жол профилiнен жэне кептеген факторлардан ты^ыз байланысты (жYктеменi орналастырудан, шынжыр табан аспасы жаFдайынан, шанFы аспасы жаFдайынан жэне таFы баскаларына байланысты).
НЕГ1ЗГ1 Б9Л1М
2015 жылы жоFарFы оку орындарыныц техникалык кафедра ужымдары 6ipiryiMeH кардажYргiштiц баскармалы шацFы аспасыныц курылысы курастырылды. ^урылыс баскармалы ша^ы аспасына, кыскы жолда пайдаланылатын келж куралдарыныц элементiне жатады жэне кардажурпштер, кез-келген жерден жYргiштер, мотошаналар жэне баска да уксас козFалыс куралдарында пайдаланылады.
Осы жумыстыц нэтижесiнде ^азакстан Республикасыныц пайдалы модельге патентi алынды [4]. Усынылатын енертабыстыц техникалык нэтижесi
динамикалык жYктемелердi бейтараптандыру жэне кардажYрriштщ баскармалы шануы аспасынын пайдалану кeрсеткiштерiн арттыру болып табылады. Бундай техникалык нэтижеге, кардажурпштщ баскармалы шанFы аспасына келесiдей езгерютер енгiзу аркылы жетедi: шанFы жэне бетлк рессоралар арасына катандык реттепш орнатыFан.
KардажYргiштiн баскармалы шанFы аспасы 1-шi суретте кeрсетiлген. Осы курылымда катандык реттегiш орнату аркылы, кардажурпштщ баскармалы шанFы аспасын жетiлдiретiн шешiмдi табуFа баFытталFан [5].
а) б)
а) жалпы кeрiнiс; б) катандык реттепш; 1 - ша^ы; 2 - бетлк рессора,
3 - катандык реттепш, 4 - жоFарFы пластина, 5 - теменп пластина, 6 - алды^ы бурандама, 7 - артка бурандама, 8 - алды^ы кронштейн, 9 - арткы кронштейн, 10 - алдынFы фланец, 11 - арткы фланец, 12 - орта^ы сомын, 13 - орта^ы бiрiктiргiш, 14 - алды^ы бiрiктiргiш, 15 - арткы бiрiктiргiш, 16 - шYберiн, 17 - буфер,
18 - орталык бурандалы бiлiк, 19 - сомындар. Сурет 1 - KардажYрriштщ баскармалы ша^ы аспасы
Жумыс келесiдей орындалады: кедiр-будырлы бет аркылы козFалыс кезiнде баскармалы ша^ы аспасында динамикалык жYктеме пайда болады, бiрак iшiнара беттiк рессора аркылы ешсе де, кардажYргiштiн рамасы мен шанаFына берiледi. KардажYргiштiн баскармалы ша^ы аспасындаFы динамикалык жYктемелердi темендету Yшiн шанFы 1 жэне бетлк рессора 2 арасына катандык реттепш 3 орнатылады. Катандык реттегiш жоFарFы пластина 4 жэне тeменгi пластина 5 аркылы ею пакет тYрiнде iстелiнген. Пластиналар синусоида пiшiндi жэне алды^ы бурама 6 мен арткы бураманы 7 кысып буу есебшен Z баFытында терiс катандыкта болады. Бурандамалар фланецтер (алдынFы 10 жэне арткы 11) мен кронштейндер (алды^ы 8 жэне арткы 9) аркылы жiберiлген жэне ортанFы сомынFа 12 бураетан. ^урыеты катандыFы синусоида тэрiздi иiлген пластинаны шетiнен кысу аркылы езгередь Пластинанын терiс катандыFы бетлк рессоранын он катанды^ымен косылып, косындысы нелге жакын катандыкты бередi. Бетлк рессора мен катандак ретегiш пластиналар пакеттершщ бiрiгiп жумыс аткаруы дiрiл эсерiнен сапалы окшаулануды камтамыз етед^ сонымен катар катандак ретегiш серпiндi тiрек ретiнде жумыс iстейдi. Осылайша, берiлген курылFы
динамикалык жYктемелердi бейтараптандырады жэне кардажYргiштщ мецгерiк шануы аспасынын пайдалану кeрсеткiштерiн арттырады.
Пайдалану процессi кезiнде шащы жол кедiр-бYДырлыFынан соккын'а ушырайды, кар бетi бойымен жанасуынан тозады жэне Yлкен жYктемелердi кабылдайды.
Кептеген авторлар жумыстарынын нэтижесшде мYмкiндiк руксат етiлген тiк жYктемелердiц артуы салдарынан кардажYргiштщ жYрiс белтнщ жэне реттеушi тiректердiц бузылатыны есептж жэне тэжiрибелiк тYPДе дэлелдендi [6, 7, 8, 9]. Эдетте жYрiс бeлiктiц бул элементтерi жерге тYсу кезiнде сынады, сонымен катар, кейде бетен заттармен соFылу нэтижесiнде пайда болатын кардажурпштер KозFалткышыныц сырткы пластикалык жэне металлды корFаныстары бузылуына байланысты закымдар кездеседi.
а) б)
а) тiректердi кесу; б) кацкадаFы жарык Сурет 2 - ^ардажургштщ журю белтнщ бузылуы
^ардажургш аспасына эсер ететш тiк жYктемелер аспа сипатына жэне оныц деформациясына байланысты. Жалпы аспа сипаттамасы серпiмдi элементтердiц сипаттамаларына байланысты. Бiз карастырып жаткан жаFдайда - бул беттiк (листовые) рессоралар.
^атацдык - бул аспаныц (немесе рессораныц) серпiмдi деформациясы бiр метрге тец болFандаFы аспаFа тYсетiн жYктеменщ мэнi.
Рессораныц бiр шетiнiц катандыны [10]
_ 5-3Е
С1 _ п+1
Е (у- у )
(1)
Бул жерде <5 - 0,83 : 0,87 -тэж1рибелк коэффициент. Бул коэффициенттщ астыщы шеп жук келштершщ рессораларына, ал Yстiцгi - жещл кeлiктерiнiц рессорларына сэйкес;
Е - б1ршпп теки сершмдшж модуш, бетпк (листовые) рессоралар уппн А' 2.05 К)5:2,МО5МПа:
+ - негiзгi жэне карастырылып отырFан беттщ узындыктар айырмасына тец шама (ai+1 = 11 — I);
у{ - карастырылып отырFан кимадаFы беттiк рессораларынын инерция моментiне керi шама;
у+1 - карастырылып отырFан беттен кейiнгi беттiнiн инерция моментiне керi шама.
Барлык беттiктерiнiн калынды^ы бiрдей кардажYргiштщ тeртбеттiк рессорасынын бiр шетшщ катавды^ын есептеу аркылы аныктаймыз.
^иманын инерция моментi барлык беттiктерде бiрдей жэне 0,5 см 4 тен. Есептеуге кажетт кeрсеткiштердiн мэнiн аныктамалыктар мен мемлекеттiк стандарттардан аламыз [11, 12].
^атавдыкты есептеуге кажетл керсетюштердщ мэндерi 1-шi кестесiнде кeрсетiлген.
Кесте 1 - Есептеуге кажетт керсетюштердщ мэндерi
Беттж № 1 , м ам,м Е , м4 I У XI, 'м -4 У г У г+1' м -4 4+1, м3
1 0,65 0 0,5 10-8 2 108 0 0
2 0,5 0,15 1,0 10-8 1108 1108 3,3375 10-3 3,375 105
3 0,35 0,30 1,5 10-8 0,667-108 0,333 108 27-10-3 8,991105
4 0,2 0,45 2,0 10-8 0,5 108 0,167 108 91.13 10-3 15,218 105
5 0 0,65 0 0,5 108 422-10-3 211105
(1) формуласы бeлгiшiнiн мэнш жоFарыдаFы кестенi колданып табамыз
и+1
¡1 ам(у, у м) = 3,375-ю5 + 8,991-105 + 15,218-105 + 211 105 = 238,6-105 Рессоранын бiр шетiнiн катавды^ын (1) формуласына белгiлi мэндердi койып табамыз
0,87-3-2.1-10
2,19-10 НУм = 21,9 кН/м
238.6-105
Рессоранын бiр шетiнiн катандыFын бiле, барлык рессоранын катандыFын аныктауга болады
Р1
= 2 сх
(2)
.
KардажYргiштiн алдынFы жYрiс жYЙесiне жол бетiнен соккылар эсер етедь Олардын мэнiн азайту Yшiн баскармалы шанFы аспасынын курылысы амортизаторлар мен бетлк рессоралардан турады.
KардажYргiштiн тж тербелiсiн есептеу кезiнде амортизатордын кедерп коэффициентiн кот ф ксж деп есептеймiз [13, 14]. Амортизатордын орташа кедергi коэффициентi шамасын аныктаймыз.
Л 2 (3)
Бул жерде &от -токтау >Kypici кезшдеп амортизатордыц кедерп коэффициент!;
К,«
- сыгу >Kypici кезшдеп амортизатордыц кедерп коэффициент!.
К, =
с -F
1 р CT
с -F
' р CT
(4)
(5)
Бул жерде YOT ~~ 0,45 _ токтау кезшдеп сону коэффициент!;
= 0,15 - сь^у кезiндегi сону коэффициенту Fct - рессорага тусетш статикальщ жуктеме.
(6)
Бул жерде Х- аспаныц жYктеме коэффициента Алдыщы шащы Yшiн = 0,30. m - кардажYргiштiц салмаFы, кг.
KардажYргiштiц алдыцFы жYрiс жYЙесiндегi рессорасына тYсетiн статикалык жуктемеш (6) формула аркылы аньщтаймыз
Fal =314-9,81-0,3 = 924 Н. KардажYргiштiц алдыцFы жYрiс жYЙесiндегi амортизатордыц кедергi коэффициенттерш (4) жэне (5) формулаларын колданып аньщтаймыз
[43 8-103 -924
k п = 2 • 0,45 ————-- « 1823.
V 9,81
43,8-10 -924 ксж1 = 2 • 0,15 —:-« 609.
\ 9,81
KардажYргiштiц алдыцFы жYрiс жYЙесiндегi амортизатордыц орташа кедергi коэффициентiн (3) формуласы аркылы аныктаймыз
Г ОЬ+О (1823 + 69) .
к = -^ = -- = 1216 кг-с/м.
1 2 2
К^ардажурпштщ артыцFы жYрiс жYЙесiнде тэуелсiз сершпе-баланстага'ан аспа орнатылFан. Оныц сипаттамасы - сершпешц майысуы - келесi формула бойынша аньщталады [13, 14]
f-F-
ср2 Gd (7)
Бул жерде F - бiр серiппеге тYсетiн жYктеме, Н; d - серпе сымыныц диаметрi, м;
и - cepinne индекс! (эдетте 8 < ?/ < 10 ); i - жумыс орамаларыныц саны, / = 8... 10; G - буралу кезшдеп сергпмдшк модулi, Q = g. 104 МПа. Осыдан кардажYрriштщ арты^ы жYрiс жYЙесiндегi шынжыр табанды козгалткыштын тэуелс1з сершпе-балансталган аспасыньщ катандыгы
Gd 8 -1010 -7 -10~3 з
<г , =-— =---= 7.10 Н/м
р" 8ыЧ В -10 -10 Кардажурпштщ артынFы жYрiс жYЙесiне тусетш статикалык жYктеменi (6)
формула аркылы аньщтаймыз. Осы формулада шынжыр табанды козгалткыштын
жуктеме коэффициенты ГуС = 0,70 деп аламыз.
Fct2 =314-9,81-0,7 = 215бН. КардажYргiштщ артынFы жYрiс жYЙесiндегi амортизатордын кедерп коэффициенттерш (4) жэне (5) формулаларын колданып аньщтаймыз
„ л ^ /7-103-2156 ,,,,
к , 2-0,45,-«1116.
9,81
[7-10^-2156
к^ = 2 - 0,15,-— « 372.
\ 9,81
Сонда кардажург1штщ артынFы жYрiс жYЙесiндегi амортизатордын орташа кедерп коэффициент!
2 2 2
Аспанын катандыFын кен шекте ©згерту келесi курылымдык (конструктивтi) шаралар аркылы жетiледi:
- аспаFа косымша серiппелi элементтi орнату аркылы (резенкелi буфер, серiппе немесе косымша рессоралар);
- жумыска дэйекп тYсетiн бiрнеше б0лiктен туратын рессоралар курылысымен;
- деформация шамасына байланысты рессоранын, шеткi немесе орталыкты белшн шыFару аркылы, жумыс узындыFын eзгертуiмен.
КОРЫТЫНДЫ
Карастырылып отырFан кардажYргiштiн аспасынын рационалды курылымдык (конструктивтi) параметрлерiн жоFарFы нактылыкпен аныктау Yшiн, SolidWorks «Simulation» компьютерлж баFдарламасында цифрлык модель дайындалып зерттелiп талданды [15].
КардажYргiштiн катандыкты реттеуiшi бар баскармалы шанFы аспасын эр тYрлi жYктеме режимдерiнде SolidWorks «Simulation» баFдарламасында жYргiзiлген зерттеу нэтижелерi бойынша аталFан курылFы пайда болатын динамикалык жYктемелердi жояды жэне кардажурпш аспасынын эксплуатациялык кeрсеткiштерiн арттырады.
ПАЙДАЛАШАН ДЕРЕКТЕР Т1З1М1
1 Подвеска гусеницы снегохода : Патент на полезную модель № 108409 Российская Федерация, МКИ В62М 27/02; B62D 55/04 / Р. С. Валеев, А. М. Жогин, А. Н. Ермолаев; заявл. 13.04.2011; опубл. 20.09.2011, Бюл. № 26.
2 Warner, M. Snowmobile Comering and Acceleration Data from On-Snow Testing / M. Warner, J. Bready, W. Warner, A. Asay // SAE Technical Paper 2015-01-1431. -2015, [Electonic resource]. - https://doi.org/10.4271/2015-01-1431.
3 Абишев, К. К. Об использовании лыжно-гусеничного движителя в транспортной технике / К. К. Абишев, Д. К. Есенжол // Вестник ВКГТУ им. Д. Серикбаева. - 2015. - № 4 (70). - С. 21-23.
4 Подвеска рулевой лыжи снегохода : Патент на полезную модель № 001867 Республика Казахстан, МКИ В62В 17/04 / К. К. Абишев, О. Т. Балабаев, Д. К. Саржанов, Д. Есенжол; заявл. 09.12.2015; опубл. 21.11.2016, Бюл. № 17.
5 Сулейменов, Т. Б. KардажYргiштщ мецгерлж шануы аспасын жетiлдiру / Т. Б. Сулейменов, О. Т. Балабаев, Д. К. Саржанов, К. К. Абишев, Д. Есенжол // Вестник ЕНУ им. Л. Н. Гумилева. - 2015. - № 6 (109). - С. 226-230.
6 Петухов, М. Ю. Проблемы эксплуатации снегоходов импортного производства в экстремальных условиях / М. Ю. Петухов, А. М. Щелудяков // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. - 2013. -Т. 1. - С. 323-328.
7 Жуматаев, А. К. Повышение надежности оборудования / А. К. Жуматаев, Р. О. Олжабаев // Наука и техника Казахстана. - 2010. - № 2. - С. 52-54.
8 Салыков, Б. Р. К анализу математических моделей движения автомобиля / Б. Р. Салыков, М. И. Нечаев // Наука и техника Казахстана. - 2017. - № 3-4. -С. 91-94.
9 Петрова, М. С. Оценка конкурентоспособности отечественных снегоходов и пути ее повышения / М. С. Петрова, И. И. Ицкович // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева.
- 2013. - № 1 (24). - С. 302-306.
10 Пархиловский, И. Г. Автомобильные листовые рессоры. - М. : Машиностроение, 1978. - 232 c. ил.
11 ГОСТ 14959-2016. Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия. - Введ. 1981.01.01. - М. : Стандартинформ, 2006. - 13 с.
12 ГОСТ 3396-90. Рессоры листовые автотранспортных средств. Общие технические условия. - Введ. 1991.01.01. - М. : Изд-во стандартов, 1990. - 24 с.
13 Расчёт подвески автомобиля. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Автомобили» / Сост. В. Н. Торлин, Т. А. Рогозина, А. Г. Остренко.
- Севастополь : Изд-во СевНТУ, 2007. - 64 с.
14 Сарач, Е. Б. Определение оптимальных параметров упругого элемента Е. Б. Сарач, Г. О. Котиев // Труды НАМИ. - 2016. - № 265. - С. 25-28.
15 Абишев, К. К. К вопросу совершенствования ходовой части снегоходов / К. К. Абишев, Д. К. Саржанов, О. Т. Балабаев, Д. К Есенжол // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 5. - Ч. 5 -C. 704-708.
Материал баспаFа 14.02.18 TYeri.
К. К. Абишев1, Д. К. Есенжол2, Д. С. Жайлаубай3 Исследование и расчет жесткости подвески снегохода
1,3Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова,
г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан.
2ГККП «Колледж транспорта и коммуникации», г. Астана, 010000, Республика Казахстан Материал поступил в редакцию 14.02.18.
K. K. Abishev1, D. K. Esenzhol2, D. S. Zhailaubay3
Research and calculation of the snowmobile suspension stiffness
1,3S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan.
2SPUE «College of Transport and Communications», Astana, 010000, Republic of Kazakhstan.
Material receivedon 14.02.18.
Представлены результаты научно-исследовательских работ, выполненных авторами по совершенствованию подвески рулевой лыжи снегоходов. Для повышения эффективности работы подвески рулевой лыжи снегоходов, осуществлена разработка новой конструкции, работа, которой, позволяет нейтрализовать возникающие динамические нагрузки, и повышает эксплуатационные показатели. Описана конструкция данного устройства. Проведены расчет и исследование жесткости подвески снегохода. Исследования разработанной конструкции исполнены в программной среде SolidWorks.
Presents the results of research works carried out by authors for improving suspension of the steering skis of a snowmobile. To increase the efficiency of suspension of the steering skis of a snowmobile, new construction was developed, which allows to neutralize the arising dynamic loads, and increases the operational performance. The design of this device is described. The calculation and study of the snowmobile suspension stiffness was carried out. The studies of the designed structure are executed in the SolidWorks software environment.
