CC BY
28
7. Мажугин, Е. И. Тонкослойное сепарирование моюшдх растворов, используемых при ремонте машин. дис. ...канд. техн. наук: 05.20.03 / Е. И. Мажугин. - М.: ГОСНИТИ, 1987. - 220 с.
8. Тельнов, А. Ф. Исследование процесса очистки щелочных мокших растворов, применяемых на сельскохозяйственных ремонтных предприятиях: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / А. Ф. Тельнов - М.: ГОСНИТИ, 1972. - 148 с.
9. Водоочистительный комплекс «УКОС-АВТО» // Технико-коммерческое предложение [Электронный ресурс] - 2004 -Режим доступа: http://www.poten-tial-2.ru. - Дата доступа: 02.03.2015.
10. Казаков, А. Л. Интенсификация гидроциклонной очистки моющих растворов электромагнитной обработкой: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / А.Л. Казаков - Минск: УО «БГАТУ», 2012. - 165 с.
11. Гидроциклон: пат. 1572 Респ. Беларусь, МПК В 04С 9/00. / Е. И. Мажугин, А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. -№ и 20030407; заявл. 13.11.2003; опубл. 30.09.2004 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - № 3. - С. 217.
12. Гидроциклон: пат. 3652 Респ. Беларусь, МПК В 04С 5/00. / А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20060627; заявл. 04.10.2006; опубл. 02.04.2007 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2007. - № 3. - С. 176.
13. Устройство для предварительной очистки жидкости: пат. 3653 Респ. Беларусь, МПК С 02Е 1/00. / А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20060628; заявл. 04.10.2006; опубл. 02.04.2007 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2007. - № 3. - С. 196.
14. Устройство для предварительной очистки жидкости: пат. 3654 Респ. Беларусь, МПК С 02Е 1/00. / А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20060629; заявл. 04.10.2006; опубл. 02.04.2007 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2007. - № 3. - С. 196-197.
15. Устройство для предварительной очистки жидкости: пат. 2820 Респ. Беларусь, МПК С 02Е 1/00. / А. Л. Казаков, В. Н. Чеснык; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20050696; заявл. 08.11.2005; опубл. 30.06.2006 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2006. - № 3. - С. 181.
16. Гидроциклон: пат. 3655 Респ. Беларусь, МПК В 04С 5/00. / А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с.-х.акад. - № и 20060631; заявл. 04.10.2006; опубл. 02.04.2007 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2007. - № 3. - С. 176-177.
17. Гидроциклон: пат. 5560 Респ. Беларусь, МПК В 03С 3/00. / Е. И. Мажугин, А. Л. Казаков, А. В. Пашкевич; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20090129; заявл. 20.02.2009; опубл. 15.06.2009 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2009. - № 3. - С. 176-177.
18. Гидроциклон: 3749 пат. Респ. Беларусь, МПК В 04С 5/00. / Е. И. Мажугин, А. Л. Казаков А В. Пашкевич; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20060625; заявл. 04.10.2006; опубл. 02.05.2007 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2007. - № 4. - С. 205-206.
19. Шламоуплотнитель: пат. 2817 Респ. Беларусь, МПК С 02Е 1/00. / А. Л. Казаков, В. Н. Чеснык; заявитель Бел. гос. с.-х. акад. - № и 20050692; заявл. 08.11.2005; опубл. 30.06.2006 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2006. -№ 3. - С. 181.
20. Устройство для разделения суспензий: пат. 2814 Респ. Беларусь, МПК В 02С 5/185. / А.Л. Казаков, В.Н. Чеснык; заявитель Бел. гос. с/х акад. - № и 20050689; заявл. 08.11.2005; опубл. 30.06.2006 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2006. - № 3. - С. 165.
21. Гидроциклонный аппарат: пат. 4013 Респ. Беларусь, МПК В 04С 1/00. / А. Л. Казаков; заявитель Бел. гос. с/х акад. - № и 20070294; заявл. 23.04.2007; опубл. 20.08.2007 // Афщыйны бкл. / Нац. цэнтр штэлектуал. уласнасщ. - 2007 г. - № 6. - С. 184.
УДК 624.437.42:624.071.324
Д. А. ЛИННИК, В. А. КИМ
СТЕНД ИМИТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИИ ОПОР КАБИНЫ ВОДИТЕЛЯ КОЛЕСНОГО ТРАКТОРА
(Поступила в редакцию 02.04.2015)
В статье авторы указывают на необходимость создания стенда имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора, снабженного устройством ввода аналоговой информации, персональной электронно-вычислительной машиной и позволяющего выполнять измерения, регистрацию и обработку больших массивов данных с целью определения оптимальных параметров упруго-диссипативных характеристиках вторичного подрессори-вания сиденья водителя колесного трактора. Приведен анализ существующих конструкций стендов данного типа. Проведены опытные испытания.
The article shows the need for the creation of stand for simulation tests of supports of the cab of driver of wheeled tractor equipped with device for the input of analog information, personal electronic computer and which is able to make measurements, recording and processing of large amounts of data in order to determine the optimal parameters of elastic-dissipative characteristics of the secondary suspension of the wheeled tractor driver's seat. We have analyzed the existing structures of stands of this type. We have conducted experimental tests.
Введение
В тракторостроении Республики Беларусь сохраняется тенденция к повышеник энергонасыщенности колесных тракторов, скоростей их движения, что приводит к повышеник вибрации и возраста-ник в механизмах трактора нагрузок, снижакщих его долговечность. С момента создания и эксплуатации колесных тракторов в сельскохозяйственном производстве конструкторов и исследователей занимает проблема снижения влияния вибраций и других негативных явлений на здоровье водителя. Один из путей снижения вибронагруженности рабочего места водителя колесного трактора, учитывая
специфику его конструкции и условия эксплуатации, - совершенствование подвески сиденья водителя, другой - совершенствование подвески кабины колесного трактора [1, 2-5].
Значительное снижение уровня колебаний на сиденье водителя можно осуществить с помощью использования в его подвеске упругих элементов с нелинейными характеристиками. В этом случае характеристика упругого элемента должна обеспечить постоянство частоты собственных колебаний в широком диапазоне изменения статической деформации самого упругого элемента. Такое решение наилучшим образом может быть реализовано с помощью пневмогидравлической подвески, которая обеспечивает постоянство частоты собственных колебаний в широком диапазоне статических прогибов подвески [1].
В подвесках кабин колесных тракторов используются виброгасящие опоры, которые, чаще всего, состоят из пружин и гидравлических амортизаторов (Renault, Steyr); пневмокамер, работающих совместно с гидравлическими амортизаторами (Same), и дополнительных опор, выполненных в виде вертикальных сайлент-блоков (New Holland). На мощных тракторах (150-250 л. с.) кабины имеют активную подвеску, основными элементами которой являются гидроопоры, представляющие собой узел, имеющий пневмокамеры с разделительной мембраной и резиновый демпфирующий элемент с пустотами, заполненными жидкостью, способной изменять свои свойства в зависимости от подаваемого к ней электрического напряжения [5].
При решении задачи вторичного подрессоривания (подвеска кабины) сиденья водителя колесного трактора возникает вопрос в определении оптимальных параметров упруго-диссипативных характеристик. Для определения оптимальных параметров упруго-диссипативных характеристиках подвески кабины колесного трактора был разработан стенд имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора.
Анализ источников
Известен стенд для испытаний амортизаторов, содержащий раму с закрепленным на ней верхним кронштейном крепления амортизатора, и качающимся рычагом, на котором установлен груз, нижний кронштейн для крепления амортизатора и регистрирующее устройство, установленное между качающимся рычагом и рамой, причем качающийся рычаг выполнен двуплечим с осью качания в центре, а груз установлен подвижно по всей длине качающегося рычага [6].
Недостатком указанной конструкции стенда для испытаний амортизаторов является то, что она не предусматривает возможности проведения испытаний амортизаторов в характерном для условий эксплуатации режиме вынужденных колебаний.
Известно также устройство для испытаний виброизоляторов, содержащее раму, качающийся рычаг, установленный подвижно по всей длине качающегося рычага груз и регистрирующее устройство, жестко связанные с рамой и установленные по ее концам две вертикальные стойки, верхний конец одной из которых шарнирно связан с качающимся рычагом, а на другой размещены спусковое и регистрирующее устройства, верхнюю и нижнюю опоры испытуемого виброизолятора с опорными ножками [7].
Недостатком указанной конструкции стенда для испытаний виброизоляторов является низкая скорость обработки информации из-за отсутствия устройств обработки выходного сигнала, что в свою очередь не позволяет получать и обрабатывать большие массивы информации, чем снижает достоверность проводимых испытаний.
Методы исследования
При проведении испытаний выполнялась ступенчатая нагрузка/разгрузка опоры грузами различной массы. Испытание проводилась в два этапа: I - нагрузка опоры; II - разгрузка опоры. Количество измерение по каждому этапу - не менее пяти. Результаты измерений представлены в табл. 1 и 2. Алгоритм проведения испытаний состоит из следующих этапов: установка опоры; загрузка программного обеспечения; проведение испытаний (запуск стенда, формирование и передача цифрового сигнала, построение графиков); анализ результатов испытания. Принципом функционирования данного алгоритма является то, что все действия должны выполняться в строго определенной последовательности.
Основная часть
Стенд имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора, содержащий пусковое устройство 1, раму 16, балку двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки 10, которая через шарнирное соединение 11 связана с кронштейном 12 рамы стенда 16. Между балкой двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки 10 и рамой стенда 16 устанавливается испытуемая опора 8 с закрепленным на ней магнитоэлектрическим датчиком 7. На отдельном основании 2, жестко закрепленном на раме стенда 16, установлен приводной электродвигатель перемен-
ного тока 4 с одноступенчатым цилиндрическим редуктором 3 и связанный с ним нагружающий кулачок-эксцентрик 5, контактирующий с балкой двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки 10 через подшипниковую опору 6 [8]. На рис. 1 изображена схема стенда имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора.
13 П 15
Рис. 1. Схема стенда имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора: 1 - пусковое устройство; 2 - основание; 3 - одноступенчатый цилиндрический редуктор;
4 - электродвигатель переменного тока; 5 - кулачок-эксцентрик; 6 - подшипниковая опора;
7 - магнитоэлектрический датчик; 8 - испытуемая опора; 9 - груз;
10 - балка двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки; 11 - шарнир; 12 - кронштейн;
13 - устройство ввода аналоговой информации; 14 - интерфейсный кабель; 15 - ПЭВМ;
16 - рама; 17 - болт фиксации стенда.
Для преобразования аналогового сигнала, поступающего от магнитоэлектрического датчика 7, в цифровой сигнал используется устройство ввода аналоговой информации 13. Далее через интерфейсный кабель 14 цифровой сигнал от устройства ввода аналоговой информации 13 передается на персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ) 15. Стенд имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора устанавливается на бетонное покрытие и фиксируется с помощью болтов 17.
Стенд имитационных испытаний опор кабины водителя колесного трактора в режиме вынужденных колебаний работает следующим образом. Между нижней частью балки двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки 10 и рамой стенда 16 устанавливается испытуемая опора 8 с закрепленным на ней магнитоэлектрическим датчиком 7. При замкнутом пусковом устройстве 1 на верхнюю часть балки двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки 10 на заданном расстоянии от шарнирного соединения 11 устанавливается груз 9 заданной массы. Масса груза 9 определяется суммарной массой набора составляющих его металлических дисков. Вес груза 9, приведенный к оси испытуемой опоры 8, должен соответствовать приходящейся на одну опору части веса реального подрессориваемого объекта.
При срабатывании пускового устройства 1 под действием веса груза 9 балка двутаврового профиля с вертикальным расположением стенки 10 поворачивается относительно оси качания шарнирного соединения 11 и своей нижней частью воздействует на опору 8. Таким образом обеспечивается действие на испытуемую опору 8 статической составляющей нагрузки.
На выходном конце вала одноступенчатого цилиндрического редуктора 3 устанавливается нагружающий кулачок-эксцентрик 5 с определенной формой контактной поверхности, задающей закон нагружения испытуемой опоры 8 при вынужденных колебаниях. Приводным электродвигателем переменного тока 4 задается необходимая частота вращения выходного вала одноступенчатого цилиндрического редуктора 3, определяющая частоту воспринимаемых испытуемой опорой 8 вынужденных колебаний нагрузки. Таким образом задаются параметры действующей на испытуемую опору 8 динамической составляющей нагрузки. Величина деформации при нагружении и величина действующего на опору 8 в каждый момент времени усилия регистрируются магнитоэлектрическим датчиком 7, а основные параметры процесса нагружения с помощью специального программного обеспечения оцениваются в режиме реального времени и записываются на жесткий диск ПЭВМ 15.
По завершении испытаний оценивается ресурс, и изменение во времени упруго -диссипативных характеристик испытуемой опоры 8.
Использование предлагаемого технического решения позволяет производить оценку критериев работоспособности испытуемых опор кабины водителя колесного трактора в условиях вынужденных колебаний, максимально приближенных к эксплуатационным.
На стенде (рис. 1) выполнены экспериментальные исследования опор кабины водителя колесного трактора следукщих марок: 923-6700200 (производство Южной Кореи) и 5718013 (11М№0) (производство Германии). При проведении испытаний выполнялась ступенчатая нагрузка опоры грузами различной массы.
Таблица 1. Нагрузочно/разгрузочные испытания опоры 923-6700200.
№ п/п Нагрузка Деформация, мм Жесткость, Н/мм Разгрузка Деформация, мм Жесткость, Н/мм
кг Н кг Н
1 0 0 0 0 50 490 0,82 597,56
2 19,4 190,12 0,115 1653,22 40,9 400,82 0,54 742,26
3 31,75 311,15 0,32 972,34 31,75 311,15 0,37 840,95
4 40,9 400,82 0,58 691,07 19,4 190,12 0,12 1584,34
5 50 490 0,81 604,94 0 0 0 0
Таблица 2. Нагрузочно/разгрузочные испытания опоры 5718013 (ПМЭТ50).
№ п/п Нагрузка Деформация, мм Жесткость, Н/мм Разгрузка Деформация, мм Жесткость, Н/мм
кг Н кг Н
1 0 0 0 0 50 490 1,18 415,25
2 19,4 190,12 0,34 559,17 40,9 400,82 0,90 445,36
3 31,75 311,15 0,66 471,44 31,75 311,15 0,72 432,15
4 40,9 400,82 1,01 396,85 19,4 190,12 0,35 543,20
5 50 490 1,15 426,08 0 0 0 0
В результате обработки полученных данных были построены графики упругих характеристик опор кабины водителя колесного трактора (рис. 2 и 3).
Р ис . 2 . Графики зависимости деформации резинового элемента опоры от приложенной нагрузки
Рис. 3. Графики зависимости деформации резинового элемента опоры от его жесткости при нагружении На рис. 2 показана упругая характеристика испытуемых опор. На участке от 0 до 0,32 мм (9236700200) и от 0 до 0,66 мм (5718013 (11МК50)) упругая характеристика опор близка к линейной. Существенная нелинейность наблкдается на участке от 0,32 до 0,81 мм (923-6700200) и от 0,66 до 1,15 мм (5718013 (11МК50)) на участке при нагрузке от 311,15 до 490 Н, которая обуславливается структурой и составом резинового демпфирукщего элемента опоры. Также можно сделать вывод, что опора 923-6700200 более «жесткая», а опора 5718013 (11М№0) более «мягкая».
Из рис. 3 видно, что жесткость уменьшается при увеличении деформации. Например, для опоры 5718013 (11М№0) имеет место увеличение жесткости при деформации на участке от 1,01 до 1,15 мм,
что объясняется блокировкой опоры с последующим деформированием резинового демпфирующего элемента, приводящее к изменению его структуры.
В настоящее время предпочтение отдается упругим элементам с нелинейными характеристиками -пневматическим или гидропневматическим, которые хорошо адаптируются к изменениям массы и существенно снижают амплитуды их колебаний и виброускорений.
Заключение
Разработанный стенд позволяет выполнять измерения, регистрацию и обработку больших массивов данных с целью определения оптимальных параметров упруго-диссипативных характеристик вторичного подрессоривания сиденья водителя колесного трактора. При этом нет необходимости в использовании таблиц, диаграмм и графиков, что ускоряет процесс обработки информации и повышает точность результатов исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Амельченко, Н. П. Подвеска сиденья водителя колесного трактора: моногр. / Н. П. Амельченко, В. А. Ким; под ред. И. С. Сазонова. - Могилев: Бел.-Рос. ун-т, 2006. - 180 с.
2. Ким, В. А. О некоторых мерах гашения колебаний на сиденье колесного трактора // Вестн. Могилев. гос. техн. унта. Транспортные и строительные машины / В. А. Ким, О. В. Билык, Н. П. Амельченко. - 2001. - № 1. - С. 77-82.
3. Задачи создания эффективных виброзащитных систем водителя колесного трактора МТЗ / И. С. Сазонов, В. А. Ким, Н. П. Амельченко, Д. А. Линник // Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии : материалы междунар. науч.-техн. конф. : В 2 ч., Могилев, 21-22 апреля 2011 г. / М-во образования Респ. Беларусь, М-во образования и науки Рос. Федерации, Могилев. обл. исполн. ком., Нац. акад. наук Респ. Беларусь, Белорус.-Рос. ун-т; редкол. : И. С. Сазонов (гл. ред.) [и др.]. - Могилев : Белорус.-Рос. ун-т, 2011. - Ч. 2. - С. 59-60.
4. Линник, Д. А. Задачи создания эффективных виброзащитных систем колесных машин / Д. А. Линник // Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии : материалы междунар. науч.-техн. конф. : В 2 ч., Могилев, 19-20 апреля 2012 г. / М-во образования Респ. Беларусь, М-во образования и науки Рос. Федерации, Могилев. обл. исполн. ком., Нац. акад. наук Респ. Беларусь, Белорус.-Рос. ун-т; редкол. : И.С. Сазонов (гл. ред.) [и др.]. - Могилев : Белорус.-Рос. ун-т, 2012. - Ч. 2. - С. 26-27.
5. Сазонов, И. С. Проблемы снижения вибронагруженности кабин колесных тракторов / И. С. Сазонов, В. А. Ким, В. Д. Рогожин // Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии : материалы междунар. науч. -техн. конф. : В 2 ч., Могилев, 21-22 апреля 2011 г. / М-во образования Респ. Беларусь, М-во образования и науки Рос. Федерации, Могилев. обл. исполн. ком., Нац. акад. наук Респ. Беларусь, Белорус.-Рос. ун-т; редкол. : И.С. Сазонов (гл. ред.) [и др.]. - Могилев : Белорус.-Рос. ун-т, 2011. - Ч. 2. - С. 63.
6. Пат.80003 РФ, МПК G01М19/00. Стенд для испытания амортизаторов / Кастанов А.С., Семенов В.Ф., Иванов В.Н. -№ 2008138444/22, заявл. 26.09.2008, опубликовано 20.01.2009, бюл. № 2.
7. Пат. 104714 РФ, МПК G01М7/02. Стенд для испытаний виброизоляторов / Шеховцов В. В., Победин А. В., Шевчук В. П., Ляшенко М. В., Шеховцов К. В., Бусалаев Д. В. - № 2010152217/28, заявл. 20.12.2010, опубликовано 20.05.2011, бюл. № 14.
8. Линник, Д. А. Стенд имитационных испытаний вторичного подрессоривания кабины водителя колесного трактора / Д.А. Линник // Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии: материалы Междунар. науч.-техн. конф.: В 2 ч., Могилев, 24-25 апр. 2014 г. / М-во образования Респ. Беларусь, М-во образования и науки Рос. Федерации, Могилев. обл. исполн. ком., Нац. акад. наук Респ. Беларусь, Белорус.-Рос. ун-т; редкол.: И. С. Сазонов (гл. ред.) [и др.]. - Могилев: Бело-рус.-Рос. ун-т, 2014. - С. 222-223.
УДК 631.331.633.367 (476.6)
А. И. ФИЛИППОВ, А. С. ДОБЫШЕВ, С. Т. ПАВЛОВИЧ
ИССЛЕДОВАНИЕ КИЛЕВИДНЫХ И ДИСКОВЫХ СОШНИКОВ С СЕЯЛКОЙ СПУ-4Д ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЛЮПИНА
(Поступила в редакцию 15.04.2015)
Приводится методика сравнительных испытаний киле- We have presented methods of comparative tests of keel and видных и дисковых сошников применительно к универсаль- disc coulters with respect to a universal pneumatic drill SPU-
ной пневматической сеялке СПУ-4Д. Исследования прово- 4D. The studies were conducted for two years during the sowing
дились в течение двух лет при посеве узколистного люпина of blue lupine variety Vladlen. We have established advantages
сорта Владлен. Выявлены преимущества килевидных сош- of keel coulters in comparison with the disk ones. ников по сравнению с дисковыми.
Введение
Большое значение в работе сошников имеет производимое ими перераспределение слоев почвы. Вынос нижних влажных слоев на поверхность способствует иссушению почвы. В то же время заделка семян должна производиться влажной почвой, чтобы обеспечить благоприятные условия для их прорастания. От качества заделки семян в почву в значительной мере зависит всхожесть и развитие
