Разработка систем виброзащиты радиаторов сельскохозяйственных тракторов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

12 ¿и.

ШСИ)ВС»£й /ЗИИШК'ЕСЛ'Д ЖСГ'.ГОТ

На праааг руког .си

Е5СЙ1ЮВ ЗАЛЕНТШЮЕИ

УДС 6СЭЛК.2-752

р/зглютсл с:с1йИ ¿иероал^гт радцатоют

СЕЯЬСЖХ^ЗШСТЕЕШШ:: ТРЛ1ГГОРОВ

Специальность 01.02.06 — Динамика и прочность

приборов и аппаратура

Автореферат штссертсцип на. ссискашэ ученой стегшв? канаияата- технических изук

К./чйЦ9 рухоБоаггелл:: созгсср технических наук,

'профессор- ГУСЕЗ Л.С

канштат :ехзпгческих наук, старгиЯ научный сотрушшх ПАНКРАТОВ

Шсявс - 1992 г.

Работа выполнена па г-федре "Сопротивление материалов* Моековсгого автомеханического института я в Неучно-ярс-звод-ствеввоа обьегяяешя по тракторостроению Шп "ЕАЛ"

Научные пуководатели - доктор технических наук, профессор Гусев A.C. - кандидат те^шпесрях наук, старший научный сотрудник Панкратов H.L.

Официальные оппоненты - доктор тетничоских паук, профессор

Геккср Ф.Р. - кандидат технических наук, старей научный сотрудаик Емельянов Н.Я.

Ведущая организация: Производственное объешгвек^е "Радиатор" (г.Оренбург)

Защите диссертация состоится "30 ■ ЪнЩя Ii Э 2 года ■яа заседании специализированного совета 063.49.01 Московского автом.панического пне :tv-;3 по адресу: 105839, г.Москва, Е-23, ул.Б.СемеиОвская, ЗЬ.

Отзывы на автореферат в даух экземплярах, заверенные печати), просим направлять ученому секретарю гчегчелязирован-ного совета по вышеуказанному адресу.

С дассвртаг эй иго ознакомиться в бисииотвке МАЧИ. Автореферат разослан " 2Л-" • 1992 года.

Ученый секретарь спечиалазировЕннаго совва-, кандидат технических неук

Ю.А.Завьяь в

• 0¿. ОЕЦАЯ ХУАКГЬРКгаШ РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Постоянно повышающиеся требования к техническому уровню тракторов, а также ужесточение нормативов по надежности .бусловливают необходимость проведения работ, направленных на совершенствование их агрегатоа.

Одним из агрегатов трактора, совершенствование -'онструкпш которого весьма актуально, является радиатор системы охлаждения двигателя, даже незначительное повышение долговечности радиаторов-позволяет достичь существенной экономии дефицитных цветных металла и сократить их импорт, а также избеж°ть потерь продовольствия, обусловленных нарушением технологии проведения с.-х. работ.

Основным фактором, существенно в.~чяоцим на аолгозечноо»ь-радиатора, является его вкбронагруженность, уровень которой зависит от конструкции системы виброзащнты.

Аулиз показал, что в настоящее время в тракторостроении отсутствуют достаточно з£Ле;стизныа методики, позволяющие со. давать подвеску радиаторов с.-х. тракторов с требуемыми виброз»!дитны:<и свойствами. При пто.м использование имевшегося опыта решения подобных задач в других отраслях машиностроения ограничено, т.к. условия эксплуатации радиаторов с.-х. тракторов являются специфичес -киыи.

Цель работа - разработать методику создания и доводгч систем виброзащиты раЬиатороэ с.-х. тракторов, а также предложить новую конструкцию унифицмроВинных виб^оизолнторов.

• Объект исследования - радиаторы моделей 1,1Иа и 1Уа системы охлажд шя. двигателей трак горов МГЗ-80, ДГ-75М я Т-150.. уа серий--ных и опытных подвесках. ■

Метопа исслодоватай. Применены методы теории вероятностей, математической статистики, теории случайных функций и олектротен-. зометрии. Приводилась математическое и натурное моделирование экс-.л^атационноИ нагруяенности на специально созданных для этих целей испытательных стендах.

Научная новизна. Определены статистические характеристики эксплуатационной вибронагруженности радиаторов и выявлен „ сталост-. ный характер эксплуатационных отказов радиаторов с.-х. тракторов; определень. особенности нагружения радиаторов при их установке на подвесках, имеющих различные упругие характеристики; разработана динамическая модель для оптимизации параметров подвески радиаторов; сформулирована концепция зиброзащиты радиаторов тракторов.

. Практическая ценность поведенных исследований заключаете . в следующем:.

- разработан и внедрен в практику испытаний-ТО "Радиатор" и 05 НАТИ комплекс стендов, позволяющих производить ускоренную оценку виирозащитных свойств подвески и ресурса радиаторов;

- получены характеристики сопро.явления _сталости металлоконструкций рагиатора, используемые для расчетного прогнозирования их ресурса на стадии п~ ектирования;

- разработ;:. а конструкция ювого укифлиированного в;:бро::золя-.ра подвески радиатора, внедрение которого позволит получить значительный нароянохоз.. .ственный эффект;

• . - создана отраслевая методика "Расчет и проектирование оптимальных конструкций подвесок радиато., отвечающих требованиям унификации, надежности и снижения металлоемкости";

•- п.лучена и используется для соворшенст^зания радиаторов в ГО "Радиг-ор" информация о нагруженности радиаторов основных модели. с.-х.'тракторов в типичных условиях энсп. -атацю*

Реализация работы. Предложенная конг-рукция виброизолятора,а также разработанная методика создания и доводки подвесок раздато -ров приняты к реализации 11) "Радиатор" и начато их поэтапное внедрение. .

Апробация работ _. Основ..ле разделы диссертационной работы доложены и г-Осуждены ьа Всесоюзных научно-технических конференциях молодых ученых и специалистов (НАЪ1. 1983, 1987 гг.), Всесоюз :ой научно-технической конференции "Методы и сре1 тва стендовых кспы- *

ший ¿злов и агрегатов тракторов". (г.Челябинск, 1987 г.),- ш-й научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности машн и. сооружений" (г.Киев, 1988 г.), Всесоюзной научно.-техничес-кой .конференции "Методы и. технические Ьредства-обеспечения надежности сельскохозяйственной техники" (г.Москва, ЗИСХиМ, 1988 г.). Всесоюзной конференции эффективные пути повышения качества и экс-плуатац. Jннcй надежности машин и приборов средствами стандартизации и унификации" (г.Махачкала, 19вГ? г.).

Публикации. По-теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, получены 2 авторских свидетельства на изобретения.

.• .Объем работы. .Диссертация состо!.. из гэедения и четырех глав объемом 151-страниц, в том числе 77 страниц машинописного текста, 18 таблиц,"ЗА рисунков, списка литературы из '99 наименований, а тар-е б ¡филокений.

Содержание pà6à?u

Во введет'.; обосновывается актуальност4 теш дисс лтацги, сформулирована цель к научная новизна.

В первой главе проанализированы результата исследований эксплуатационной пибро; грукекности, сопротивления усталости и расчета долговечности кеталлог нструкций мобильных машн, изложенные в работах Акопяна P.A., Барского И.В., Гусеза A.C., Дг'триченг" С.С., Ивановой JI.H., Кс^аева В.П., PoTcí.Jepra E.B., Саввочккна В.А.,Све'»-лпцкого В.h., Силаева А..., Тольсного В.Е., Хачатурова A.A. и других авторов.

Показана необходимость разработки концепции виброзащиты радиатора, методов и сродств "озаакия и доводки подвески, а также необходимость разработки новий конструкцу уиифицир». анных виб^оизоля-торов.

На основе обзора сформули^раны слепую" :е зада*" исслесования:

- последовать эксплуатационную вибронагруженность металлоконструкций, рядиаторов с.-х. тракторов и определить основные фактеры, влияющие на надежность их функционирования;

■ обосновать концепцию виброзащиты радиаторов тракторов;

- на основании требований, предъявляемых к подвеске водяных

,адиаторов с.-х. тракторов разработать унифицированную конструки -о виброизолятора; .

- оленить "тиянип «пнетруктнзнкх г:ара:.:отрог подвески нй вииро-нагруженность радиаторов различных типов; •

■ -"разработать кеч ,ды и средства ля исследований и ускоренных испытаний радиаторов; •

- разработать аикашг .зскув модель для оптимизации параметров -системы виброзачиты радиато,..>в:

- разработать иетопику создания и дозодкй подвески радиаторов.

В этой глазз определены основные факторы, сказывающие влияние

на-нагруженность _ wt¡. .opa и рг.пработаны.т] Sol :;:я, предъявляемые к „истеме виброзащита; приведены результаты.анализа характера типичных отказов радиаторов с.-", трактороз б условиях зкеплуатации. Установлено, что отказа носят в основном усталостный характер, а основными факторами, определяющим нагруженность ради 'opa, лвляются «шбрации, возбуждаемые ьеуравнозеа:енния1 массами, силами и t/.эмента-m сил инерции, обусловленными работой двигателя, а также колебаниями рамы трактора, вызванными неров-остяни пути. На основе анализа опыта исследований нагруленнсстп радиаторов в эксплуатационных условиях и известных технических решений, используемых при разработке систем виброзащиты агрегатов махин,. разработаны требования к под-

веске- радиаторов тракторов.

Прове~чнный анализ конструктивных особенностей систем виброза-циты радиаторов различных машин показал, что для виброизоляторов подвесо*: радиаторов тракторов следует рзкомендовать резинометалли-ческие конструкции пассивного типа, пространственные характеристики которых согласованы с полем вибрациинных нагрузок, действуюсих на радиатор.

Во второй главе о.лсаны и проанализированы результаты экспериментальных исследований эксплуатч дионной вибронагруженности металлоконструкций радиаторов тракторов. При отом оценена интенсивность виброгтруженности раш»аторов основных моделей с.-х. тра.-горэв в типичных эксплуатационных условиях и определены наиболее тяжелые режимы эксплуатации.

Вибронагруженность оценивалась виброускорениями по трем вз.дм-.но перпендикулярным направлениям, а при анализе использовался сум-■ ирный вектор вибпоукорений_

V/ = \/ IV/ + + (I)

где IV/, \л/Пр , К/„ - соответственно вертикальные, продольные и по-переч 1е составляющие виброускоренг"-.

Исследовались серийные радиаторы тракторов М'ПЧ-Ш, ДТ-75М и Т-150К, установленные "я штатных опорах. Эксперименты проводились с использованием тензометрической аппаратуры ВИ6-6ТН. Для регистра • ции ускорены использовались датчики ДУ-5С, а напряжений - тензоре-зисторы 2ПКБ-200 и ФКД с базой 10 мм и сопротивлением 200 Ом. Применялась самоходная радиотелемагнигографическая лаборатория РТА^-3, -осиащенная радиотеленетрическим 12-канальным устройством Р1У-12И1. Запись показаний проводилась на 14-канальНом магнитографе Ек.ч-141 : светолучевом осциллогрг}е К12-22.

Для характеристики виброиз^ .ируших свойств поцг^ски принят коэффициент Кп передачи Р"броускорений. равный отношению амплиту--аы максимального виброускорения \л/ соответствующего узла радиатора к амплитуде максимального виброускорения рамы трактора в зоне его установки. Условие .. ффектквности виброзапмты в данном ^лу-. чае формулируется в вине неравенства: Кп ^ 1 • неравенство выполняется при лобом уровне демпфирования в частотном диапазоне, опреде" чемом условием / //в > \/1 , где $ и - частоты соответственно действующих виброускорений у собственных колебаний радиатора

В табл. I при-тцены параметры вибронагруженности радиатора трпкгора ИГЗ-ЭО на наиболее тяжелом режиме эксплуатации.

б.

Таблица I

Параметры вибронагруженности ра"чатора трактора ШТ 00 па движении г,а грунтовой дороге со скоростью V ■ 28 км/ч

75

{нлравленив {^усяормвд. мЛ?У радиатйра } ускорений I ,,„3„ Г "^„Г. |

Элемент

Г

!

Верхний бак

Сеодцовмна

Модуль вектора нагруженности#: для верхнего бака

для серлцевины

вертикальное

продольное

попере-^ное

вертикальное продольное полерс шов

махе.

9,2 22,6

27,1 14,5

2б,а

29,3 40.8

1

средн.

"кГГ

7.7

15.7

28.3

12.4

37.8

21,7 28.4

[передачи Кл

1,59 1,10

1,09 2,50 . 1..Ч0

Анализ результатог «следований радиатора -ректора Шо-ЭО по-квзив^чт, что наиболее нагружена его сердцевина. Пр- эк^ практи-. чески на всех реи.шах вертикальные чиброускореиия превышают виброускорения в остальных элементах этой модели радиатора. Наиболее тяжелым режимом является движение по грунтовой дороге. Уровень напряжений, зарегистрированные на стельных деталях поппрс*и и боког:::^: глокатора, посту.:1 зет уровня преде." выносливости.

Анализ результатов исслецог^ний рчбронагружедаости радучтора • трактора Т-1501 доказал, что интенсивность нагрукения различных частей радиатора неодинакова. Так, виброускорения верхнего бака,являющегося наиболее нагруяеиК"М элементом радиатора, превшаю? уско- ■ рения сердцевины в и более раза- 3 продольном направлении зара-гистриров"на наибольшая интенсивность нагружения, в поперечном-наи-ыеньшая. Из вибронргру.'ок, зарегистрированных на сердцевине, доминирующих в г ком-либо направлена, • не ваявльно. Загруженность стальных деталей установочной арматуры но паточно высока. Напрг э-кил в них достигают уровня МПа. На латунных баках зарегистрированы напгтжения в 33 Ша. Следует отметить, что практически одина-"овую нагружекнастъ и мер™ баки радиатора с !1равой и ..аэой сторон. В то же время кронштейны и боковина слева имеют большую нагружен--ность, что объясняется наличием сл<—>а патрубка радиатора,'соединенного коротким жесткий шлангом с двигателем.

Установлено! что практически на всех режимах и во всех направлениях подвеска не обесп'ивает требуемую виг оизояяци». Результаты исследований нагруженного радиатора трактора Т-150К на наиболее

тяжелом эксплуатационном режиме представлены в табл. 2. .... . Таблица 2

Параметры вибронагруженкостя радиатора трактора Т-150К при движении по грунтовой дороге со скорость» V = 15,1 км/ч

Шапр.аление [Вибро^скорегая,_м/^_[

Элемент' радиаторе

! ускорений

макс.

средн.

, циент j передачи |чя

Верхний "ак . вертикальное 21,9 6,4 1,73

• продольное 35,0 10,1 4,86

поперечное 21,8 2,37

Сердцевина . вертикальное 16,7 5,6 1,32

продольное 10 5 3,8 1,47

п леречное 17,9 8,4 1,95

Модуль ве-тора -

нагруженнисти W : 45,7 14,8

для верхнего бака

Мл сердцевиаы 26,7 10,8

Сердцевина радиатора трактора ЛР-75ш является наиболее нагруженной, ваброускорения в поперек л направлении достигают 26 м/с . Напряжения в стойках арматуры .. в переднем крона ейне достигают уровня 46 Ша.

В табл. 3 привечены результаты исследований нагруженности р:' •' диатора трактора ДТ-75М на наиболее тякелсм эксплуатационном гежлко.

• ' ■ Таблица 3

П< аметры вкбронагруженкос;;: радиатора трактора ДГ-75&1 .фи "

______"_§А3 км/ч__

Элемент [направление [Виброускоренпя, ' №>э«и-

! V«. .пений _[передачи_/\л

"II,8

радиатор

Верхний бак

Сергцевина

Ыоцу-ч вектора -нагр^аднкости V/ : для верхнего бака

идя ^дцевиш

I ус;., рений ^

■и^рти"альное " продольное по перебое

вертикь..аное

'продольное

поперечное

20,0 14,Ü

11,2 3,8 26 О

26,929.6

средн.

~~8

15.0 11,9"'

8,6 Б. 6

20.1

20,0 22,8

1,08 4,08 1,94

1,02 1,80 3,61

Кроме того в результате исследований установлено, что шбро-

■ ÍA 8.

ускорения рам зссх исследованных тракторов з -пне установки радиаторов достигает высокого уровня - ДО CiO м/с2

Обобщая результаты исследований нагрухенностз: радиаторов тракторов ¡ЯЗ-90, ДТ-75М я T-I5UK, мояно сделать сло-ym.j ыгеодн:

- серийно подь.ски исследованных трактороз ке обеспе'^чваст достаточную виброзачиту р диатороз;

- статистические параметры процессов нагрухениг радиато. jb различные т-ткторип практически одинаковы, что позволяет рекомендовать применение уни^кд^озанаых виброизоляторов подвоски.

В тзеть^Я главе изложены концепция,положенная в основу проектирования систем виброзащиты радиаторов -.-х- тракторов.

.Анализ доказал, чтг чаиболее предпочтительны пассивные системы виброзащиты, в которкх зиброизелятгчы поедете ляот собой рези -нометаялические ко;-;"рукции. При разработке систем виброзгчты следует учитывать специфические с^йзтза сезкнг. как ког трукциониого натори«, .а и соотношение частотного спектра дс?.стнуотих вибронагрузок относительно часто- собственных колебаний ' диаторногс бло»._1 в различию: капразленнг.х. Как показали исследования, акг-'чумы спектральных плотнос-"2Я виброускоренкй, возникавших в местах установки' распаторов (см.рис.1), нь-.одятся ь двух диапазонах частот: от I до о Гц (низкочастотная часть спектра) к от 15 до 40 Гц (высокочастотная часть сг.гкт-ий). Зал. ¿ике г.о иктзнсивности воздействия наблвда-отся также у. но "юлее высоких частотах - до нескольких с-тен Гц. Частоты собственных колебаний элементов радиатора (пластин,трубок и т. j..) к всего радкаг^ра з целим, ка., упругого элемента, i.-литы-ваюгаго.деформации изгиба и крученая, превышают десятки и сотни Г:;. С'учетам двух диапазонов „ейстзугаих на радиатор зибро..агрузок, а также упомянутых ч- тот соб^гвонных колебаний, представляется js-моэнин снизить вибрации радиатора путем установки ого на упругих вкброизолятосах и выполнения условий j/jt > VI для высокочастотного спектрп вибр...-'йг>уоок и / для .¡изк^ частотного спектра йиоронагрузок. При этом частота собстэен к.колебаний радиатор? буцет-находиться в иктерз; э 5...10 Гц. В этом случае будет обеспечена зчпкта элекелтоз радиатора от воздействий с частотами, пра- ■ выдающими уровни 5.^/2 «7 Гц.. .IQ-V2 14 Гц. Все в.здсйс-. ул: с меньшими частотами будут (с некоторым усилением, зависягим от уровня демпфирования) перепапсться на радиатор. Созсанио системы, сбэс-печиваотей эффективную виброзадат^ радиатора о? этих низкочастотных воздейств: 1,- нецелесообразно по двум причинам:

- необходимость постановки упругих эяэг*нтов с больоим ходом, что технически трудно реализовать;

- отсутствует опасность возбуждения резонансных колебаний при

Рис Л. Спектральные плотности виброускоренкй рам.тракторов в. зоне установки радиаторов.1-ьертинальнсц, 2-продольиое,

3-поперечное направления.

' » «

низко- уровне возникаю ¡их в;й5роускорскйй (, Кп < 2 ), т.к.частот» собственных колебаний элементов радиатора во много раз превышают частоты низкочастотных воздействий.

Следует отметить, что система виброзаштЬ с предлагаемыми параметрами будет выполнять сое к функции системы ударозааята, что дс адывается расчетом, приведенным в главе..

Ьлбранный диапазон требуемых эн пений частот /0 собственных кол баний радиатора, на подвеске является исходны« для следугшег«^ этапа расчета- определения кйсткости' упругих олсментоо подвески '

. 10.

1« (после выбора* конструкции ваброизоляторов) опретеления их числа и расположения. Посла этого рассчитава гея V «о^тркческив размеры детален системы виброзапиты. При отс: • учитываются параметры жесткости и раслолоиения прутах элвишг ов подвески (растяжек, патрубков и др.).Определение суммарной жесткости и аоипфяруюпи: свойств подвески производится в соответствии с соотношениями, описывающими парплалыюе, последовательное и смешанное соединения'элементов.

Положенная в основу расчета параметров появоскя концепция, а также разработанные требования, предъявляемые к виброизолятору под вески радиатора, позволит разработать новую конструкции виброизолятора. Последний представляет собой рез': юуеталлическую конструкцию, в которой одновременно используэтся резиковг-Ч и металлически» упругие элементы. Использование резинового элемента с большим демпфированием должно за снижокил максимальной амплитуды колебаний при действии ¡г/зкочастотных вибронаг-^узеч снижать уровень на-гружвнности ро плотов. Выбрани ■> фог<ы металлической пласткии и резинового элемента и их особое взаимное расположение должны обеспечивать раь-нство жес'1 ..остей В1 роизолятора в ь .зличних направлениях. При этом предлагаемая онструкция позпляет за счэт измене -нпя ое параметров получить гамму виброизоляторов для радиаторов различных габаритов и шсс. Общий зиц предлагаемого ьлброизилято-ра изображай «я рис.

Глс. 2. Виброизолятор подвески раадатора, 1-рапдатор, 2-упругай .¡етьллкчес::!1Я элемент вкбрекзолятпа, З-рв -зкковый элоионт виброиэилято^, Нормирующий кронштейн вкброизолятора, 5-раиа (трактора).

В четвертой главе предлагаются метой и средства, предназначенные для ускоренной оценки виброзацнтиых свойств и ресурса ра -пиат^оов. 11а основании проведешшх исследований предложен расчет-но^аксперлментальный метод создания и доводки подвесок радиаторов, заключ* юшйся i сле"уовем:

- с учетом информации о спектре действующих ви^ронагрузок производится рас», ,'т геомзтрическкх размеров элементов внброизолчторов;

- используя разработ-лную шшамичес.'-ув модель колебаний радиаторе ю подвеске, оптимизируются параметры подвески;

- на вибрационном стенде, модстару^лем спектр эксплуатационных нагрузок, иг плесувтся внврос эдтные свойства опытных образцов вибрсюляторов и производится их цьводка.

Для реализации предложенного . —"года создан..я системы виброза-щнтк радиаторов разработки и изготовлен комплекс вибрационных стендов. Схеме одного из них представлена на рис. 3. Конструкцга с-энное защищены авторскими свидетельствами СССР .W 1229392 и 1532333.

В основу рас jthoS схемы д'чамической модели "стенд-псчвеска-радиатор" положена двухмассовая система, симметричная в продольной плоскости (рис. 4), г-гЧя описания движение еггтемы выбраны б обобщенных координат к использованы уравнения ^агранжа второго рода. • ^эжения йтих уравнения получены мете юи Р^'нге-Кутта на ЭВМ с использованием подпрограммы Л К1' S .

. Для cpamfii ¡enmoñ оценки эффективности pt. .¡личных инструкций • ви'ооизоляторов проведаны —;следования и .!!спыта,"яя на вибрационных стендах радиаторов моделей I.Uia и 1Уа тракторов ЫТЗ-Ш, ДТ-75М и T-I50K, усталсвливавмых на серийных, модерг-зированных, а также опытных вкброиэоляторах конструкции'автора. Программа исследований вкл«кгсовместное.и раздельное аагрузеение низкочастотным и высокочастотным 'ябровозбушггеляш. Проводились также испытания серийных радиаторов модели Ша на серийной подвеске для "острое-хри- ' вой усталости, ' •

Лнал»а результатов ксследовг -ий радиаторе, модели I с четырьмя вариантами виброизоляторов показал, что наилучшие виброизолирушие. свойства имеет опытный виброизолято^ из с Сраженный на рис. ?, при -эименетш которого значение -ооффициента передачи ускорений Кп мин шльно. Для серщевичы и верхнего бака в различных направлениях К„ имеет значения из интервала 0,40.. .0,62. фи этом уско^в -ния в 2,5...4,4 раза меньше ускорений, возникающих при использовании яругах виброизоляторов.

Серийный в! 'роизо-лтор имеет высокие (до 5,0) значения коэф -({ициента передачи Кп , ив зависящие от частоты прилагаемой на -

Ríe. Г, Схема стенаа шш проведения исследовашй зошпшх распаторов тракторов •

Он

т/1

xjr*

TTrJfrrr ■ gf

ñ,

f, тггф777

Pite. 4. Схема шшашчеекг4 ыод&ли "стони-поивоскв-равиаго^" в про я яьноЯ Носкости ,

грузки, при этом ускорения дост«га- ? значений болсо 47 м/с^

Анализ результатов исследований радиатора мололи 'lia показывает, что при установке на серийные к модерни?мро ва иные виброиаоля -теры ■ 7,7...8,2 и 3,9...8,9 соответственно, фи этом махси -маль»к вибро. корения достигаки? значений 51 и 58 ùj<?~. Опытный виброизолятор имеет лучяие характеристики. В средней виброускоре -ния в 2,0...2,5 раза адныпе, а максиааль.*ые виброускорения "9 превышают уровня 17 м/с^. Щ... этой обеспечиваются более высокие виб -роизолируюпше свойства. В вертикальном направлении Кп не превышает значения 0,8, тогда как для сорийцуго и модернизированного виброиэоляторог Кп » 3,9...в вертикальном направлении и до-стигдот значения 10,0 в продольном.

Анализ результатов исследовав радиатора додели 1Уа с пятью вар • готами вибро>.золяторов показал, что ни один из hi'x нельзя пригнать дос аточно эффективным для данного радиатора. Оправдано применение опытного виброизолятора. В этой случае величина Кп минимальна (0,08.. Л, 0). а виброу орения не преэыгают 30 м/с2, что в 2,1,..7,4 раза меньше ускорения, возникающих при использовании других вяброк элято^. jb. Остальные шброичогяторы »шест значения Кп от 0,55 до 3,93. фи этом вибрг окорения достигают значения 88и/с"\ • ' Обобщая результаты данных иссх аоваг :й, можно заключить, что серийные подвески радиаторов j об^печяваы' достаточно эффектив -ной Еиброзащит^; конструкция серийг.^х виброиз ляторов подвески не • пг 'воляет существенно "лу-ить виброзавитные свойства за сче* их модернизации; предлагаемая новая конструкция виброизоляторов подвески превосходит по параметрам эфф>. стивно^ти виброзащиты серий -ныа «.модернизированные г '¡роизол^.торы и может быть рекомендована в качестве унифицированной конструкции.

Для определения характеристик сопротивления усталости проведены испытания 10 образцов радиаторов модели La. Результаты этих испытаний описываются кривой усталости вида

WmN = С -- consi

где W - амплитуда ускорений радиатора; N - число ^иклоь негру-жения; С - константа; СП - napawrp кривой усталости.

Результаты проведенных _генао~ух испита- ий "слользуются mu прогнозирования ресурса радиаторов на стадии проектирования. Значения параметров ГО и С , полученные гл результатам испытаний, представлены в табл. 4.

Нагружение описывается моделью Г' -ссовского стационарного процесса с коррwляционной функцией К{Т) и энергетическим спект-

' . .И-

Таблица 4

Значения параметров кривой усталости радиатора модели Ша

Элемент I" Критерий [ Параметры

_____i______

Верхний бак Появление отказа 1,45

Исчерпание ресурса 1,17 8,75-10®

^ерпдевина Появление отказа 11,43 1,09*

Исчерп ние ресурса 5,39 З.ЬЗ-Ю*7

ром 5 (О) . Необходимые для расчетов долговечности средний период пооцесса нагружения Ь« и плотность распределения амгшетуп ускорений /м определяется так: 2 .

1м = ^ «р [ - ] <3,

-«утпг

ш <«

им

где - дисперсия процесса, К(0) - вторая производная or

корреляционной функций в точке ноль.

При оценке вероятност" .разрушения и"ресурс.« р' гм-тсра ¡«ижмо ~о от..аз произойдет при постижении процессом нагружения Wit), опасного уровня ускорений \л/* либо при достижении накопленным усталостгчм повреждением предельного уровня V# « I. Под разрушением в этом случае понимается появление Het лустимой деформации металлоконструкцИ радиатора (тогда W* - WT , t -е WT -¿налог предела текучести) либ„ появление трещины, вызывающей течь или недопус имое перемещение радиатора и соответствующей критерии предельного состояния.

Кгк показан проведенные в ОФ НАТИ исследования, оонокрлтн^з нагружение радиатора нагрузкой, превышающей в 3 раза максимальную эксплуатационную (во 100 м/с^), не вызывает поврежде.мй его металлоконструкций. Поотому можно считать, что основной причиной выхода из Строя металлоконструкций радиатора является их усталостное разрушение. У ста., эстное повреждение за один Цикл нагружени*. равно

= -f / N(W) (5)

Описывая функцию .\1 = М(w) соотношением (2), получим, что поскольку в случайна гтроцессх нагружения амплитуда W - случай -игя, то среднее значение устал i :тного повреждения за один цикл нагружена; равно:

/V Ы1 (6)

Подставив соотношения <.2) и (3) в формулу (6), получим

•¡т/г ст _/ о \ (7)

» Г

у ' Л /V*

г"9 Г(<*) - табулирования Гамма-фуилцл.'-!.

Полагая, что сумыиропанно усталостных повреждений "роясхоплт по динейноцу закону' и что во время £ происходит нагружений,

пЬлучаем, что за время £ накопленное повреждение составит величину _

/1(1)- (8)

Тогда долге "¡чность конструкции Т определяется из условия

/ЦТ) = 1 («>

откуда находим

т = -А. = ---(10)

■ • уй,в Г* 5"'

основные результаты рагош г

В 1» В О Д Ы

1. Получанная ин^'рмеция об отказах-246 рс. ;иаторов основных моделей сельскохозяйственных тракторов свидетельствует о том, что большая часть отказов обусловлена уссалостк^чи разрушениями,большинство которых составляю- трещины верхнего и нижнего баков, трубок сердцевины и деталей установочной арматуры.

2. Просоаенныо исследования показали, что одной из сновных • причин отказов радиаторов является ^удовлетворительные виброза-щитшй свойства их подвесок, коэ^иц :нт передачи виброускорен''й для которых не "ос аетствует требованиям рс::ион£ ;ьного конг^руи- . рования виброзапштных систем и находится в интервале значений от 0,35 до 8,20.

3. Сформулирована концепция виброза'циты радиаторов, основан-

ная на применении розинометаллических вибрг изоляторов,обеспечива-

ющих выполнение обоснованных автором соотьишений между частотами

собственных колебаний радиатора 1. действующих вибронагрузок.

к

4. lia основании сформулированной концепцг' разработаны технические требовашя к системе виброза©1Ты радиаторов, i реояоиок нот вый унифищфованный виС глзолятор, представляктсиГ: собоГ ро'зиномо-таллическую конструкцию. состслпую из резинового эломента, выполненного в виде двух прямых смежных призм, осг.оэзтт которых параллелограммы. армированш сна^жи кронштейном и сопрягающихся своими боковыми сторонам! с металли .зской пластиной, изогнутой в плоскости оснований призм так, как это показано на -пс.2. Для опреде -лепил геометрических размеров виброизолятора предложены расчетные зависимости.

5. Проведенный комплекс исследований эксплуатационной вибро-нагру^нности радиаторов и их подвесок рлзличиых конструктивных исполнений показал, что применение унифицированного виброизолятора, разработанного автором, «-питает возкикаюпше максимальны^ ускорен!.. рпиатора в Z...7 раз.

6. Предложенная методика расчета ресурса металлоконструкций р адиаторов позволяет на ~тапе разпаботки и испытг ий прогнозировать их ресурс.

7. Предложенный расчетно-эксперимзнтальный метод создания и доводки подвесок радиаторов предусматривает производить в ибо: частоты их собственных колебаний на подвеске из

пазоиа &...I0 Г:;. После выбора количества места расположения проектируется виброизоляторы г.Удв. гни предложенной.конструкция. Окончательный выбор параметров системы в Зрозапшты радиаторов следует производить по результатам моделированп колебательных процессов на. ЭВМ (для че"о разработана специальная программа) i испытаний на созданных для этих цег -й стендах, защищенных авторскими свидетельства?-! (см.а.с. СССР ДО 122*392 и 1532333). Стеши позволяют воспроизводить весь комплекс эксплуатационных нагрузок: вибрационные, тепловые, гидравлические, вследствие чего пр.» их исполмсе - . нии достигается ; ;сокая достоверность результатов.

8.. Результаты проведенных автором раб г, используемые при разработке, исследованиях и доводке подвесох радиаторов с.-х. тракторов з ГСГРагшатор" и ОФ НАТИ, рекомендуются к применению при совершенствовании par *атороз.тракторов. . . ■ •

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работа х:

I. A.c.122939». (СССР). Стенд пая испытания радиатора. Н.М.Панкратов, Ю.В.Евсюков и др.- Опубл. в Б.И.. 1986. W7.

А.с.1532333 (СССР). Стенд для испытаний отопителей кабин транспортных средств. Евсюков Ю.В., Панкратов Н.М. и др.- Опубл. в Б.И., 1989, #48.

3. Евсюков D.B. Расчетно-эксперимертальный метод снижения вибронагруженностн водяных радиаторов.- Тезисы докладов Ш-й научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности машин и сооружений". Киев, I98C.

4. Евсюков Ö.B., Авербах Е.М. Исследования нагруженност^ водяных радиаторов и ее моделирован1:е на стенде.- Тезисы докладов Всесоюзной научь„-техш зсхой конференции "Исследование и совершенствование тракторных конструкций", М.. 1983.

5. Евсюков Ю.В., Авербах Е.М. Методические особенности ускоренных стендовых испытаний на надежность воилных радиаторов тракторов л их составных частей.- Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и технические средства обеспечения надежности сельскохозяйственной техники", Ы., 1988, с.47.

6. Евсюков Ю.В., Авербах Е.М. Товыпгчие долговечности водяных радиаторов сельскохозяйствен.1 ж тракторов.- Тезисы докладов Всесоюзной научно-'эхнической конференции "Совершенствованы тракторных конструкций и узлов", М., I9S7.

.1 7. Евсюков Ю.В., Авербал Е.М. Стенд для испытаний радиаторов. Информационный, листок Одесского ЦНТ W 22-75, 1985 , 4с.

8.- Евсюков Ю.В.', Автбах Е. 1ч.', Панкратов Н.М., Унификация подвесок для повышения надежности радиаторов тракторов.- Сборник докладов и тгчисов Всесоюзных совещаний по стандартизации и улифика-ции в машиностроении. Ы., ЕНИИНШ1, 1989. с.217-2Я0.

9. Еврюков Ю.В., Панкратов Н.Ы., Авербах E.Ii., Ветлугин И.В. Водяные радиаторы, типичные откпы и пределы се состояние.-ЦНИИТЭИтрактор осе.'.ьхоэмаш. Экспресс-информация. 'Серия "Тракторы и. двигатели". Выпуск II. П.. 1987.