Автоматизация натяжения гусеницы сельскохозяйственного трактора

Размещено на http://www.allbest.ru/

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Автотракторный факультет

Кафедра «Тракторы»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория автоматических систем»

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАТЯЖЕНИЯ ГУСЕНИЦЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА

Выполнил обучающийся Суринович И.А.

Группа 101081-14

Принял Плищ В.Н.

Комиссия:

Плищ В.Н.

Рахлей А.И.



Реферат

30 стр., 16 рис., 9 источн.,

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАТЯЖЕНИЯ ГУСЕНИЦЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА «БЕЛАРУС-2103»

Объект исследования - натяжение гусеницы, гусеничного движителя промышленного трактора.

В рамках курсового проекта была изучена конструкция гусеничного трактора «Беларус-1502», исследованы способы и виды натяжения гусеницы в промышленном тракторе.

В результате разработки курсовой работы был подобран шаговый двигатель натяжителя гусеницы трактора «Беларус-1502».



Содержание

Введение

1. Цель и задачи исследования объекта автоматизации

2. Основы работы шагового двигателя

3. Математическое описание объекта моделирования

4. Обоснование и выбор основных параметров объекта автоматизации

5. Теоретическое исследование объекта автоматизации

6. Оценка полученных вариантов решений

Заключение

Список использованных источников

гусеничный трактор промышленный двигатель



Введение

Разный характер использования гусеничных машин предопределяет широкий диапазон и многообразие возможных нагрузок в движителе. Это объясняется различными условиями и режимами работы гусеничной машины, а также зависимостью нагрузок от формы обвода, параметров системы подрессоривания, конструкции гусениц, опорных катков, способа зацепления и т.д.

Все силы, действующие в гусеничном обводе, можно разделить на постоянные по величине на данном режиме движения (т.е. при данной скорости и сопротивлении движению) - постоянные составляющие натяжения, и переменные во времени на любом установившемся режиме - динамические составляющие.

Первая группа сил включает такие составляющие, как тяговое усилие, создаваемое подводимым к ведущему колесу крутящим моментом, статическое натяжение, обуславливаемое весом гусеницы, и динамическое натяжение, возникающее от действия центробежных сил. К динамическим составляющим относятся нагрузки от продольных и поперечных колебаний ветвей, от динамического изменения натяжения в обводе вследствие изменения его геометрии, усилия, вызываемые колебаниями корпуса(остова) машины, а также нагрузки, обусловленные неравномерностью перематывания звенчатых гусениц.

Постоянные составляющие натяжения по абсолютной величине достигают больших значений и являются основными компонентами, формирующими нагруженность обвода, поэтому важно знать их связи с эксплуатационными и конструктивными факторами.



1. Цель и задачи исследования объекта автоматизации

Механизмы натяжения гусениц (МНГ) обеспечивают создание сил предварительного (статического) натяжения, а гусеничном обводе. Кроме этого, МНГ используются при проведении демонтажно-монтажных работ с элементами ходовой части.

Механизмы натяжения гусениц на большинстве сельскохозяйственных тракторов связаны с направляющими колесами, посредством которых и происходит передача усилий от этих механизмов к гусеницам.

В эксплуатации важно поддерживать оптимальные (рекомендуемые инструкциями по эксплуатации) величины усилий предварительного натяжения гусениц (около 2-3 тс). Уменьшение сил натяжения относительно оптимальных так же нежелательно, как и их увеличение. При уменьшении сил натяжения расход топлива хотя и снижается, но выигрыша от этого не происходит, так как существенно возрастает вероятность сброса гусениц, и увеличиваются потери на «биения» недостаточно натянутых гусениц об элементы ходовой части и надгусеничные полки. Увеличение сил натяжения повышает интенсивность износа зубьев венцов ведущих колес, цевок и шарниров траков, растут потери мощности двигателя на перематывание гусениц.

Целью исследования является исключение провисания и снятия гусеницы с движители при различных режимах работы трактора.

Задачами исследования являются:

- изучение сил действующих на гусеницу при движении трактора;

- изучение изменения действия сил на гусеницу при различных режимах работы;

- подбор шагового электро-двигателя для автоматизации натяжения гусеницы.

Конструктивная и принципиальная схемы объекта автоматизации, описание их устройства и работы

Технические характеристики трактора “Беларус 1502”

Трактор предназначен для промышленных и мелиоративных работ в агрегате с навесными, полунавесными и прицепными орудиями промышленного и мелиоративного назначения.

Номинальное тяговое усилие, кН	40
Масса эксплуатационная, кг	13900
Габаритные размеры (длина/ширина/высота), мм	6250/2916/2950
Скорость движения, км/ч: вперед/назад	1,36 - 14,9/1,9 - 7,1
Дорожный просвет, мм	360
Тип гусеницы	Металлическая с резинометаллическим шарниром
Ширина гусеницы, мм	500
Наибольшее из средних условных давлений гусеничных движителей на грунт, кПа	51,0

Двигатель:

Тип	4-х тактный, дизельный, шестицилиндровый, рядный, жидкостного охлаждения с турбонаддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха
Мощность номинальная двигателя, кВт (л.с.)	116 (158)
Марка	ММЗ Д-260.1S2
Экологический стандарт	Tier II
Удельный расход топлива при эксплуатационной мощности, г/кВт·ч)	249
Номинальная частота вращения	2100
Номинальная устойчивая частота вращения холостого хода.	800
Частота вращения при максимальном значение момента, не менее.	1500
Максимальный крутящий момент.	659

Трансмиссия:

Муфта сцепления	Сухая, двухдисковая
Коробка передач	механическая, 6-ти ступенчатая, 3-х диапазонная
Число передач вперед/назад	12/6
Тип заднего ВОМ	независимый двухскоростной

Рис. 1. Участки гусеничного обвода: lсв - свободная ветвь; lр - рабочая ветвь; lоп - опорная ветвь

Использование шаговых двигателей является одним из самых простых, дешевых и легких решений для реализации систем точного позиционирования. Эти двигатели очень часто используются в различных станках ЧПУ и роботах.

В отличие от других моторов, шаговые двигатели вращаются НЕ непрерывно! Вместо этого, они вращаются шагами (отсюда и их название). Каждый шаг представляет собой часть полного оборота. Эта часть зависит, в основном, от механического устройства мотора и от выбранного способа управления им. Шаговые двигатели также различаются способами питания. В отличие от двигателей переменного или постоянного тока, обычно они управляются импульсами. Каждый импульс преобразуется в градус, на который происходит вращение. Например, 1.8є шаговый двигатель, поворачивает свой вал на 1.8° при каждом поступающем импульсе. Часто, из-за этой характеристики, шаговые двигатели еще называют цифровыми.

2. Основы работы шагового двигателя

Как и все моторы, шаговые двигатели состоят из статора и ротора. На роторе установлены постоянные магниты, а в состав статора входят катушки (обмотки). Шаговый двигатель, в общем случае, выглядит следующим образом:

Здесь мы видим 4 обмотки, расположенные под углом 90° по отношению друг к другу, размещенные на статоре.

Различия в способах подключения обмоток в конечном счете определяют тип подключения шагового двигателя. На рисунке выше, обмотки не соединяются вместе. Мотор по такой схеме имеет шаг поворота равный 90°. Обмотки задействуются по кругу -- одна за другой. Направление вращения вала определяется порядком, в котором задействуются обмотки. Ниже показана работа такого мотора. Ток через обмотки протекает с интервалом в 1 секунду. Вал двигателя поворачивается на 90° каждый раз, когда через катушку протекает ток.

Режимы управления

Теперь рассмотрим различные способы подачи тока на обмотки и увидим, как в результате вращается вал мотора.

Волновое управление или полношаговое управление одной обмоткой

Этот способ описан выше и называется волновым управлением одной обмоткой. Это означает, что только через одну обмотку протекает электрический ток. Этот способ используется редко. В основном, к нему прибегают в целях снижения энергопотребления. Такой метод позволяет получить менее половины вращающего момента мотора, следовательно, нагрузка мотора не может быть значительной.

У такого мотора будет 4 шага на оборот, что является номинальным числом шагов.

Полношаговый режим управления

Вторым, и наиболее часто используемым методом, является полношаговый метод. Для реализации этого способа, напряжение на обмотки подается попарно. В зависимости от способа подключения обмоток (последовательно или параллельно), мотору потребуется двойное напряжение или двойной ток для работы по отношению к необходимым при возбуждении одной обмотки. В этом случае мотор будет выдавать 100% номинального вращающего момента.

Такой мотор имеет 4 шага на полный оборот, что и является номинальным числом шагов для него.

Полушаговый режим

Это очень интересный способ получить удвоенную точность системы позиционирования, не меняя при этом ничего в «железе»! Для реализации этого метода, все пары обмоток могут запитываться одновременно, в результате чего, ротор повернется на половину своего нормального шага. Этот метод может быть также реализован с использованием одной или двух обмоток.

Режим микрошага

Микрошаговый режим наиболее часто применяемый способ управления шаговыми двигателями на сегодняшний день. Идея микрошага состоит в подаче на обмотки мотора питания не импульсами, а сигнала, по своей форме, напоминающего синусоиду. Такой способ изменения положения при переходе от одного шага к другому позволяет получить более гладкое перемещение, делая шаговые моторы широко используемыми в таких приложениях как системы позиционирования в станках с ЧПУ. Кроме этого, рывки различных деталей, подключенных к мотору, также как и толчки самого мотора значительно снижаются. В режиме микрошага, шаговый мотор может вращаться также плавно как и обычные двигатели постоянного тока.

Форма тока, протекающего через обмотку похожа на синусоиду. Также могут использоваться формы цифровых сигналов. Вот некоторые примеры:

Метод микрошага является в действительности способом питания мотора, а не методом управления обмотками. Следовательно, микрошаг можно использовать и при волновом управлении и в полношаговом режиме управления.

3. Математическое описание объекта автоматизации

Для исследования натяжения гусеницы, гусеничного движителя составляем расчетную схему, которая содержит данные о расположении упругих и демпфирующих элементов, а также определяет все компоновочные и конструктивные параметры.

Основными параметрами, определяющим натяжение гусеницы, являются геометрические параметры гусеничного обвода и усилия действующие со стороны поддерживающих катков.

Рисунок 6 - Схема гусеничного движителя

Основное влияние на натяжение гусеницы оказывают неровности микропрофиля пути, которые относятся к непрерывно действующим возмущениям и проявляют свое влияние в зависимости от скорости движения. Под воздействием внешних возмущений подрессоренные и неподрессоренные массы машины совершают вертикальные, угловые и горизонтальные колебания.



При кормовом расположение направляющего колеса, нагруженного силой тяги на передачах переднего хода, расчет производится по максимальной силе тяги.



Усилие, действующее на ось направляющего колеса, определяется по формуле:

Радиус кривошипа определяется по допустимому удлинению гусеницы при эксплуатации , эта величина должна быть не меньше шага гусеницы( примем ее равной шагу гусеницы) Так как угол охвата направляющего колеса гусеницы близок к 180 градусам, тогда радиус кривошипа будет равен:

,

По моменту на кривошипе и его радиусу определяем требуемый момент двигателя.



4. Обоснование и выбор основных параметров объекта автоматизации

Где G = 15000 Н

Усилие, действующее на ось направляющего колеса, определяется по формуле:

Радиус кривошипа определяется по допустимому удлинению гусеницы при эксплуатации , эта величина должна быть не меньше шага гусеницы( примем ее равной шагу гусеницы) Так как угол охвата направляющего колеса гусеницы близок к 180 градусам, тогда радиус кривошипа будет равен:



,

По рассчитанному моменту на кривошипе и его радиусу определяем требуемый момент двигателя.

По рассчитанному моменту двигателя подбираем шаговый двигатель для регулирования натяжения гусеницы.

По рассчитанным параметрам подбираем шаговый электродвигатель.

Мощные и динамичные шаговые двигатели FL86STH - наиболее удачное решение для использования в станках с ЧПУ для работы с пластмассой, деревом и алюминиевыми сплавами.

Величина полного шага, град	1,8
Погрешность углового шага, град	±0,09
Погрешность сопротивления обмоток двигателя, %	10
Погрешность индуктивности обмоток двигателя, %	20
Максимальное радиальное биение вала двигателя, мм	0,02
Максимальное осевое биение вала двигателя, мм	0,08
Максимальная допустимая осевая нагрузка на валу,Н	60
Максимальная допустимая радиальная нагрузка на валу, Н	220

Выбираем двигатель FL86STH118-4208A

Габаритные и присоединительные размеры шаговых двигателей FL86STH118

Наименование	Рабочий ток/ фаза	Сопротивление/ фаза	Индуктивность/ фаза	Крутящий момент1	Длина	Момент инерции ротора	Вес	Эл. схема
Вал с одной стороны	Вал с двух сторон	А	Ом	мГн	кг*см	мм	г*см2	кг
FL86STH65-2808A	FL86STH65-2808B	2,8	1,4	3,9	34	65	1000	1,7	1
FL86STH80-4208A	FL86STH80-4208B	4,2	0,75	3,4	46	80	1400	2,3	1
FL86STH118-6004A	FL86STH118-6004B	6,0	0,6	6,5	87	118	2700	3,8	2
FL86STH118-4208A	FL86STH118-4208B	4,2	0,9	6	87	118	2700	3,8	1
FL86STH156-6204A	FL86STH156-6204B	6,2	0,75	9	122	156	4000	5,4	2
FL86STH156-4208A	FL86STH156-4208B	4,2	1,25	8	122	156	4000	5,4	1

Так как известные электродвигателя имеют значительно меньший момент чем требуется, то подбираем еще и редуктор для повышения крутящего момента.

Редукторы серии EW предназначены для применения в приводах различных машин и механизмов, для снижения угловых скоростей ведомого вала с целью повышения крутящих моментов.

Момент: до 153Н*м для EW060

до 540Н*м для EW090

до 918Н*м для EW120

Передаточные отношения: 3 - 100

Редукторы серии EW изготавливаются для применения с шаговыми двигателями следующих серий:

EW060 - для двигателей FL57STH.

EW090 - для двигателей FL86STH80 и FL86STH118.

EW120 - для двигателей FL110STH.

Максимальный допустимый крутящий момент кратковременно, Н*м	Передаточное отношение	EW060	EW090	EW120
	3/9/10/12/21/30	120	420	780
	4/15/16/20/25/40	153	504	918
	7/28/35/70/100	132	498	855
	5/50	141	465	876
Номинальный крутящий момент, Н*м	3/9/10/12/21/30	40	140	260
	4/15/16/20/25/28/40	60	168	306
	7/28/35/70/100	50	166	285
	5/50	55	155	292
Передаточное отношение	1 ступень	3/4/5/7/10
	2 ступень	9/12/15/16/20/21/25/28/30/35/40/49/50/70/100
Максимальная входная скорость, об./мин.	3 ~ 5	3300	2600	2300
	7 ~ 10	4000	2900	2700
	12 ~ 49	4400	3200	3000
	50	4800	3600	3300
	70 ~ 100	5500	4200	3900
Люфт, угл. мин	3 ~ 10	?16	?18	?18
	12 ~ 100	?18	?24	?24
Жёсткость на скручивание, Н*м / угл. мин	3 ~ 100	7	11	27
Допустимая радиальая нагрузка, H	3 ~ 100	840	6000	7500
Допустимая осевая нагрузка, H	3 ~ 100	605	5000	6450
КПД при полной нагрузке, %	3 ~ 10	?97
	12 ~ 100	?94
Наработка на отказ, ч	3 ~ 100	20000
Масса, кг	3 ~ 10	1,3	3,5	6,0
	12 ~ 100	1,6	4,5	7,2
Максимальный уровень шума, дБ	65	64	64
Температурный диапазон эксплуатации, °С	(-15°С ~ +90°С)
Степень защиты	IP64
Смазочный материал	Синтетический смазочный материал - ISO VG220
Момент инерции, кг*см2	Количество ступеней	Передаточное отношение
	1	3	0,31	0,10	5,90
		4	0,30	0,60	5,90
		5	0,29	0,59	4,93
		7	0,28	0,58	4,83
		10	0,27	0,57	4,81
	2	9	0,29	0,56	4,91
		12	0,30	0,58	5,10
		16	0,30	0,60	5,09
		20	0,30	0,60	5,07
		25	0,29	0,59	4,91
		28	0,30	0,59	5,07
		35	0,30	0,58	4,91
		40	0,27	0,56	4,80
		50	0,27	0,56	4,80
		70	0,27	0,56	4,80
		100	0,27	0,56	4,80

5. Теоретическое исследование объекта автоматизации

Рисунок. 8 Схема

Устройство автоматического изменения натяжения гусеничной цепи содержит направляющее колесо 1, кривошип 2, амортизирующее устройство 3, электродвигатели 4 с редукторами 5, блок управления 6, который посредством электрических цепей 7 соединен с сигнальной лампой износа гусеничной цепи 8, датчиками положения органов управления 9, положения педали тормоза 10, скорости гусеничной машины 11, контроля нагрузки на гусеничную цепь 12, количества оборотов выходного вала электродвигателя 13, и кнопкой «натяжение гусеничной цепи» 14.

Работа устройства автоматического изменения натяжения гусеничной цепи осуществляется следующим образом.

При движении по определенному грунту, и при преодолении каких-либо препятствий, возникают определенные усилия действующие на гусеничный движитель, что может привести к ее повышенному или пониженному натяжению. Повышенное натяжение уменьшает ресурс гусеничной цепи, КПД, увеличивает нагрузку на двигатель, в следствии чего увеличивается расход топлива и понижается экологичность гусеничной машины. Понижение натяжения гусеничной цепи может вызвать ее сбрасывание в ходе эксплуатации гусеничной машины.

Для более качественного и точного контроля натяжения гусеничной цепи, предохранения гусеницы от нагрузок, предлагаем применить устройство автоматического изменения натяжения гусеничной цепи.

При возникновении нагрузок на гусеничную цепь, приводящие к ее натяжению,. срабатывает амортизирующее устройство 3, которое воспринимает на себя нагрузку от направляющего колеса 1 через кривошип 2, частично нормализуя натяжение гусеничной цепи. Если же нагрузка на амортизирующее устройство 3 превышает допустимое значение, то срабатывает датчик контроля нагрузки на гусеничную цепь 12, который подает сигнал на блок управления 6, в котором происходит анализ данных со всех датчиков, после чего подается команда к электродвигателям 4 на ослабление натяжения гусеничной цепи. Ослабление натяжения происходит до тех пор, пока натяжение гусеничной цепи не достигнет нормальных значений, о чем блоку управления 6 сообщит датчик контроля нагрузки на гусеничную цепь 12.

При уменьшении натяжения гусеничной цепи, вызванное уменьшение нагрузки или увеличением скорости гусеничной машины, возникает уменьшение работоспособности амортизирующего устройства 3 и возможность сбрасывания гусеницы при различных маневрах гусеничной машины. В этот момент срабатывает датчик контроля нагрузки на гусеничную цепь 12 и подает сигнал на блок управления 6, в котором происходит анализ данных со всех датчиков, после чего подается команда к электродвигателям 4 на увеличение натяжения гусеничной цепи. Увеличение натяжения происходит до тех пор, пока натяжение гусеничной цепи не достигнет нормальных значений, о чем блоку управления 6 сообщит датчик контроля нагрузки на гусеничную цепь 12.

При прямолинейном движении тягача гусеничные цепи максимально ослаблены, в целях получения максимальной скорости, уменьшения нагрузки на двигатель и уменьшения износа гусеничной цепи. При повороте тягача, например направо, срабатывает датчик положения органов управления 9 и подается сигнал на блок управления 6, который в свою очередь проанализировав данные со всех датчиков системы, подает команду на левый электродвигатель 4, после чего происходит необходимое натяжение левой гусеничной цепи в зависимости от скорости тягача и крутизны поворота, что в свою очередь исключает вероятность сбрасывания левой гусеничной цепи.

При торможении тягача срабатывает датчик педали тормоза 10 и подает сигнал на блок управления 6, который в свою очередь проанализировав данные со всех датчиков устройства, подает команду на левый и правый электродвигатель 4, после чего происходит необходимое натяжение левой и правой гусеничной цепи, что в свою очередь исключает вероятность сбрасывания гусеничной цепи.

В ходе использования данного устройства, механик водитель полностью лишается возможности вручную регулировать натяжение гусеничной цепи, так как натяжные механизмы полностью контролируются блоком управления б с помощью электродвигателей 4. Для того чтобы поддерживать нормальное натяжение гусеничной цепи, на панель управления выведена кнопка «натяжение гусеничной цепи» 14. При нажатии механика водителя на кнопку «натяжение гусеничной цепи» 14, к блоку управления 6 подается сигнал, после чего блок управления 6 подает команду правому и левому электродвигателю 4 на натяжение гусеничной цепи. Натяжение гусеничной цепи происходит до тех пор, пока гусеница, не натянется до определенного усилия, которое будет являться предельным. После того как гусеница достигла предельного уровня натяжения, срабатывает амортизирующее устройство 3, представляющее собой упругую пружину. При сжатии данной пружины до определенного значения, срабатывает датчик контроля нагрузки на гусеничную цепь 12, который подает сигнал на блок управления 6 и натяжение гусеничной цепи останавливается. После чего блок управления 6 подает команду электродвигателям 4 на уменьшение натяжения гусеничной цепи, и электродвигатели 4 уменьшают натяжение гусеничной цепи до нормального значения, путем вращения выходного ала электродвигателя 4 в противоположную сторону на определенное количество оборотов, что контролирует датчик контроля количества оборотов выходного вала электродвигателя 13, связанный по средствам электрических цепей 7 с блоком управления 6.

Так же в ходе эксплуатации гусеничного движителя, гусеничная цепь изнашивается и растягивается. При растяжении гусеничной цепи, устройство автоматического изменения натяжения гусеничной цепи теряет свою эффективность, в следствии невозможности натяжения гусеничной цепи до определенных значений. Для того, чтобы сообщить механику-водителю о данной неисправности, на панель управления установлена сигнальная лампа износа гусеничной цепи 8, получающая сигнал от блока управления 6, который определяет данную неисправность с помощью датчика контроля количества оборотов выходного вала электродвигателя 13, путем считывания оборотов выходного вала электродвигателя и определения предельного количества оборотов.

Оснащение механизма натяжения гусеничной цепи амортизирующим устройством 3, блоком управления 6, связанным посредством электрических цепей 7 с электродвигателями 4, лампой износа гусеничной цепи 8, и датчиками положения органов управления 9, педали тормоза 10, скорости гусеничной машины 11, контроля нагрузки на гусеничную цепь 12, количества оборотов выходного вала электродвигателя 13 и кнопкой «натяжение гусеничной цепи», позволяет на основании данных от датчиков автоматически регулировать натяжение гусеничной цепи в зависимости от условий и режимов движения гусеничной машины, производить автоматическое натяжение гусеничной цепи, и постоянно контролировать ее состояние, за счет чего повышается эффективность работы гусеничного движителя и его надежность.

Устройство автоматического изменения натяжения гусеничной цепи содержит направляющее колесо, кривошип, отличающееся тем, что оно дооборудовано амортизирующим устройством, электродвигателем с редукторами, блоком управления, который посредством электрических цепей соединен с сигнальной лампой износа гусеничной цепи, датчиками положения органов управления, положения педали тормоза, скорости гусеничной машины, контроля нагрузки на гусеничную цепь, количества оборотов выходного вала электродвигателя, и кнопкой «натяжение гусеничной цепи».

Влияние тягового усилия и динамического натяжения на работоспособность гусеничного обвода

Тяговое усилие на ВК ( ) увеличивает растягивающее усилие в рабочей ветви ГО и уменьшает - в свободной ветви. Его влияние на растягивающее усилие в свободной ветви выражается зависимостью [51]: 

(3.1)

где - длина свободной ветви, м; - длина рабочей ветви, м

Формула 3.1 получена при допущении об отсутствии провисания ветвей обвода. Однако она имеет высокую точность значений при расчетах, что объясняется тем, что изменение провисания сопровождается изменением длины ветви, а провисание представлено условием ПЖ [51]. Значение жесткости не влияет на перераспределение деформаций между ветвями в распрямленном состоянии - провисанием можно пренебречь в пределах допустимой нелинейности функции [51]. При линейной зависимости погрешность бы отсутствовала полностью [51].

В настоящем исследовании, величина статического натяжения в обводе, создаваемая натяжным устройством, контролируется в свободной ветви обвода.

Поэтому целесообразно в дальнейшем рассматривать для исследования растягивающих усилий именно свободную ветвь обвода.

, как известно из теории гусеничных машин, определяется однозначно в зависимости от режима движения машины: по двигателю (3.2) или по сцеплению с опорной поверхностью (3.3) [39, 51]:

где - крутящий момент на ВК, ; - радиус ВК,



где G - эксплуатационный вес машины, кН; - коэффициент сцепления с опорной поверхностью; - КПД гусеничного движителя КПД гусеничного движителя можно определить по формуле [39]:

где V - скорость движения машины, м/с

Однако в расчетах обычно принимают [49]:

Характеристикой, показывающей расход в зависимости от режима движения, является тяговый баланс машины. Динамическое натяжение гусеницы от центробежных сил ( ) увеличивает растягивающее усилие в рабочей и свободной ветвях ГО уравновешивает центробежные силы, не создает дополнительной нагрузки на узлах ходой системы машины [51], не зависит от формы ГО и характера провисания ветвей - только от скорости движения машины, может быть определено по формуле 1.8 - для жесткого и 3.23 - для упругого ГО.



Предварительное статическое натяжение РАГ

Целью исследования является определение зависимости стрелы провисания свободной ветви РАГ от усилия статического натяжения и проверка ее достоверности сопоставлением расчетных и экспериментальных данных для последующего выбора оптимальной величины статического натяжения.

Динамическое натяжение гусеницы

Осциллограммы колебаний растягивающих усилий в обводе при движении трактора на повышенной передаче в транспортном диапазоне скоростей на различных почвенных фонах представлены на рис. 3.9

Экспериментальные и аппроксимирующие зависимости углов наклона векторов соответствующих усилий от давления в цилиндре натяжного устройства, определяемого датчиком давления, представлены на рис. 3.11

Из рис. 3.12 видно, что ПЖ РАГ практически не влияет на величину при низких скоростях движения машины. Однако при увеличении скоростей расхождение возрастает. Для РАГ тихоходных машин можно пользоваться той зависимостью, что и для звенчатых гусениц без учета вытяжки.

Произведена обработка результатов экспериментальных исследований параметров статического провисания РАГ и ее динамического натяжения от центробежных сил в комплексе с динамической нагруженностью ГО трактора (при его работе в транспортном режиме на различных почвенных фонах) с учетом усилий на штоке цилиндра натяжного устройства, на оси направляющего колеса и потерь в системе электро натяжного устройства- штуцер датчика с последующим сопоставлением соответствующих расчетных и экспериментальных величин.

6. Оценка полученных вариантов решений

Произведена обработка результатов теоретических исследований параметров статического провисания РАГ и ее динамического натяжения от центробежных сил в комплексе с динамической нагруженностью ГО трактора (при его работе в транспортном режиме на различных почвенных фонах) с гидравлическим цилиндром и учетом усилий на штоке цилиндра натяжного устройства, на оси направляющего колеса и потерь в системе электро натяжного устройства- штуцер датчика .

Произведен анализ актуальности установки шагового электродвигателя для регулирования натяжения гусеницы. Исходя из параметров и принципа работы шаговый электродвигатель в связке с редуктором подходит для регулирования натяжения гусеницы для тракторов с тяговым усилием 15 кН. И имеет ряд преимуществ перед натяжителями с гидроцилиндром и механическими.



Заключение

В курсовой работе по автоматизации натяжения гусеницы сельскохозяйственного трактора сделано:

Анализ теоретических исследований натяжения гусеницы и вариантов решения проблемы натяжения гусеницы.

Подобран шаговый электродвигатель для автоматического натяжения гусеницы трактора FL86STH118-4208A.

Подобран редуктор для увеличения максимального крутящего момента шагового электродвигателя типа EW090.

Для управления электродвигателем подобран блок управления модели SMSD-8.0.



Список использованных источников

1. Тракторы: Лабораторный практикум: Учебник для студентов вузов по спец. «Автомобили и тракторы»/.; Под общ. Ред. В. В. Гуськова. -М.: Машиностроение.

2. Тракторы: Конструкция: Учебник для студентов вузов по спец. «Автомобили и тракторы»/.; Под общ. Ред. В. В. Гуськова. -М.: Машиностроение

3. Расчет и конструирование гусеничных машин: Учебник для студентов высших учебных заведений. Носов Н.А. Галышев В.Д. М.: Машиностроение.

4. Конструкция быстроходных гусеничных машин - М.: Стрелков А.Г., МГТУ «МАМИ», 2005, 300

5. Шаговые двигатели; http://electroprivod.ru/st_motor.htm Время обращения - 25.12.2017.

6. Платонов В.Ф., «Динамика и надежность гусеничного движителя М.:Машиностроение,1981.-279 с..

7. Шарипов В.М., Дмитриева Л.А. Проектирование ходовых систем тракторов: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение» М: МГТУ «МАМИ», 2006. - 82 с

Размещено на Allbest.ru

...