Выбор количества и расположения поддерживающих катков гусеничного трактора на основании анализа колебаний верхней ветви резиноармированной гусеницы

Получена аналитическая зависимость для определения амплитуды колебаний резиноармированной гусеницы в пролете свободной ветви обвода трактора между поддерживающими катками. Исследован процесс колебаний указанного типа гусеницы в середине пролета свободной ветви при работе гусеничных тракторов марки «Беларус» в тяговом и транспортном режимах с учетом скорости движения. Показано, что в качестве определяющего критерия по выбору параметров пролетов свободной ветви обвода необходимо принимать резонансные режимы поперечных колебаний резиноармированной гусеницы на эксплуатационных диапазонах работы трактора. Рассчитаны максимальные значения амплитуд колебаний такой гусеницы в пролете свободной ветви обвода между поддерживающими катками для семейства гусеничных тракторов «Беларус» при различных режимах работы. Проведен частотный анализ колебаний и установлено, что на гусеничных сельскохозяйственных тракторах с резиноармированными гусеницами возможен режим возникновения резонансных колебаний в пролете свободной ветви обвода между поддерживающими катками. Получена аналитическая зависимость для определения предельного расстояния между поддерживающими катками обвода гусеничного трактора с резиноармированной гусеницей, упругой и заблокированной подвесками по критерию вывода резонансного режима колебаний гусеницы в пролете свободной ветви за эксплуатационный диапазон работы трактора. Рассчитаны значения предельных расстояний между поддерживающими катками для тракторов «Беларус» 1802, 2102 и 2103 при различных режимах работы подвески. Определено необходимое количество поддерживающих катков и даны рекомендации по месту их установки. Результаты настоящих исследований могут быть использованы при создании и эксплуатации тракторов с резиноармированными гусеницами.

1. Коробкин, В. А. Гусеничный трактор общего назначения «Беларус 1802» / В. А. Коробкин // Междунар. аграр. журн. – 2001. – № 9. – С. 46–48.

2. Performance of an agricultural tractor fitted with rubber tracks / G. Molari [et al.] // Biosystems Engineering. – 2012. – Vol. 111, N 1 – P. 57–63. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2011.10.008

3. Rasool, S. Improving the tractive performance of walking tractors using rubber tracks / S. Rasool, H. Raheman // Biosystems Engineering. – 2018. – Vol. 167. – P. 51–62. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2017.12.013

4. A Simple Rubber Crawler Model for Studying Fluctuation in Crawler Tension / T. Fukushima [et al.] // Engineering in Agriculture, Environment and Food (EAEF). – 2018. – Vol. 14, № 3. – P. 122–126. https://doi.org/10.1016/j.eaef.2018.02.008

5. Платонов, В. Ф. Гусеничные и колесные транспортно-тяговые машины / В. Ф. Платонов, Г. Р. Леиашвили. – М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.

6. Жданович, Ч. И. Выбор предварительного натяжения резиноармированной гусеницы сельскохозяйственного трактора с упругой подвеской / Ч. И. Жданович, В. Н. Плищ // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. аграр. навук. – 2022. – Т. 60, № 2. – С. 243–256. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2022-60-2-243-256

7. Васильев, А. В. Влияние конструктивных параметров гусеничного трактора на его тягово-сцепные свойства / А. В. Васильев, Е. Н. Докучаева, О. Л. Уткин-Любовцов. – М.: Машиностроение, 1969. – 192 с.

8. Ксеневич, И. П. Ходовая система – почва – урожай / И. П. Ксеневич, В. А. Скотников, М. И. Ляско; под общ. ред. И. П. Ксеневича. – М.: Агропромиздат, 1985. – 304 с.

9. Анилович, В. Я. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов: справ. пособие / В. Я. Анилович, Ю. Т. Водолажченко; под ред. проф. Б. П. Кашубы. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1976. – 456 с.

10. Трактор ДТ-175С / В. П. Шевчук [и др.]; под общ. ред. Я. Ф. Ракина. – М.: Агропромиздат, 1988. – 335 с.

11. Платонов, В. Ф. Динамика и надежность гусеничного движителя / В. Ф. Платонов. – М.: Машиностроение, 1973. – 232 с.

12. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко, Д. Х. Янг, У. Уивер. – М.: Машиностроение, 1985. – 472 с.

13. Ольшанский, В. П. О параметрических колебаниях участков гусеничного обвода / В. П. Ольшанский, Н. В. Кохановский // Теория механизмов и машин: Респ. межвед. науч.-техн. сб. – Харьков: Вища школа, 1978. – Вып. 24. – С. 40–46.

14. Светлицкий, В. А. Передачи с гибкой связью: теория и расчет / В. А. Светлицкий. – М.: Машиностроение, 1967. – 155 с.

15. Епифанов, В. В. Влияние вида возмущения и скорости продольного движения гибкой связи на формы ее колебаний / В. В. Епифанов, Н. В. Кохановский // Теория механизмов и машин: Респ. междуведомств. науч.-техн. сб. – Харьков: Вища школа, 1987. – Вып. 42. – С. 95–97.

16. Держанский, В. Б. Подавление параметрических колебаний элементов ходовой части гусеничной машины / В. Б. Держанский, И. А. Тараторкин, А. И. Тараторкин // Вестн. Самар. гос. аэрокосм. ун-та. Аэрокосм. техника, технологии и машиностроение. – 2012. – № 3 (34). – С. 151–156.

17. Школа С. В. Рукавишникова. Развитие теории систем местность–машина и опыт создания на ее основе гусеничных снегоболотоходных машин / В. А. Антонец [и др.]. – Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева, 2017. – 298 с.

18. Держанский, В. Б. Влияние волновых процессов в движителе быстроходной гусеничной машины на устойчивость прямолинейного движения / В. Б. Держанский, И. А. Тараторкин // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. / Объед. ин-т машиностр. НАН Беларуси. – Минск, 2012. – Вып. 1. – С. 81–85.

19. Аврамов, В. П. Исследование вибраций верхней ветви гусеничного обвода / В. П. Аврамов, В. В. Епифанов, Н. В. Кохановский // Теория механизмов и машин: Респ. междуведомств. науч.-техн. сб. – Харьков: Вища школа, 1988. – Вып. 44. – С. 93–97.

20. Факторы снижения виброактивности верхней ветви гусеничного обвода быстроходных транспортных машин / Н. В. Кохановский [и др.] // Вестн. Нац. техн. ун-та «ХПИ»: сб. науч. тр.: темат. вып. – Харьков, 2005. – Вып. 37: Транспортное машиностроение. – С. 105–112.

21. Кохановский, Н. В. Экспериментальное определение резонансных режимов параметрических колебаний участков гусеничного обвода с резинометаллическими шарнирами / Н. В. Кохановский // Вестн. Харьк. политехн. ин-та. – Харьков: Вища школа, 1981. – № 178, вып. 4: Конструирование и исследование тракторов. – С. 72–76.

22. Леонов, С. И. Поперечные колебания верхней ветви обвода гусеничного движителя с передним расположением звездочки / С. И. Леонов // Изв. вузов. Машиностроение. – 1958. – № 9. – С. 10–20.

23. Кохановский, Н. В. Частотное уравнение поперечных колебаний движущейся гусеничной ветви с резинометаллическими шарнирами / Н. В. Кохановский, С. В. Павленко, А. Г. Янчик // Вестн. Нац. техн. ун-та «ХПИ»: сб. науч. тр.: темат. вып. – Харьков, 2005. – Вып. 53: Машиноведение и САПР. – С. 87–92.

24. Тараторкин, А. И. Исследование параметрических резонансных колебаний в ходовой части гусеничной машины / А. И. Тараторкин // Вестн. Южно-Урал. гос. ун-та. Сер. «Машиностроение». – 2022. – Т. 22, № 1. – С. 83–93.

25. Савочкин, В. А. Статистическая динамика транспортных и тяговых гусеничных машин / В. А. Савочкин, А. А. Дмитриев. – М.: Машиностроение, 1993. – 320 с.

26. Силаев, А. А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин / А. А. Силаев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 192 с.

27. Барский, И. Б. Динамика трактора / И. Б. Барский, В. Я. Анилович, Г. М. Кутьков. – М.: Машиностроение, 1973. – 280 с.

28. Дмитриев, А. А. Теория и расчет нелинейных систем подрессоривания гусеничных машин / А. А. Дмитриев, В. А. Чобиток, А. В. Тельминов. – М.: Машиностроение, 1976. – 207 с.

29. Романюк, Н. Н. Снижение уплотняющего воздействия на почву мобильных энергосредств / Н. Н. Романюк. – Минск: БГАТУ, 2020. – 200 с.

30. Кошляков, Н. С. Уравнения в частных производных математической физики: учеб. пособие / Н. С. Кошляков, Э. Б. Глинер, М. М. Смирнов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1970. – 710 с.

31. Волков, Ю. П. Ходовая часть транспортных гусеничных машин: учеб. пособие: в 2 ч. / Ю. П. Волков, В. Е. Ролле, А. Д. Самойлов. – СПб.: С.-Петерб. гос. техн. ун-т, 1997. – Ч. 2: Система подрессоривания. – 142 с.

32. Кравченко, В. И. Уплотнение почв машинами / В. И. Кравченко. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 96 с.

33. Системы подрессоривания современных тракторов: конструкция, теория и расчет / Д. А. Попов [и др.]. – М.: Машиностроение, 1974. – 176 с.

34. Субботин, В. И. Выбор участков неровных дорог и искусственных препятствий для испытаний тракторов на плавность хода / В. И. Субботин // Вопросы исследования колебаний сельскохозяйственных тракторов: сб. науч. тр. / НАТИ. – М., 1966. – Вып. 183. – С. 107–138.

35. Журавков, М. А. Механика сплошных сред. Теория упругости и пластичности: учеб. пособие / М. А. Журавков, Э. И. Старовойтов. – Минск: БГУ, 2011. – 543 с.

36. Кутьков, Г. М. Тяговая динамика тракторов / Г. М. Кутьков. – М.: Машиностроение, 1980. – 215 с.

37. Плищ, В. Н. Исследование колебаний свободной ветви гусеничного движителя трактора / В. Н. Плищ // Автомобиле- и тракторостроение: материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 14–18 мая 2018 г.: в 2 т. / Белорус. нац. техн. ун-т; редкол.: Д. В. Капский (отв. ред.) [и др.]. – Минск, 2018. – Т. 1. – С. 180–183.

38. Теория и конструкция танка: в 10 т. / редкол.: П. П. Исаков (гл. ред.) [и др.]. – М.: Машиностроение, 1982–1990. – Т. 6: Вопросы проектирования ходовой части военных гусеничных машин / Б. А. Абрамов [и др.]. – 1985. – 244 с.

39. Жданович, Ч. И. Определение усилий в ветвях обвода трактора с резиноармированной гусеницей и упругой подвеской / Ч. И. Жданович, В. Н. Плищ // Агропанорама. – 2021. – № 6. – С. 2–7.

40. Романюк, Ф. А. Теория и практика инженерного эксперимента / Ф. А. Романюк, Б. А. Каледин. – Минск: БНТУ, 2007. – 352 с.

41. ВТ-100 – новое семейство волгоградских тракторов / И. А. Долгов [и др.] // Тракторы и с.-х. машины. – 1999. – № 7. – С. 2–5.

42. Шарипов, В. М. Конструирование и расчет тракторов / В. М. Шарипов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2009. – 752 с.

43. Волков, Ю. П. Ходовая часть транспортных гусеничных машин: учеб. пособие: в 2 ч. / Ю. П. Волков, В. Е. Ролле, А. Д. Самойлов. – СПб.: С.-Петерб. гос. техн. ун-т, 1995. – Ч. 1: Гусеничный движитель. – 115 с.

44. Ходовые системы тракторов: устройство, эксплуатация, ремонт: справочник / В. М. Забродский [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1986. – 271 с.