WYBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA PNEUMATYCZNEGO CIĄGNIKA ROLNICZEGO. Bronisław Kolator

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "WYBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA PNEUMATYCZNEGO CIĄGNIKA ROLNICZEGO. Bronisław Kolator"

Zbigniew Urban
8 lat temu
Przeglądów:

1 MOTROL, 26, 8, WBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA PNEUMATCZNEGO CIĄGNIKA ROLNICZEGO Bonisław Kolato Kateda Eksploatacji Pojadów i Masyn, Uniwesytet Wamińsko-Mauski w Olstynie Stescenie. Celem pacy było peanaliowanie jawiska achodącego w casie pomieniowego wetykalnego obciąŝania napędowego koła pneumatycnego ciągnika olnicego. Pepowadono analię istniejących modeli odkstałceń pomieniowych koła ogumionego. Wykonano badania ekspeymentalne i weyfikowano pyjęty model napędowego koła pneumatycnego. Słowa klucowe: koło pneumatycne, modelowanie, podatność pomieniowa, ciągnik olnicy WSTĘP Podcas pacy agegatu masynowego koła napędowe ciągnika są poddawane diałaniom miennych sił i momentów obotowych. Analia tych jawisk jest niebędna do okeślenia właściwości takcyjnych ciągnika. DuŜe nacenie ma właściwy opis sił i towaysących im odkstałceń kół napędowych ciągnika olnicego, poniewaŝ ma to wpływ międy innymi na wielkość pomienia dynamicnego, któego watość jest niebędna międy innymi do okeślenia pędkości teoetycnej agegatu, a takŝe do wynacenia sił napędowych na kołach ciągnika. MODELE KOŁA PNEUMATCZNEGO W celu wywołania odkstałcenia opony, naleŝy nie tylko pokonać jej opó spęŝysty, ale takŝe siły tacia wewnętnego. Odkstałcenia obęcy, tacy i piast są pomijalnie małe, a więc moŝna pyjąć, Ŝe odkstałcenie koła pneumatycnego jest ównowaŝne odkstałceniu samej opony. W aleŝności od pebiegu mian obciąŝenia siła tacia wewnętnego moŝe pyjmować dodatni lub ujemny wot. Wielkość odkstałceń opon aleŝy od ich właściwości konstukcyjnych, mateiałów uŝytych do ich budowy i pebiegu pocesu uŝytkowania. Odkstałcenia są odwacalne i towaysy im oposenie enegii. Staty enegetycne są wywołane międycąsteckowym taciem w gumie (ich wajemnym pemiescaniem się) i taciem poscególnych cęści składowych opony, scególnie osnowy.

Pepowadono analię istniejących modeli odkstałceń pomieniowych koła ogumionego. Wykonano badania ekspeymentalne i weyfikowano pyjęty model napędowego koła pneumatycnego.

2 WBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA SpęŜysty (stała stywność) 2. SpęŜysty (mienna stywność) k k- s k s ( t) ( t) = k p k p k p k k- k s (t) - (t) = k - p k - p k - p s k = const. k p k const. k - p 3. SpęŜysto-tłumiący (stała stywność i tłumienie) 4. SpęŜysto-tłumiący (mienna stywność i tłumienie) k k- s c s k p (t) + k s (t) (t) = k p k p k p k p k = const., c = const. k p k p k k- s c s k p ( t ) + k s ( t ) ( t ) k k p k p k p p k k p const., c const. k p Rys 1. Schematy modeli podatności pomieniowej koła pneumatycnego; s (t) odkstałcenie pomieniowe, (t) obciąŝenie pomieniowe, k- (t) pionowa składowa eakcji podłoŝa diałająca na koło, stywność pomieniowa, tłumienie pomieniowe, pomień dynamicny koła, pomień swobodny koła ig. 1. Model dafts of adial fleibility of a pneumatic wheel: s (t) adial defomation, (t) adial loading, k- (t) vetical element of the gound s eaction to the wheel, adial igidity, adial suppession, dynamic adius of a wheel, fee adius of a wheel

k p k p k k- s c s k p ( t ) + k s ( t ) ( t ) k k p k p k p p k k p const., c const. k p Rys 1.

3 12 Bonisław Kolato Chaakte mian obciąŝeń i odkstałceń moŝna opisać a pomocą więów podatnych [Jawoski 1987]. Uposcone modele koła pneumatycnego oa wiąki międy obciąŝeniem i odkstałceniem pedstawiono na ys. 1 [Mitschke 1977, Bokowski i in. 1996, Kolato i Scyglak 24]. BADANIA EKSPERMENTALNE I ICH WNIKI Zasadnicym celem badań ekspeymentalnych było wynacenie odkstałceń pomieniowych wywołanych miennym wetykalnym obciąŝeniem tylnych kół napędowych ciągnika, współpacujących e stywnym płaskim podłoŝem. Badania wykonano na mobilnym stanowisku badawcym wyposaŝonym w odpowiednie petwoniki mieonych wielkości i apaatuę ejestującą. Mobilne stanowisko badawce to agegat masynowy, składający się ciągnika M235 wa awiesonym naędiem olnicym. Na tylnych kołach napędowych ciągnika były amontowane opony (onacone fabycnie) PR A6 AN-13 Stomil Olstyn, o ciśnieniu wewnętnym,1 MPa (nośność maksymalna 1,9 kn py ciśnieniu,18 MPa). Na ysunku 2 pedstawiono schemat ciągnika układem pomiaowym do badań podatności pomieniowej kół współpacujących e stywnym płaskim podłoŝem. Rys. 2. Schemat ciągnika układem do pomiau podatności pomieniowej kół współpacujących e stywnym płaskim podłoŝem: a) widok tyłu, b) widok podu, c) widok boku ig. 2. Daft of a tacto with a system fo the measuement of adial fleibility of wheels coopeating with igid, flat gound: a) ea view, b) font view, c) side view

BADANIA EKSPERMENTALNE I ICH WNIKI Zasadnicym celem badań ekspeymentalnych było wynacenie odkstałceń pomieniowych wywołanych miennym wetykalnym obciąŝeniem tylnych kół napędowych ciągnika,

4 WBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA W piewsym etapie badań ekspeymentalnych okeślono stywność statycną napędowego koła. Stywność statycna jest stosunkiem siły wetykalnej do pemiescenia osi koła (odległość od osi koła do podłoŝa definiowano jako pomień koła ) podcas quasi-statycnego obciąŝenia nieuchomego koła ogumionego. Pykładowe mieone i aejestowane wielkości pedstawiono na ys. 3. Uyskane wielkości pomiaowe petansponowano do postaci aleŝności odkstałcenia pomieniowego koła od obciąŝenia wetykalnego, a następnie po apoksymacji otymano funkcję mian pomienia koła w aleŝności od obciąŝenia, któą (w postaci algebaicnej i wykeślnej) pedstawiono na ysunku 4 (odpowiednio do miany obciąŝenia). Na podstawie analiy uyskanych wyników okeślono śednią stywność statycną badanego pneumatycnego koła, któa podcas więksania obciąŝenia wynosi 18,7 dan/mm, a py mniejsaniu obciąŝenia 19,5 dan/mm. Q [N] [mm] Q t [s] Rys. 3. Pykładowe pebiegi w casie mian wetykalnego obciąŝenia Q napędowego koła i jego pomienia ig. 3. Sample changeability uns fo the vetical loading Q of the diving wheel and its adius W dugim etapie badań ekspeymentalnych, podcas jady agegatu po poiomym nieodkstałcalnym podłoŝu, wymusano mianę wetykalnego obciąŝenia kół napędowych pope mianę połoŝenia naędia (awiesonego na typunktowym układie) wględem ciągnika. Podcas pejadów ekspeymentalnych agegatem mieono sygnały następujących wielkości: odkstałcenia pomieniowego koła s, obciąŝenia pomieniowego koła, pędkość jady v. Wielkości te ejestowano (cęstotliwość póbkowania 5 H) wykoystując petwoniki A/C Spide 8 fimy HBM, współpacujące penośnym komputeem Toughbook Panasonic Cf-28. Uyskane pebiegi casowe obciąŝenia i odkstałcenia pomieniowego koła poddano filtacji cęstotliwościowej py pomocy pogamu Matlab. Pykładowe pebiegi aejestowanych sygnałów (obciąŝenia i odkstałcenia pomieniowego) w takcie badań ekspeymentalnych ped i po ich filtacji pedstawiono na ys. 5.

ogumionego. Pykładowe mieone i aejestowane wielkości pedstawiono na ys. 3.

5 122 Bonisław Kolato d, o [mm] Wielom. (d) Wielom. (o) d = 6E-8Q 2 -,56Q + 623,9 R 2 =, o = 6E-7Q 2 -,91Q + 622,49 R 2 =, Q [N] Rys. 4. Apoksymowana aleŝność od wetykalnego obciąŝenia Q napędowego koła pneumatycnego na jego pomień (podcas: d więksania obciąŝenia, o mniejsania obciąŝenia) ig. 4. Appoimate dependency on the vetical loading Q of the pneumatic diving wheel in elation to its adius (duing: d loading incease, o loading decease) ObciąŜenie pomieniowe kp [N] ObciąŜenie Odkstałcenie 1 Cas t [s] 2 Pebieg mieony - obciąŝenie Pebieg filtowany - obciąŝenie Pebieg mieony - odkstałcenie Pebieg filtowany - odkstałcenie Odkstałcenie pomieniowe s [mm] Rys. 5. Pebiegi casowe obciąŝenia pomieniowego i odkstałcenia pomieniowego s napędowego koła ogumionego podcas jady agegatu ped i po filtacji ig. 5. Time uns fo the adial loading and adial defomation s of a ubbe diving wheel duing an aggegate s dive befoe and afte filtation

Apoksymowana aleŝność od wetykalnego obciąŝenia Q napędowego koła pneumatycnego na jego pomień (podcas: d więksania obciąŝenia, o mniejsania obciąŝenia) ig. 4.

6 WBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA Odkstałcenie pomieniowe koła s [mm] badania ekspeymentalne Cas t [s] model n 4 Rys. 6. Pebieg w casie odkstałcenia pomieniowego koła napędowego ciągnika ig. 6. A un duing adial defomation of a tacto s diving wheel Na podstawie wyników badań ekspeymentalnych wynacono dla napędowego koła tylnego wskaźniki stywności w aleŝności od odkstałcenia pomieniowego i tłumienia (pedstawione poniŝej): = -,2326 s 2 + 2,23254 s + 113,7687, N/mm =,2373, Ns/mm Następnie weyfikowano pedstawione modele wynikami badań. Poównanie odkstałcenia pomieniowego koła uyskanego badań i modelu n 4 spęŝystotłumiącego (najbadiej odpowiadającemu ekspeymentowi) pedstawiono na ys. 6. PODSUMOWANIE Na podstawie badań ekspeymentalnych i wykoystując opacowane metody wynacono mienność współcynników spęŝystości i tłumienia. Okeślono na tej podstawie aleŝności międy siłą wymusającą a ugięciem pomieniowym koła ogumionego. Poównując wyniki obliceń danymi uyskanymi podcas badań ekspeymentalnych stwiedono, Ŝe najmniejse óŝnice międy pebiegami casowymi występują w pypadku modelu więami spęŝysto-tłumiącymi o miennej chaakteystyce spęŝystości i tłumienia.

i tłumienia (pedstawione poniŝej): = -,2326 s 2 + 2,23254 s + 113,7687, N/mm =,2373, Ns/mm Następnie weyfikowano pedstawione modele wynikami badań.

7 124 Bonisław Kolato LITERATURA Bokowski W., Konopka S., Pochowski L. 1996: Dynamika masyn obocych. Wydawnictwo Naukowo-Technicne. Wasawa. Jawoski J. 1987: Ogumienie pojadów samochodowych budowa i eksploatacja. Wydawnictwo Komunikacji i Łącności. Wasawa. Kolato B., Scyglak P. 24: Modelowanie podatności pomieniowej koła pneumatycnego. Tanspot 2 (2), Politechnika Radomska, Mitschke M. 1977: Dynamika samochodu. Wyd. Komunikacji i Łącności. Wasawa. THE SELECTED DEORMATION ASPECTS O A PNEUMATIC DRIVING WHEEL O A TRACTOR Summay. The aim of the wok was to analyse the phenomena duing adial vetical loading of a pneumatic diving wheel of a tacto. The analysis of eisting models of pneumatic wheels adial defomation was conducted. Epeimental eseaches wee conducted and the model of diving pneumatic wheel was accepted and veified. Keywods: pneumatic wheel, modelling, adial fleibility, tacto Recenent: pof. d hab. Ceay Bocheński

Tanspot 2 (2), Politechnika Radomska, 257 26. Mitschke M. 1977: Dynamika samochodu. Wyd. Komunikacji i Łącności. Wasawa. THE SELECTED DEORMATION ASPECTS O A PNEUMATIC DRIVING WHEEL O A TRACTOR Summay.

Podobne dokumenty

ANALIZA ROZDZIAŁU SIŁ HAMOWANIA POJAZDU HYBRYDOWEGO Z NAPĘDEM NA KOŁA TYLNE W ASPEKCIE REKUPERACJI ENERGII

Zesyty Problemowe Masyny Elektrycne Nr 9/211 15 Marcin Fice, Rafał Setlak Politechnika Śląska, Gliwice ANALIZA ROZDZIAŁU SIŁ HAMOWANIA POJAZDU HYBRYDOWEGO Z NAPĘDEM NA KOŁA TYLNE W ASPEKCIE REKUPERACJI