Поліпшення агрегатованості і маневреності тракторних самохідних шасі використанням переднього поворотного мосту

Abstract

Універсальні тракторні самохідні шасі призначені для виконання великої кількості технологічних операцій з використанням різноманітних навісних машин та знарядь. Процес навішування технологічних знарядь супроводжується маневруванням самохідного шасі, тому підвищення маневреності останнього спряє зменшенню часу на переобладнання та підвищенню продуктивності технологічного процесу. Використання переднього поворотного мосту замість передніх поворотних коліс дозволяє як поліпшити агрегатування тракторних самохідних шасі, так і покращити їхню маневреність. Дослідженню агрегатування універсальних тракторних самохідних шасі присвячено велику кількість наукових досліджень та патентних пропозицій. Достатня кількість технічних рішень виконана з використанням переднього мосту при його повороті. При цьому зберігається традиційне рульове керування з використанням передніх поворотних коліс. Конструкція універсального тракторного самохідного шасі дозволяє виконати увесь передній міст поворотним, завдяки чому підвищується також керованість і маневреність цих машин. Маневреність колісних машин, як відомо, є комплексною (складною) властивістю, дослідженню якої присвячено велику кількість наукових робіт. Для спрощення математичної моделі в опису багатьох з них використовувався поворотний міст, однак дослідженню динаміки повороту переднього мосту, що підвішений через балансир, уваги не приділено. Також не розглянуті можливості створення стабілізуючих моментів на передньому поворотному мосту, що дуже важливо для забезпечення стійкості руху, як самого мосту, так і колісної машини в цілому. Таким чином, виконання переднього мосту, який при цьому підвішений через балансир, дозволяє не тільки поліпшити процес встановлення технологічних знарядь, а й поліпшити властивості маневреності за рахунок підвищення керованості машини, та її стійкості руху. Це дозволяє також зменшити опір повороту мосту за рахунок зведення до нуля похибки кутів повороту лівого та правого коліс (за відсутності рульової трапеції), що особливо важливо при змінній колії передніх коліс в процесі експлуатації. Дисертаційну роботу було виконано у межах індивідуального плану роботи аспіранта в рамках досліджень, які здійснено у Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті та Харківському національному університеті Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба відповідно до договору № 277/01 від 15.10.2020 р. про співробітництво. Основні результати дисертації були реалізовані в ході виконання держбюджетних науково-дослідних робіт: «Розробка енергоефективного машинного комплексу для транспортного забезпечення Збройних Сил та Національної гвардії України» (держ. реєстр. №0121U109610), що виконано у відповідності до плану держбюджетних НДР МОН України та НДР за держзамовленням «Розроблення дослідного зразка енергоефективного колісного малогабаритного транспортного засобу подвійного використання» (держ. реєстр. №0122U200935), договір № ДЗ/141-2022 від 25 жовтня 2022 року. Мета дослідження – забезпечення продуктивності і безпеки руху універсальних тракторних самохідних шасі шляхом поліпшення агрегатування і маневреності за рахунок використання переднього поворотного мосту. Для досягнення мети, що поставлено, необхідно вирішити наступні завдання: - провести теоретичне дослідження маневреності тракторного самохідного шасі з переднім поворотним мостом; - провести теоретичні дослідження стабілізуючих моментів на передньому поворотному мосту; - провести експериментальні дослідження динаміки руху тракторного самохідного шасі у повороті. Наукова новизна одержаних результатів полягає в створенні науковометодичної бази для проектування перспективних універсальних тракторних самохідних шасі з переднім поворотним мостом який підвішений через балансир. При цьому в дисертаційній роботі отримано вперше: - визначено взаємозв’язок між геометричними параметрами рульового приводу і кутом повороту мосту що повертається; - визначено раціональний початковий кут встановлення поворотного важеля, що дало змогу підвищити КК1 рульового приводу. Отримала подальший розвиток теорія стійкості руху направляючих коліс у напрямку визначення діючих і створення нових стабілізуючих моментів на передньому поворотному мосту, який підвішений через балансир. Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці нових способів навішування знарядь у міжосьову зону самохідного шасі з використанням технологічних рам, що складаються та переднього поворотного мосту. Методики розрахунку раціональних параметрів рульового приводу переднього поворотного мосту дозволяють підвищити керованість універсального тракторного самохідного шасі. Отримані наукові результати використовуються на Харківському тракторному заводі при створенні перспективних зразків колісних тракторів класів 0,6-1,4; в Інституті механіки та автоматики агропромислового виробництва Національної академії аграрних наук України (смт. Глеваха) при вдосконаленні конструкції колісних тракторів і проведенні їх випробувань; в Українському науково-дослідному інституті прогнозування та випробування техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва ім. Л. Погорілого та в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті в навчальному процесі при підготовці здобувачів першого, другого та третього рівнів вищої освіти.