Khảo sát động lực học quay vòng máy kéo xích B-2010
MỤC LỤC
Tình hình phát triển máy kéo ở Việt Nam
Nguyờn nhõn chớnh là do chỳng ta chưa cú những hệ thống về mỏy múc hiện ủại ủỏp ứng ủược yờu cầu chế tạo cỏc loại mỏy cú kết cấu phức tạp, ủũi hỏi ủộ chớnh xỏc cao ủặc biệt là ngành cụng nghiệp luyện kim còn quá kém, chưa có công nghệ hợp lý hoặc tiên tiến và những kinh nghiệm thiết kế… Có thể nói sự phát triển của ngành chế tạo máy kộo ở nước ta vẫn ủang ở thời kỳ nghiờn cứu thăm dũ. Phần lớn trong số ủú là cỏc mỏy nhập từ Trung Quốc, Nhật Bản, Thỏi Lan,… Thực trạng vấn ủề này do nhiều nguyờn nhõn gõy ra, một phần do kớch thước ủồng ruộng ở cỏc vựng khụng giống nhau ủặc biệt ở Miền Bắc diện tớch thửa ruộng quỏ nhỏ, vốn ủầu tư từ nông hộ thì hạn chế ngay cả nhóm, cá nhân chuyên kinh doanh các máy nụng nghiệp ủi làm thuờ vẫn cũn khú khăn về vốn.
Bộ phận di ủộng xớch và cỏc khỏi niệm cơ bản
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……… 33 Từ cỏc phương trỡnh biểu diễn vận tốc tương ủối và vận tốc theo thấy rằng, sau một khoảng thời gian một ủiểm nằm ở vị trớ 0 sẽ dịch chuyển theo cung ủến vị trớ 1, ủiểm này sẽ dịch chuyển theo thõn mỏy ủến vị trớ 1’, rừ ràng chiều dài cung 01 bằng chiều dài 11’, tương tự như vậy từ ủiểm 2 bất kỳ ta lấy theo chiều nằm ngang một ủoạn cú chiều dài 22’=01+12, ta nhận ủược ủiểm 2’, là quỹ ủạo chuyển ủộng của ủiểm 2, tương tự như vậy cho ủiểm 3. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……… 34 Nếu cú trượt quay thỡ quỹ ủạo của cỏc ủiểm trờn dải xớch cú thể cú sự thay ủổi như trờn hỡnh 2.3b, cỏc ủiểm tiếp xỳc với mặt ủất bị dịch chuyển về phớa sau theo chiều tiến chớnh vỡ vậy nú làm cho thay ủổi quỹ ủạo cycloid của cỏc ủiểm nằm trờn cung của bỏnh ủố xớch và trờn bỏnh chủ ủộng làm hành trỡnh của cung cycloid giảm xuống.
Cấu tạo và làm việc cơ cấu quay vòng máy kéo xích B-2010
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……… 58 quay vũng lớn nhất Rmax sau khi bỏnh răng 14 ủược tỏch ra khỏi bỏnh răng 13 qua khớp bán nguyệt nếu người lái muốn quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ hơn nữa thì người lái tiếp tục kéo tay cần bên trái xuống nữa lúc này qua cơ cấu khớp bán nguyệt bánh răng 14 tiếp tục dịch chuyển sang tác ủộng vào phanh ma sỏt, làm ộp cỏc ủĩa ma sỏt bị ủộng vào cỏc ủĩa ma sỏt chủ ủộng tạo nờn mụ men phanh bỏnh răng 14 mụ men phanh này truyền tới bánh sao bên trái, tùy thuộc vào trị số của mô men phanh mà bánh sao bên trái quay chậm hay dừng hẳn lại. Sau khi ủó gài số thỡ ta kộo tay cần bờn phải khi ủú cỏc vấu của bỏnh răng 14 ủược tỏch khỏi cỏc vấu của bỏnh răng 13 qua cơ cấu khớp bỏn nguyệt lỳc này bỏnh răng 14 khụng nhận ủược mụ men truyền từ ủộng cơ qua bánh răng 13 truyền tới nữa, tuy nhiên do quán tính của máy kéo bánh răng 14 vẫn tiếp tục quay, lúc này máy kéo xích quay vòng với bán kính quay vũng lớn nhất Rmax sau khi bỏnh răng 14 ủược tỏch ra khỏi bỏnh răng 13 qua khớp bán nguyệt nếu người lái muốn quay vòng với bán kính quay vòng nhỏ hơn nữa thì người lái tiếp tục kéo tay cần bên phải xuống nữa lúc này qua cơ cấu khớp bán nguyệt bánh răng 14 tiếp tục dịch chuyển tác ủộng vào phanh ma sỏt, làm ộp cỏc ủĩa ma sỏt bị ủộng vào cỏc ủĩa ma sỏt chủ ủộng tạo nờn mụ men phanh bỏnh răng 14 mụ men phanh này truyền tới bánh sao bên phải, tùy thuộc vào trị số của mô men phanh mà bánh sao bên phải quay chậm hay dừng hẳn lại.
Mụ hỡnh ủộng lực học quay vũng của mỏy kộo xớch B-2010
Giả thiết khi khảo sỏt ủộng lực học quay vũng của mỏy kộo xớch B 2010
- Khi quay vũng thường tiến hành quay vũng ở tốc ủộ thấp và coi như quay vũng là quay vũng ổn ủịnh, khụng cú gia tốc tịnh tiến và gia tốc gúc vỡ vậy áp dụng các phương trình vi phân trên mục 2.3 của Giáo sư J. - Do ủặc ủiểm cấu tạo bộ phận quay vũng của mỏy kộo xớch B-2010 là cơ cấu quay vũng kiểu ly hợp vấu, vỡ vậy khi quay vũng lực chủ ủộng ở nhánh xích chạy chậm là bằng không, do khi quay vòng người lái ngắt ly hợp vấu, moment chủ ủộng từ ủộng cơ khụng truyền ủến bỏnh sao chủ ủộng của nhỏnh xớch chạy chậm nữa, ở nhỏnh xớch chạy nhanh, lực chủ ủộng và moment chủ ủộng cõn bằng với lực cản lăn và lực cản do moment cản quay của máy kéo tạo nên.
Xõy dựng chương trỡnh giải bài toỏn ủộng lực học quay vũng mỏy kéo xích
Xây dựng chương trình tính
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……… 63 ðể giải hệ phương trỡnh vi phõn chuyển ủộng (3.1), (3.2), trong ủồ ỏn này sử dụng phương phỏp giải gần ủỳng Runge-Kutta4 với sự trợ giỳp của mỏy vi tính. Do vậy chỳng tụi ủó lập trỡnh trong matlab 7.6 và sử dụng mụủun ODE45 ủể giải hệ phương trỡnh vi phõn (3-5), sau ủú dựng ủể khảo sỏt sự ảnh hưởng của một số thụng số kết cấu và ủiều kiện sử dụng ủến cỏc chỉ tiờu ủỏnh giá chất lượng quay vòng của máy kéo mới chế tạo.
Xõy dựng chương trỡnh khảo sỏt ủộng lực học quay vũng của mỏy kéo xích
Cỏc ủại lượng trờn thay ủổi theo hàm thời gian với ủiều kiện ủầu hệ phương trỡnh ủược xỏc ủịnh theo trạng thỏi của xe lỳc bắt ủầu quay vũng là chuyển ủộng thẳng với vận tốc ban ủầu là vo. Trong phần mềm matlab ủó cú sẵn mụủun ủể giải hệ phương trỡnh vi phõn cấp một theo phương phỏp Runge- kutta theo các cấp 2,3,4,5 với tên gọi chung là ODE23 và ODE45.
Kết quả khảo sát
Ảnh hưởng của tớnh chất mặt ủường tới khả năng quay vũng của máy kéo xích
Trong trường hợp mô men phanh ủủ lớn, bỏnh sao chủ ủộng bị phanh cứng lỳc ủú vận tốc của nhỏnh xớch chạy chậm bằng 0 (bỏnh sao chủ ủộng của nhỏnh xớch ủú bị phanh cứng) mỏy kộo sẽ ủứng tại chỗ quay vũng. Từ ủồ thị 3.7 ta thấy khi tăng vận tốc V0 bán kính quay vòng của máy kéo cũng tăng theo, ủiều này là phự hợp với thực tế vỡ Rqv = V0/ω.
Ảnh hưởng của chiều dài dải xớch ủến bỏn kớnh quay vũng
- Cỏc thụng số kết cấu ảnh hưởng ủến ủộng học quay vũng, cụ thể: chiều dài rải xớch tiếp xỳc với ủất cũng như bề rộng của xe, khi tăng hoặc giảm chiều dai so với chiều dài hiện tại (l = 1.4m) trong cựng một ủiều. - Cỏc ủiều kiện về sử dụng cũng ảnh hưởng rất lớn ủến tớnh chất quay vũng của mỏy kộo xớch, ủiều này ủược thể hiện khi mỏy kộo quay vũng trờn mặt ủồng cũng như khi mỏy kộo quay vũng trờn mặt bờ tụng, do hệ số cản ngangàtrờn nền ủất và bờ tụng khỏc nhau nờn bỏn kớnh quay vòng của máy kéo cũng khác nhau.
Mục ủớch, nhiệm vụ và phương phỏp thớ nghiệm 1. Mục ủớch
Nú cú thể ủo ủồng thời 8 thụng số khi khảo nghiệm mỏy, cú thể nối ghộp với cỏc cảm biến dạng cầu ủủ và bỏn cầu ủiện trở, ủiện cảm, cỏc cảm biến cú tớn hiệu dũng, ủiện ỏp, ủiện trở, cỏc loại cặp nhiệt.v.v..Khi ủo Spider 8 ủược nối ghộp với mỏy tớnh bằng cổng RS 232 (hoặc cổng LPT) và ủược ủiều khiển bằng phần mềm Catman. Lắp thiết bị thí nghiệm ở vị trí 1 không mang tính khả thi do ta có hai bỏn trục dẫn truyền ủộng từ hộp số ra hai bỏnh sao chủ ủộng nờn phải cần hai thiết bị ủo mụmen (thiết bị này rất khú tỡm), khú khăn hơn là ủể gỏ lắp ủược thiết bị ta phải thay hệ thống dẫn ủộng bằng hệ thống trục mới mà việc chế tạo các trục này là rất phức tạp và tốn kém.
Lắp ủặt thiết bị thớ nghiệm 1. Lắp ủặt cỏc thiết bị ủo
Kết nối cỏc ủầu dõy tớn hiệu với thiết bị gom dữ liệu và mỏy tớnh Sau khi lắp rỏp cỏc thiết bị ủo vào vị trớ cần thiết, tất cả cỏc ủầu dõy
Tất cả cỏc cảm biến ủều ủược cấp ủiện ỏp tiờu chuẩn từ 10-30 VDC từ nguồn ắc qui hoặc từ adaptor, tín hiệu ra của các cảm biến có thể là xung TTL hoặc ủiện ỏp ±10 VDC, cỏc tớn hiệu này ủược tập trung về bộ thu thập, sau ủú qua bộ chuyển ủổi A/D (Analog/Digital) và phần mềm DASYLab hoặc qua thiết bị Spider 8 và phần mềm Catman, chỳng sẽ ủược lưu lại trong ổ ủĩa mỏy tớnh. Cỏc thụng số thớ nghiệm tương ủối nhiều, số lượng cỏc ủầu gom dữ liệu hạn chế nên trong quá trình thí nghiệm chúng tôi buộc phải sử dụng hai thiết bị gom dữ liệu và hai bộ mỏy tớnh ủể xử lý ủồng thời cỏc tớn hiệu ủo ủược.
Kết quả thí nghiệm
Xây dựng thuật toán
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……… 90 Hỡnh 4.14: Qũy ủạo của trọng tõm mỏy kộo xớch khi quay vũng trờn nền bờ tụng Trờn hỡnh 4.14 trỡnh bày quỹ ủạo khi quay vũng của mỏy kộo B-2010 khi tiến hành thực nghiệm trên nền bê tông. Do thời gian cú hạn chỳng tụi chưa tiến hành nghiờn cứu ủộng lực học quay vũng của mỏy xớch trong cỏc ủiều kiện sử dụng khỏc nhau, cũng như trờn cỏc ủiều kiện ủất ủai và ủường xỏ khỏc nhau, ủể cú ủược ủầy ủủ cỏc số liệu về ủộng lực học quay vũng của mỏy kộo xớch này cũng như xỏc ủịnh cỏc thông số tối ưu về kết cấu của hệ thống quay vòng máy kéo xích B-2010 cần tiếp tục nghiờn cứu ủể hoàn thiện thờm.
