Способ определения осадки движителя транспортного средства в грунт

 

Изобретение относится к определению осадки движителей транспортных машин в грунт и может быть использовано при измерении осадки движителей гусеничных трелевочных тракторов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Базовый элемент перемещают за свободно подвешенный к транспортному средству тяговый диссипирующий участок При этом по поверхности движения волочат отсчетный диссипирующий участок указанного элемента, измеряют усилие его волочения (Т) и угловое положение (р) провисающего тягового участка относительно поверхности движения, а расстояние (hi) по перпендикуляру от отсчетного участка базового элемента до фиксированной отметки на транспортном средстве определяют по математической зависимости 5 ил fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ (ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s(>s G 01 М 17/00

ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664391/11 (22) 24,01,89 (46) 07.06.91. Бюл. f4 21 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности "ЦНИИМЭ" (72) Г,В.Шляков, В.Е.Желтов и M.È. Андрюшин (53) 629.1.032,001.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1073598, кл. G 01 М 17/00. 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСАДКИ

ДВИЖИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В ГРУНТ (57) Изобретение относится к определению осадки движителей транспортных машин в

Изобретение относится к измерениям осадки движителя лесных гусеничных машин в грунт, преимущественно к измерению осадки движителей гусеничных трелевочных тракторов.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг.1 — вариант реализации способа при определении осадки движителя двухсекционного гусеничного средства для транспорта леса; на фиг.2 — вариант исполнения свободного подвеса базового элемента к транспортному средству (вид сбоку с разрезом); на фиг.3 — вариант исполнения свободного подвеса по фиг.2, вид снизу под углом: на фиг.4 — вариант исполнения свободного подвеса по фиг,2 и 3 (вид сверху под

Я2 1654711 А1 грунт и может быть использовано при измерении осадки движителей гусеничных трелевочных тракторов, Цель изобретения— повышение точности измерений. Базовый элемент перемещают за свободно подвешенный к транспортному средству тяговый диссипирующий участок. При этом по поверхности движения волочат отсчетный диссипирующий участок укаэанного элемента, измеряют усилие его волочения (Т) и угловое положение (p) провисающего тягового участка относительно поверхности движения, а расстояние (h() по перпендикуляру от отсчетного участка базового элемента до фиксированной отметки на транспортном средстве определяют по математической зависимости. 5 ил. углом); на фиг.5 — вариант схемы базового элемента в ходе реализации предлагаемого способа при движении транспортного средства на подъем.

Способ определения осадки движителя транспортного средства в грунт, примеры и фрагменты реализации которого приведены на фиг.1-5. включает перемещение базового элемента 1 эа его тяговый диссипирующий участок 2, подвешенный к транспортному средству 3, с волочением по поверхности 4 движения (этого средства 3) отсчетного участка 5 указанного элемента 1, и определение расстояний h(по перпендикуляру от отсчетного участка 5 до фиксированной отметки — оси 6 крестовины 7 на транспортном средстве 3, причем базовый

1654711 элемент 1 перемещают за свободно подвешенный (например, посредством крестовины 7, кронштейна 8 и хомутика 9) к транспортному средству 3 тяговый диссипирующий участок 2, например, в виде цепи, каната или троса. При этом по поверхности

4 движения волочат отсчетный диссипирующий участок 5 указанного элемента 1, измеряют усилие Т его волочения и угловое положение р провисающего тягового участка 2 относительно поверхности 4 движения. Для определения усилия Т волочения может быть использован чувствительный элемент пружина 10, (фиг,2) установленная между хомутиком 9 и шайбой 11, жестко установленной на конце тягового диссипирующего участка 2 базового элемента 1. причем на шайбе 11 может быть смонтирован.ползун 12. скользящий (при изменении усилия Т) по реостату 13, установленному неподвижно на хомутике 9. Как показано на фиг.3, на одной из цапф 14 крестовины 7, перпендикулярной продольной плоскости хомутика 9, может быть выполнен паз, в котором размещается поводок 15 преобразователя 16 угловых перемещений р в электрический сигнал, В качестве преобразователя может быть использован потенциометр, неподвижно монтируемый на кронштейне 8. Для обеспечения свободного углового перемещения крестовины 7 на кронштейне 8 цапфы 14 крестовины 7 устанавливают с зазором, а их осевое смещение ограничивают, например, шайбами 17 и гайками 18. Хомутик 9 аналогично имеет возможность углового поворота на цапфах крестовины 7, и его осевое смещение на цапфах ограничено, например, гайками 19, В качестве зафиксированной отметки на транспортном средстве служит ось 6 крестовины 7. Расстояние hi по перпендикуляру от отсчетного участка 5 базового элемента 1 до зафиксированной отметки б на транспортном средстве 3 определяют исходя из следующих соображений (см. фиг.5).

По фиг. 5 имеем следующие обобозначения:

Т вЂ” усилие волочения;

Н вЂ” сила сопротивления волочению отсчетного участка 5 базового элемента 1;

Я вЂ” длина тягового диссипирующего участка 2, базового элемента 1 (длина отреза MoM); а — масса погонного метра базового элемента 1;

a — угол наклона поверхности движения к горизонту; р — угол положения провисающего тягового участка 2 базового элемента 1 относительно поверхности движения;

Х вЂ” плечо равнодействующей силы от

5 силы массы провисающего участка МоМ базового элемента 1;

ОХ вЂ” ось абсцисс условной системы координат, а величина Х вЂ” плечо силы aS, где

S — длина участка МоМ, 10 Согласно схеме по фиг,5, h(sin p

Х вЂ” S cos rp—

1 Ь| соз

2 2 sin rp

15 Рассмотрим сумму сил по оси ОХ: Х ОХ=

=О, T cosrp = Н+ а slna S, откуда

Н = T cosy — а

h( з!п Ч)

sin а, (1)

Рассмотрим сумму моментов относительно T.М:

ЗМтм = О; -Н hi + (1/2 cos р) а.S cos а-а S sina (1/2 S sin rp) = 0 (2)

Подставив в (2) значение Н из(1) и S

snp, получим: — (T cos rp — а — sin а) hi +

h( з!и р

30 +(1/2 à cos p) à х

Ь hi

slп ф sin p х соз а — (1/2 а sin a) х

hi

sin rp х sing=0, hi

После сокращений получим

2 Т sin сову а сооз зрсоза+ з!и у sin a

40 После подстановок где а = + а при движении транспортного средства на подъем;

45 a = — a при движении транспортного средства на спуск, Рассмотрим эксплуатационные факторы,оказывающие ограничивающее влияние на подбор геометричеоких и массовых пара50 метров базового элемента. При этом учитываем, что при реализации предлагаемого способа измерений рассматриваются лесные гусеничные машины, которые эксплуатируются на грунтах с низкой несущей

55 способностью, причем поверхность этих грунтов может быть покрыта (залита) жидкостью (водой). С учетом этого обстоятельства (при измерении осадки движителя в лесной грунт) ограничивающим является условие обязательности погружения отсчетного уча1654711 стка 5 базового элемента 1 в жидкость (заливающую или покрывающую поверхность движения) и обязательность непогружения отсчетного участка 5 в лесной грунт, Эти ограничения могут быть записаны следующим образом: о e e P (3) где d — объемная масса жидкости; — — — объемная масса базового элеа

В мента;

Ь вЂ” ширина сечения базового элемента; ! — толщина сечения базового элемента;

Р— несущая способность лесного грунта, Разделив обе части неравенства (3) на величину !, получим а Р а

< !,Нотк. г!< справедливо неравенство г1«

В i

1 6)

Следовательно, погонная масса а базового элемента 1 может быть подобрана с учетом неравенства (6).

Вышеизложенное обеспечивает достижение цели, Пример процесса измерений при реализации предлагаемого способа. При подготовке к измерениям предварительно тарируют пружину 10 с реостатом.13 при различных значениях тягового усилия Т, а также преобразователь 16. Затем к раме транспортного средства 3 (в одном или в нескольких заданных фиксированных местах) посредством кронштейна 8, крестовины 7 и хомутика 9 свободно подвешивают тяговый диссипирующий участок 2 базового элемента 1, причем между хомутиком 9 и шайбой 11 конца тягового участка устанэвливают чувствительный элемент 10.

Вдоль оси одной из цапф 14 крестовины 7 на кронштейне 8 устанавливают преобразователь 16.

При реализации предлагаемого-способа измерений транспортное средство совершает движение, в ходе которого за счет сил сопротивления волочению отсчетно>-о участка 5 и появлению в связи с этим усилия

Т волочения угол р стабилизируется. Следует отметить, что стабилизация угла р происходит при движении транспортного средства вперед или назад и при криволинейном движении, поскольку силы сопротивления волочению возникают только при волочении отсчетного участка 5. После начала движения и подключения пружины 10 и преобразователя 16 к электроизмеритель10

35

40 по вышеприведенной формуле. После про45 ведения опытов с реализацией предлагае50

30 ной регистрирующей аппаратуре начинает-. ся реализация предлагаемого способа измерений. Пои этом усилие Т волочения отсчетного участка 5 базового элемента 1 воздействует на пружину 10, которая деформируясь перемещает ползун 12 по виткам реостата 13. а измерение сопротивления реостата 13 регистрируется, например, на осциллографической бумаге. В то же время изменение угла р положения провисающего тягового участка базового элемента 1 относительно поверхности движения посредством поворота хомутика 9 с крестовиной 7 и поворота цэпф 14 на свободных опорах приводит к срабатыванию пружины

16, последующему преобразованию этого угла р в электрический сигнал и регистрации этого сигнала, например, на осциллографической бумаге осциллографа.

Осадку движителя транспортного средства в грунт определяют по расшифрованным (с помощью тарировочных диаграмм) осциллографическим записям сигналов значений Т и р, а затем для всех отдельных реализаций процесса измерений подсчитывают значение h> по формуле

Т з!п sin 2 а cos (p — a причем абсолютное значение приращения осадки (hhj движителя транспортного средства при движении на определенном(заданном) опытном грунтовом участке определяется как разность между предыдущим значение ht-i и последующим значением h> т.е.

hh=-h; q — h>

Реализация предлагаемого способа измерений возможна также при oбработке и расшифровке сигналов с преобразователя

16 во время движения транспортного средства посредством использования бортовой вычислительной машины (нестационарной

3BM) и определения при этом значений hi мого способа строят необходимые зависимости осадки (абсолютной или относительной} движителя от нагрузок или or числа проходов транспортного средства по одному следу, а по полученным графическим зависимостям определяют степень влияния тех или иных факторов на осадку движителя в грунт, При движении транспортного средства по лесным грунтам т.е. при попадании неровности под отсчетный участок 5 базового элемента 1 большая часть длины отсчетного участка волочится по ровной поверхности движения. а меньшая — непосредственно f10

1654711 неровности. Поэтому усилие Т волочения в этот момент не изменяется, а значение угла р может быть несколько измененным только в момент наезда отсчетного участка на неровность. Следовательно, точность измерений по предлагаемому способу достаточна и при волочении отсчетного участка базового элемента по неровности.

При криволинейном движении транспортного средства предлагаемый способ также позволяет проводить измерения с достаточной точностью, поскольку выход базового элемента 1 из строя исключается вследствие гибкости базового элемента во всех направлениях. То есть в период эксплуатации, и следовательно, при поворотах транспортного средства отсчетный участок

5 базового элемента 1 функционирует как и при движении транспортного средства вперед или назад при прямолинейном движении.

Для достижения высокой точности измерений п ри движении транспортного средства по лЖным грунтам с неровностями необходимо стремиться к выполнению базового дйссипирующего элемента большей длинФ, т.к. с увеличением этой длины погрешность измерений уменьшается. Для конкретных условий движения длину базового элемента можно определить опытным путем.

-Описанный способ измерения осадки дВижителя транспортного средства в грунт наиболее эффективен при проведении измерений осадки движителя гусеничной лесной машины при прямолинейном и криволинейном движении по лесным переувлажненным грунтам с поверхностью, покрытой жидкостью, например водой, с неравностями.

При реализации предлагаемого способа измерений отсчетный участок 5 базового элемента 1 постоянно меняет свое положение на поверхности 4 движения. Поэтому в элементах свободного подвеса верхнего конца тягового дисси цирующего участка может быть предусмотрен ограничитель (поз.20) возможности углового поворота конца этого участка вокруг оси пружины 10.

Этот ограничитель (20) может быть размещен в пазу хомутика 9 с возможностью перемещения только вдоль стенок этого паза.

Предлагаемый способ измерений может быть реализован при измерении осадки отдельных секций (движителей) или отдельных транспортных средств, Вариант реализации способа иллюстрирован фиг.1.

Согласно фиг.1 и вышеизложенному содержанию способа абсолютная осадка движителя задней (второй или последующей) секции транспортного средства определяют как разность

hh=h(1 — hi, где hI-1 и hl — расстояния по перпендикуляру от отсчетных участков отдельных базовых элементов до фиксированных отметок соответствующих секций (предыдущей и рассматриваемой) транспортного средства, определяемые вышеизложенным способом для каждой отдельной секции.

При реализации предлагаемого способа измерений абсолютная осадка движителя первой секции транспортного средства (или осадка движителя односекционного транспортного средства) при одном проходе по грунту определяется как разность

hn=h — h, где h — расстояние по перпендикуляру от отсчетного участка 5 базового элемента 1 до средства при движении по недеформируемой поверхности движения (т,е. при движении без осадки движителя в грунт).

Величина h постоянна для каждого конкретного движителя при расположении фиксированной отметки на одном и том же месте для всех случаев измерений.

Наиболее распространенным вариантом реализации описанного способа является расчет относительной осадки движителя в грунт, при котором в ходе измерений строят графическую зависимость отношений

hi/h от варьируемых (задаваемых принудительно или естественных) параметров и фак25

30 торов. Например, строят зависимость hi/h от нагрузок, числа многократных проходов транспортного средства по одному следу и т.п. Как видно из изложенной сути способа, для определения значений абсолютных и относительных осадок движителей различных транспортных средств в грунт необходимо и достаточно определить расстояние по перпендикуляру (ht) от отсчетного учас1ка базового элемента до фиксированной от45 метки на транспортном средстве. Следует отметить, что в процессе реализации данного способа в базовом элементе тяговый участок может переходить в отсчетный участок (и наоборот, по мере изменения величины

50 h>). При этом участки имеют одинаковую массу единицы длины (масса погонного метра базового элемента) и могут быть выполнены с различными линейными размерами сечений.

Формула изобретения

Способ определения осадки движителя транспортного средства в грунт, включающий перемещение базового элемента за его

20 фиксированной отметки транспортного

1654711

10 тяговый диссипирующий участок, подвешенный к транспортному средству, с волочением rlo. поверхности движения этого средства отсчетного участка указанного элемента, и определение расстояний по 5 перпендикуляру от отсчетного участка до фиксированной отметки на транспортном средстве, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, базовый элемент перемещают за свободно 10 подвешенный к транспортному средству тяговый диссипирующий участок, при этом по поверхности движения волочат отсчетный диссипирующий участок указанного элемента, измеряют усилие его волочения и 15 угловое положение провисающего тягового участка относительно поверхности движения, а расстояние по перпендикуляру от отсчетного участка базового элемента до фиксированной отметки на транспортном 20 средстве определяют из следующей зависимости:

Т

hi = а, при i =1...п, где hi — расстояние по перпендикуляру от отсчетного участка базового элемента до фиксированной отметки на транспортном средстве;

Т вЂ” усилие волочения отсчетного участка базового элемента по поверхности движения транспортного средства; а — масса погонного метра базового диссипирующего элемента; р — угол положения провисающего тягового участка базового элемента относительно поверхности движения; а — угол наклона поверхности движения относительно горизонта..

1654711

1654711

Составитель Е. Гудкова

Редактор Б. Федотов Техред М.Моргентал Корректор М, Шароши

Заказ 2290. Тираж 359 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101