Исследование и обоснование применения упругодеформируемых тягово-сцепных устройств              массивных буксируемых объектов

I P Popov; N M Filkin; O Yu Moiseev; V V Kharin

doi:10.22213/2413-1172-2023-1-48-54

Authors

I. P. Popov Kurgan State University
N. M. Filkin Kalashnikov ISTU
O. Y. Moiseev ZAO "Kurganstalmost"
V. V. Kharin Kurgan State University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-1-48-54

Keywords:

acceleration, speed, movement, blocking, stiffness, tow unit, energy, friction, towing

Abstract

The most difficult stage in the operation of a tractor with massive towed objects is the starting mode. This is due to the need to overcome the static friction force, which significantly exceeds the motion friction force. As a solution to this problem, we can consider the use of the initial kinetic energy of the tractor, which can be developed when using limited elastically deformable tow units. To optimize the mathematical model, the following assumptions are made: traction force F on the hook of the tractor is a constant value; the inertial masses of the tractor and towed objects are the same and equal m. The dynamics of a tractor and massive towed objects is described by means of theoretical mechanics, taking into account the elastic deformation of tow units. The composed systems of linear homogeneous differential equations with right-hand sides are solved by the method of elimination of functions with increasing of exponential order, as a result of which differential equations of the fourth and sixth power are formed. Initial conditions at t = 0: since the tow unit is not deformed and no force is applied to the towed object. The periods t2 and t3 are determined, during which the tow units will undergo maximum deformation. To assess the effectiveness of the use of elastically deformable tow units, the results obtained should be compared with similar results corresponding to absolutely rigid tow units. Comparison of displacements, speeds and energy testifies to the high efficiency of the elastically deformable tow units. The use of elastically deformable tow units makes it possible to accumulate the initial kinetic energy of an aircraft tow tractor, which makes it possible to overcome the static friction force and ensure the starting of heavy towed objects. Comparison of the kinematic and dynamic parameters of the tractor with towed objects for options with absolutely rigid and elastically deformable tow units shows that the efficiency of using the latter increases with an increase in the number of towed objects. Elastically deformable tow units can cause oscillations of the tractor-towed objects system. To prevent them, the tow units must be blocked at the moment of their maximum deformation.

Author Biographies

I. P. Popov, Kurgan State University

PhD in Engineering

N. M. Filkin, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

O. Y. Moiseev, ZAO "Kurganstalmost"

Technikal Director

V. V. Kharin, Kurgan State University

PhD in Engineering

References

Сливинский Е. В., Радин С. Ю., Гридчина И. Н. Исследование пространственных колебаний двухзвенного автопоезда // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2018. № 2 (328). С. 83-92.

Евсеев К. Б. Математическая модель движения гусеничного поезда для внедорожных контейнерных перевозок // Тракторы и сельхозмашины. 2021. Т. 88, № 5. С. 18-29. DOI: 10.31992/0321-4443-2021-5-18-29.

Моделирование некоторых динамических характеристик технологических машин дорожно-строительного комплекса / В. К. Маршаков, А. Д. Кононов, А. А. Кононов, В. И. Гильмутдинов // Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура. 2021. № 4 (19). С. 85-92. DOI: 10.36622/VSTU.2021. 19.4.009.

Математическая модель динамики разгона тягача с прицепным звеном (полуприцеп/прицеп) и алгоритм превентивной передачи момента колесам прицепного звена/ В. А. Ким, А. Т. Скойбеда, И. С. Сазонов, С. Ю. Билык, Е. А. Моисеев, М. Л. Петренко, А. В. Юшкевич, С. Ф. Шашенко // Актуальные вопросы машиноведения. 2019. Т. 8. С. 34-40.

Картошкин А. П., Фомичев А. И., Долгушин В. А. Результаты лабораторных тягово-динамических и топливно-экономических испытаний трактора "Скаут Т-25" // Известия Международной академии аграрного образования. 2021. № 55. С. 20-27.

Картошкин А. П., Фомичев А. И., Долгушин В. А. Результаты тягово-динамических и топливно-экономических испытаний трактора "МИТРАКС Т-10" // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2020. № 59. С. 115-123. DOI: 10.24411/2078-1318-2020-12115.

Шалупина П. И., Рагулина Ю. В. Моделирование нагруженности тягово-сцепного устройства для буксирования тяжелого прицепа // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2021. № 2. С. 176-182.

Сливинский Е. В. Перспективное тягово-сцепное устройство для легковесных автопоездов // Автомобильная промышленность. 2021. № 2. С. 14-17.

Гамаюнов П. П., Игитов Ш. М., Балберов Р. В. Повышение эффективности использования автомобильных поездов за счет совершенствования элементов сцепного устройства // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2018. № 1 (27). С. 99-103.

Сливинский Е. В., Елецких С. В. К вопросу повышения устойчивости движения автотракторных прицепов // Строительные и дорожные машины. 2020. № 1. С. 23-26.

Логачев В. Г., Исаев И. А. Моделирование динамического воздействия большегрузного автомобильного транспорта на дорожную конструкцию // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2019. № 6. С. 105-110.

Совершенствование системы рекуперации энергии лесовозного тягача с прицепом-роспуском / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев, А. Е. Матяшов // Лесотехнический журнал. 2021. Т. 11, № 2 (42). С. 149-165. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2021.2/14.

Кугушев Е. И., Попова Т. В. О движении шайбы по горизонтальной плоскости в модели вязкого трения с переменным коэффициентом // Нелинейная динамика. 2018. Т. 14, № 1. С. 145-153.

Карапетян А. В., Шамин А. Ю. О движении саней Чаплыгина по горизонтальной плоскости с сухим трением // Прикладная математика и механика. 2019. Т. 83, № 2. С. 228-233. DOI: 10.1134/ S0032823519020097.

Брусков А. Л. Движение платформы под действием сил инерции и трения // Культура. Наука. Производство. 2019. № 4. С. 5-8.

Расчет силы трения покоя в соединении деталей близкой твердости, собранных с натягом / М. М. Матлин, А. И. Мозгунова, Е. Н. Казанкина, В. А. Казанкин // Трение и износ. 2019. Т. 40, № 3. С. 309-316.

Обобщенная математическая модель динамики изменения силы трения при покое и начале скольжения / А. Д. Бреки, С. Е. Александров, А. С. Биль, С. Г. Чулкин, В. А. Яхимович, А. Е. Гвоздев, А. Г. Колмаков, Е. А. Протопопов // Чебышевский сборник. 2022. Т. 23, № 2 (83). С. 179-190. DOI: 10.22405/2226-8383-2022-23-2-179-190.

Никонов В. О., Посметьев В. И., Фомин Т. Н. Анализ конструктивных особенностей седельно-сцепных устройств тягачей с полуприцепами // Воронежский научно-технический Вестник. 2019. Т. 1, № 1 (27). С. 20-32.

Ширинян К. С., Сиротенко А. Н. Модернизация ходовой части тягача повышенной проходимости // Молодой исследователь Дона. 2018. № 5 (14). С. 131-136.

Посметьев В. И., Никонов В. О., Посметьев В. В. Перспективная конструкция рекуперативного седельно-сцепного устройства лесовозного тягача с полуприцепом // Лесотехнический журнал. 2019. Т. 9, № 3 (35). С. 180-192. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.3/17.