Применение квазистационарного метода при расчетах пневматической системы второй ступени рессорного подвешивания несамоходной тележки для транспортировки опасных грузов

Применение квазистационарного метода

при расчетах пневматической системы второй ступени рессорного подвешивания несамоходной тележки для транспортировки опасных грузов

Калиновский А. Я., Лагутин В. Л., Ларин А. Н., Чернобай Г. А.,

Национальный университет гражданской защиты Украины, г. Харьков

Для транспортировки опасных, в частности, взрывоопасных грузов от места обнаружения до пункта утилизации разработана конструкция специальной тележки [1], рессорное подвешивание которой имеет характеристики, удовлетворяющие условиям безопасной транспортировки, а отсутствие двигателя и трансмиссии обусловливает простую, надежную и, главное, недорогую конструкцию (рис. 1).

Рис. 1 - Схема конструкции транспортного средства для перевозки опасных грузов: 1 — грузовая платформа, 2 — опорные катки, 3, 10 — рычаги направляющего параллелограмма, 4 — резинокордная одногофровая оболочка, 5 — дроссельная шайба, 6 — дополнительный резервуар, 7 — пружины первой ступени подвешивания, 8 — колеса тележки, 9 — шарнирные крепления рычагов направляющего параллелограмма, 11 — профиль дороги, 12 — опорная платформа, 13 — воздушный трубопровод.

Главной особенностью конструкции тележки является применение, в отличие от традиционного для автомобилестроения одноступенчатого рессорного подвешивания, дополнительной второй ступени с корректором жесткости [2-4], динамические характеристики которой обеспечивают условия безопасной транспортировки.

Некоторые особенности работы этой конструкции в условиях реальной эксплуатации, которые могут существенно осложнить подготовку к транспортировке опасных грузов, решаются применением одногофровых герметичных пневматических упругих элементов [5] в опорных точках грузовой платформы.

Расчет термодинамических процессов при проектировании пневматиче-

ских трактов систем, состоящих (рис.2) из резервуаров постоянного (5) и переменного (2) объемов, которые связаны между собой трубопроводом (4) с установленными в местах соединения дроссельными шайбами (3) в отдельных случаях несколько усложняется, если объемы соединенных резервуаров значительно отличаются, а изменение объема какого-либо резервуара задается не в виде математических зависимостей того или иного уровня сложности, а является следствием колебания некоторой массы (т).

Рис. 2. Схема опорного элемента второй ступени пневматического подвешивания

транспортного средства для перевозки опасных грузов: 1 — подрессоренная масса, 2 — резинокордная одногофровая оболочка, 3 — дроссельная шайба, 4 — воздушный трубопровод, 5 — дополнительный резервуар

Особенно важным является решение подобных задач при расчетах виброизолирующих устройств перспективных образцов пожарной и аварийно-спасательной техники.

Конструкция, алгоритмы расчета, результаты теоретических и экспериментальных исследований систем рессорного подвешивания специальной тележки для транспортировки опасных грузов изложены в работах [1, 6, 7].

Расчет термодинамических процессов в подобных системах базируется на теории «наполнение — опорожнение» и квазистационарном методе определения параметров состояния воздуха изложены в работах [8-12].

Основой теории «наполнение — опорожнение» и квазистационарного метода расчета термодинамических процессов при проектировании пневматических трактов являются следующие положения:

— Мгновенное распространение изменения давления воздуха во всем объеме каждого отдельно взятого элемента общей пневмосистемы, в результате чего давление в каждом резервуаре по всему объему одинаков и не изменяется в течение шага интегрирования;

— Предполагается, что кинетическая энергия струи воздуха, который проходит через дроссель с одного объема в другой, полностью рассеивается;

— Термодинамические процессы анализируются исходя из основных законов сохранения энергии и массы вещества.

Важным этапом при проектировании пневматических трактов сложных пневматических систем является разработка математических моделей для исследования термодинамических процессов, происходящих в системе, выбора ее оптимальных параметров и настройке рабочих процессов.

Библиографический список

1. До питання вибору конструкцн друго! ступеш ресорного тдвшування несамоходного вiзка для транспортування небезпечних ванташв / Ларш О. М.,

Калиновський А. Я., Соколовський С. А., Чернобай Г. О. // Науковий вюник Украшського науково-дослщного iнституту пожежно! безпеки. / Науковий журнал № 1 (25), 2012 - Ки!в, 2012. - С. 165 - 167.

2. Алабужев П. М. и др. Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью. -Л.: Машиностроение, 1986. 96 с.

3. Зайцев А. А., Радин С. Ю., Сливинский Е. В. Перспективный амортизатор для АТС // Автомобильная промышленность. Машиностроение. - 2007, № 9 - С. 26-28.

4. Рыков А. А., Юрьев Г. С. Синтез упруго демпфирующих характеристик нелинейной виброзащитной системы // Мат. Сибирской науч.-техн. конф. «Наука. Промышленность. Оборона». - Новосибирск, 2002. С. 37 - 41.

5. Илюшкин С. Н., Почтарь Д. Ю., Адашевский В. М., Чернобай Г. А. Тепловозы узкой колеи с пневматическим рессорным подвешиванием. - ВНИПИ-ЭИлеспром, 1983, вып. 13, С. 9 - 10.

6. Мехашчна модель вiзка для транспортування небезпечних ванташв / Соколов Д. М., Соколовський С. А., Чернобай Г. О. // Вют Автомобшьно-дорожнього шституту: науково-виробничий збiрник / АД1 ДонНТУ. - Горлiвка, 2012. - № 1(14). - С. 91 - 94.

7. Побудова математично! моделi просторових коливань вiзка для транспортування небезпечних ванташв / Чернобай Г. О., Ларш О. М., Баркалов В. Г. // Вюник СевНТУ: зб. наук. пр. Вип. 135/2012. Серiя Машиноприладобудування та транспорт. - Севастополь, 2012 - С. 105 - 109.

8. Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1976. - 888 с.

9. Герц Е. В. Пневматические приводы. - М.: Машиностроение, 1969. - 359 с.

10. Кирпичников В. Г., Адашевский В. М. Применение квазистационарного метода при исследовании термодинамических процессов в системе пневмо-подвешивания локомотивов. - Весник ХПИ. - Харьков, 1977. № 134, С. 3-5.

11. Куценко С. М. Пневматическое рессорное подвешивание тепловозов. -Харьков: Вища школа, 1978. - 97 с.

12. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1978. - 736 с.