Прогнозирование эксплуатационной температуры пневматических шин карьерных автосамосвалов

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели, ность не понижается менее номинальной, а топливная экономичность улучшается при уменьшении частоты вращения дизеля.

3. Проделанная работа требует решения ряда задач, в первую очередь связанных с определением допустимых пределов изменения частот вращения ВОМ на различных сельскохозяйственных операциях, а также оптимизации регулировок дизелей.

4. Установлено, что диапазоны скоростей в КП с бесступенчато изменяемыми передаточными числами или с дискретными значениями больше у первых на величину диапазона между смежными передачами, если они полностью перекрываются.

5. При выполнении расчетов следует учитывать, что работы с применением ВОМ составляют относительно небольшую часть в общем балансе времени использования тракторов.

Литература

1. Городецкий К.П., Титов А.И. Предпосылки формирования рабочих скоростей сельскохозяйственных тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2008, №11.

2. Тракторы. Конструкция / В.М. Шарипов, JI.X. Арустамов, К.И. Городецкий и др. ; Под общ. ред. В.М. Шарипова. -М.: Машиностроение, 2012. - 790 с.

3. Городецкий К.П., Шарипов В.М., Титов А.И. Согласование характеристики двигателя постоянной мощности со ступенчатыми трансмиссиями сельскохозяйственных тракторов// Материалы 65-ой международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». Секция 1. «Автомобили, тракторы, их агрегаты и системы». Подсекция «Тракторы». - М.: МГТУ «МАМИ», 2009. С. 183-189.

4. Городецкий К.П., Шарипов В.М., Титов А.И. Скорости тракторов // Справочник. Инженерный журнал. - 2009. №3.

Прогнозирование эксплуатационной температуры пневматических шин

карьерных автосамосвалов

Горюнов C.B., д.т.н. проф. Шарипов В.М.

Университет машиностроения 8(495)223-05-23 (1111), irak amami.ni

Аннотация. Рассмотрено влияние температуры протектора шины на долговечность пневматических шин карьерных автосамосвалов. Приведены результаты исследований характера нагрева пневматических шин в процессе эксплуатации. Методом статистической обработки экспериментальных данных получены регрессионные модели исследуемых многофакторных процессов.

Ключевые слова: пневматическая шина; карьерный автосамосвал; температура шины.

Развитие открытого способа добычи полезных ископаемых в настоящее время идет по пути роста производственной мощности предприятий, увеличения коэффициента вскрыши, объемов работ по экскавации, продвижения открытых разработок в отдаленные районы с суровым климатом. Удельный вес добычи угля открытым способом в стране сейчас составляет около 42%, а в Сибирском и Дальневосточном федеральных округах уже превышает 50% и, как показывает статистика, продолжает расти.

Ведущее место в горнодобывающей промышленности занимает открытый способ добычи полезных ископаемых как наиболее производительный, экономичный и безопасный, причем в ближайшей перспективе он сохранит свое доминирующее положение.

При открытом способе добычи полезных ископаемых широко используются карьерные автосамосвалы, долговечность шин которых существенно зависит от температуры их нагре-

Эксплуатационные затраты на шины составляют 25...30% и более от суммы расходов на транспортирование горной массы автосамосвалами. Поэтому увеличение пробега шин имеет важное значение для сокращения этих затрат. Под долговечностью автомобильных

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели.

шин обычно понимается срок их службы до полного износа рисунка протектора или до разрыва каркаса и расслоения протектора [1,2].

Характерными причинами отказов пневматических шин карьерных автосамосвалов при эксплуатации являются:

о производственные дефекты, которые не были обнаружены при выходном контроле шин на заводе-изготовителе; о механические повреждения - порезы, проколы, сколы грунтозацепов и другие; о усталостные и тепловые разрушения - отслоение протектора, боковин, расслоение корда и другие; о естественный износ протектора.

Распределение отказов пневматических шин карьерных автосамосвалов и оценка их теплового состояния получены в условиях работы предприятия разрез «Виноградовский» филиала ОАО «Кузбасская топливная компания» в летний период. Анализ отказов и экспериментальная оценка температуры нагрева шин в процессе эксплуатации производились путем контроля за работой 15 автосамосвалов модели БелАЭ-75131.

В результате установлено, что отказы шин карьерных автосамосвалов происходят по следующим причинам:

о износ протектора - 75,37%; о порезы - 20,82%; о разрывы - 2,05%; о отслоение протектора - 1,76%.

Из анализа полученных результатов следует, что основные отказы шин карьерных автосамосвалов связаны с износом их протектора и порезами.

Износ протектора шин зависит от многих факторов. Основными причинами, препятствующими реализации конструкционного ресурса крупногабаритных пневматических шин, являются вздутия, расслоение каркаса, отслоение и увеличение износа протектора шины. Это в первую очередь связано с генерацией теплоты вследствие упругих деформаций элементов покрышки. В результате в шине возникают повышенные температуры.

Для современных бескамерных шин критической считается температура 120°С. При более высоких температурах шина будет разрушаться вследствие снижения прочности корда и его связи с резиной, развития таких дефектов, как отслоения, вздутия протектора и расслоения каркаса [1]. Именно поэтому расчет и прогнозирование теплового состояния шин карьерных автосамосвалов является важной и актуальной задачей.

Измерения температуры в шинах карьерных автосамосвалов модели БелАЭ-75131 выполнялись с помощью портативного неконтактного термометра (пирометра) Кау1ек-МТ6.

»дои мвплчинцнн, ч

Рисунок 1 - Динамика нагрева шин, в зависимости от времени эксплуатации при скорости движения автосамосвала Уср=17 км/ч и средней температуре окружающего воздуха 1:ср=20 °С: 1 - перерыв на обед; 2 - перерыв на пересменку

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели.

Из проведенных исследований пневматических шин модели 33.00R51 следует, что наиболее интенсивный рост их температур имеет место в первые 10 часов эксплуатации автосамосвалов, а в последующие время температура увеличивается не более, чем на 1...3 °С/ч. При работе автосамосвалов происходит переменно разогрев и охлаждение шин в связи с остановками под погрузку и разгрузку, перерывами на обед и пересменку. Шина в основном охлаждается за 10 часов отстоя автосамосвала при температуре окружающего воздуха 20...25 °С. При этом в первые 4 часа работы скорость охлаждения составляет 10... 12 °С/ч, а в дальнейшем она снижается в среднем до 5,0.. .6,7 °С/ч.

К эксплуатационным факторам, оказывающим основное влияние на тепловое состояние шин, относятся: средняя за транспортный цикл радиальная нагрузка на шину; эксплуатационная скорость автосамосвала; температура окружающего воздуха; внутреннее давление воздуха в шине [2-5]. Как известно, ходимость шин при прочих равных условиях зависит от нагрузки и степени соответствия ей значения давления воздуха в шине.

Внутреннее давление и грузоподъемность шины взаимосвязаны. Чем больше нагрузки на шину, тем выше должно быть внутреннее давление, чтобы выдержать эту нагрузку. Хотя шины эксплуатируют в соответствии с данными в каталогах грузоподъемностью внутренним давлением воздуха, точное значение внутреннего давления должно определяться в каждом отдельном случае эксплуатации шины. Анализ стандартов и каталогов ведущих фирм, производящих пневматические шины, свидетельствует о том, что с увеличением нормы слойно-сти повышают начальное внутреннее давление воздуха в шине. Из дальнейшего анализа было установлено, что величина внутреннего давления в шине для конкретной нагрузки у фирм, производящих шины, отличается. Видимо, они получены на основании расчетных и экспериментальных данных для конкретной конструкции шины и условий ее эксплуатации.

В качестве основных факторов, в наибольшей степени определяющих тепловое состояние крупногабаритных шин, выберем три: среднюю за транспортный цикл радиальную нагрузку на шину; эксплуатационную скорость автосамосвала; температуру окружающего воздуха. Эти фактора независимы, универсальны, количественны, имеют физический смысл и легко варьируются. Внутренние давление в пневматической шине мы рассматривать не будем, так как это полностью управляемый фактор и в настоящее время контролируется при помощи системы контроля давления в пневматической шине «Pressure Pro», представленной на рисунке 2. При этом информация о давлении воздуха в каждой шине карьерного автосамосвала через глобальную навигационную спутниковую систему (ГЛОНАСС) поступает в диспетчерский пункт предприятия.

Особое внимание было уделено тепловому состоянию сдвоенных колес задней оси, так как работа шин сдвоенного колеса имеет свои особенности.

В результате статистической обработки экспериментальных данных получены регрессионные зависимости исследуемых процессов:

= 31,7 + 0,6 • tcp + 0,148 • • Vcp 3;

= 26,5 + 0,6 • tcp + 0,172 • Оал.  КР,,

где: ¿шпо , ¿шзо " температура шин соответственно передней и задней оси автосамосвала,

°С;

tcp - средняя температура окружающего воздуха, °С;

Qп о. > Q3.0. " средняя эксплуатационная масса, приходящаяся на шины соответственно передней и задней оси автосамосвала, т;

Vcp 3 - средняя эксплуатационная скорость автосамосвала, км/ч.

Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью программы Statistica 6.0. Погрешность оценки температуры пневматических шин по формулам (1) и (2) для автосамосвалов модели БелАЭ-75131 в летний период эксплуатации не превышает 5%. При этом средняя эксплуатационная масса, приходящаяся на шины передней и задней оси автосамо-

Раздел 1. Наземные транспортные средства, энергетические установки и двигатели, свала, определялась по методике, приведенной в работе [6].

Рисунок 2 - Система контроля давления воздуха в пневматической шине «Pressure Pro»

Полученные зависимости позволяют прогнозировать допустимые эксплуатационные скорости автосамосвала и вертикальные нагрузки на его шины исходя из критической температуры пневматической шины и температуры окружающего воздуха.

Литература

1. Истирание резин. / Г.И. Бродский, В.Ф. Евстратов, Н.Л. Сахновий, Л.Д. Слюдиков. М.: Химия, 1957. 240 с.

2. Кнороз В.И., Кленников Е.В. Шины и колеса. М.: Машиностроение, 1975. 184 с.

3. Гуслицер Р.Л., Глускина Л.С. Зависимость температуры легковых шин от условий движения. // Каучук и резина. 1969. № 9. с. 43-45.

4. Мороз Т.Г. Исследование теплового состояния шин 155-13 для автомобилей «Жигули» ВАЗ-2101. Автореф. дис...канд. техн. наук. М., 1974. 27 с.

5. Глускина Л.С. Исследование тепловых режимов работы автомобильных шин в дорожных условиях. Дис...канд. техн. наук. М., 1982. 204 с.

6. Горюнов C.B., Шарипов В.М. Определение эксплуатационных нагрузок на пневматические шины карьерных автосамосвалов. // Сборник трудов I Международной научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса». Томск: КузГТУ, 2011. с. 182-184.

Расчетно-экспериментальные исследования тормозных свойств автобуса

к.т.н. доц. Грошев A.M., Коникова Г.А., Костин С.Ю., Трусов Ю.П., к.т.н. доц. Тумасов A.B. Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева

8-905-19-20-576, anton. tumasov(ajgmail.com

Аннотация. Приведены результаты исследований тормозных свойств автобуса ПАЗ. Описаны подходы, использованные при проведении дорожных испытаний, а также компьютерного моделирования, имитирующего условия реальных испытаний. Представлен сравнительный анализ результатов, полученных при моделировании процесса торможения автобуса и в условиях дорожных испытаний.

Ключевые слова: тормозные свойства, автобус, моделирование, дорожные испытания, тормозной путь, замедление.

Проблеме повышения активной безопасности транспортных средств всегда уделяется большое внимание [1]. В последнее время наиболее актуальным становится вопрос применения и совершенствования интеллектуальных систем помощи водителю, позволяющих минимизировать последствия ошибок, допускаемых человеком в процессе управления транспорт-