RU2708404C1 - Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines - Google Patents

Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines Download PDF

Info

Publication number
RU2708404C1
RU2708404C1 RU2019104661A RU2019104661A RU2708404C1 RU 2708404 C1 RU2708404 C1 RU 2708404C1 RU 2019104661 A RU2019104661 A RU 2019104661A RU 2019104661 A RU2019104661 A RU 2019104661A RU 2708404 C1 RU2708404 C1 RU 2708404C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
machine
stabilizing
movement
relative
self
Prior art date
Application number
RU2019104661A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Михайлович Жилейкин
Павел Владимирович Сиротин
Original Assignee
Михаил Михайлович Жилейкин
Павел Владимирович Сиротин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Михайлович Жилейкин, Павел Владимирович Сиротин filed Critical Михаил Михайлович Жилейкин
Priority to RU2019104661A priority Critical patent/RU2708404C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2708404C1 publication Critical patent/RU2708404C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to methods of stabilizing movement of self-propelled transport-process vehicles with hinged or semi-mounted functional equipment in the form of composite movable parts that have mobility relative to its machine. Method of machine stabilization consists in creation of stabilizing forces acting on machine housing by means of actuator. In the process of creating the stabilizing forces, an active force is generated, with the possibility of rotation of the mobile component of the machine relative to its housing, and reaction force acting on the machine housing. Active force and force of reaction are created with reference to center of mass of machine housing opposite directed torque moments with arms of different sizes. By means of differences of values providing formation of stabilizing moment acting against direction of angular movement of machine housing with its return to initial position.
EFFECT: alignment of machine body position is achieved.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам стабилизации движения самоходных транспортно-технологических машин (ТТМ) сельскохозяйственного, строительно-дорожного, военного и др. назначений с подвижной составной частью, имеющей подвижность относительно корпуса машины, в виде навесного либо полунавесного функционального оборудования, рабочих органов и других устройств.The invention relates to methods for stabilizing the movement of self-propelled transport and technological vehicles (TTM) for agricultural, construction and road, military and other purposes with a movable component having mobility relative to the machine body, in the form of mounted or semi-mounted functional equipment, working bodies and other devices.

При движении по неровностям самоходные ТТМ воспринимают внешние возмущающие силы, которые отклоняют корпус машины относительно опорной поверхности, вызывают вибрации всех ее частей. Действие выделенных процессов сопровождается увеличением динамических нагрузок не только на узлы и детали, но и операторов машин, создавая для них дискомфортные или даже небезопасные условия труда, а также усложняя процесс управления машиной. Известно, что действие динамических нагрузок является причиной снижению скорости движения и производительности самоходных ТТМ до 40-50%. В связи с чем разработка способов стабилизации движения ТТМ является актуальной задачей для современного машиностроения.When driving on bumps, self-propelled TTMs perceive external disturbing forces that deflect the machine body relative to the supporting surface, cause vibrations of all its parts. The action of the selected processes is accompanied by an increase in dynamic loads not only on components and parts, but also on machine operators, creating uncomfortable or even unsafe working conditions for them, as well as complicating the process of controlling the machine. It is known that the action of dynamic loads is the reason for the decrease in the speed of movement and the productivity of self-propelled TTM to 40-50%. In this connection, the development of methods for stabilizing the motion of the TTM is an urgent task for modern engineering.

В результате анализа уровня техники изобретения выявлены следующие аналоги и прототип.The analysis of the prior art of the invention revealed the following analogues and prototype.

Известен способ стабилизации движения автомобилей и колесных ТТМ за счет организации упруго-диссипативных связей между движителем и корпусом машины. Такой способ является наиболее простым, распространенным (Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1972, стр. 392.) и обеспечивающем при этом достаточный уровень стабилизации движения ТТМ. Современные подвески колес ТТМ могут быть управляемыми и обеспечивают широкий диапазон настроек для стабилизации движения на основных режимах эксплуатации машин.There is a method of stabilizing the movement of cars and wheeled TTM by organizing elastic-dissipative bonds between the propulsion and the machine body. This method is the simplest, most common (Rotenberg R.V. Car suspension. Ed. 3rd, revised and enlarged M., "Mechanical Engineering", 1972, p. 392.) and while providing a sufficient level of stabilization of movement of the TTM . Modern TTM wheel suspensions can be steered and provide a wide range of settings to stabilize movement in the main operating modes of the machines.

К недостаткам выделенного способа следует отнести необходимость существенного усложнение конструкции ТТМ. Как правило, для реализации указанного способа, автомобиль оснащают подвеской колес, включающую направляющие, демпфирующие и упругие элементы. Такое усложнение конструкции не всегда целесообразно, в связи с чем многие виды современных ТТМ не имеют подвески колес.The disadvantages of the selected method include the need for a significant complication of the design of the TTM. As a rule, to implement this method, the car is equipped with a suspension of wheels, including guides, damping and elastic elements. This complexity of the design is not always advisable, and therefore many types of modern TTM do not have wheel suspensions.

Известен способ стабилизация движения колесных строительно-дорожных машин, который реализован на примере одноковшового экскаватора (Корчагин П.В., Е.А. Корчагина, И.А. Чакурин. Снижение динамических воздействий на оператора автогрейдера в транспортном режиме. Монография. - Омск: СибАДИ, 2009. - 195 с.), имеющего подвижную составную часть в виде навесного рабочего оборудования, шарнирно соединенного с корпусом машины. Подвижность между навесным оборудование и корпусом машины осуществляется с помощью гидроцилиндров, подключенных к гидропневморессорам с заданным уровнем упруго-диссипативных свойств. При движении такой ТТМ по неровностям ее корпус раскачивается вместе с навесным оборудованием. При этом из-за колебаний навесного оборудования из гидроцилиндров выталкивается рабочая жидкость в гидропневморессоры, которые за счет противодавления газовой полости и малых проходных сечений на пути перетекания рабочей жидкости обеспечивают сглаживание и демпфирование колебаний навесного оборудования. Снижение энергетики колебаний навесного оборудования обеспечивает стабилизацию движения экскаватора в целом. Таким образом, рассмотренный способ стабилизации движения самоходных ТТМ с навесным оборудованием достигается за счет поглощения энергии колебаний навесного оборудования в гидропневморессорах, являющихся обязательным элементом исполнительного привода.There is a method of stabilizing the movement of wheeled construction-road machines, which is implemented by the example of a single-bucket excavator (Korchagin P.V., E.A. Korchagin, I.A. Chakurin. Reducing the dynamic effects on the operator of the motor grader in transport mode. Monograph. - Omsk: SibADI, 2009. - 195 p.), Having a movable component in the form of mounted work equipment, pivotally connected to the machine body. The mobility between the attachment and the machine body is carried out using hydraulic cylinders connected to hydropneumatic springs with a given level of elastic-dissipative properties. When such a TTM moves along irregularities, its body sways along with attachments. At the same time, due to oscillations of the attachment, hydraulic fluid is pushed out of the hydraulic cylinders into hydropneumatic springs, which, due to counterpressure of the gas cavity and small cross sections on the path of the working fluid flow, provide smoothing and damping of the oscillations of the attachment. Reducing the energy of vibrations of attachments provides stabilization of the movement of the excavator as a whole. Thus, the considered method of stabilizing the movement of self-propelled TTM with attachments is achieved by absorbing vibration energy of attachments in hydropneumatic springs, which are an essential element of the actuator.

Очевидным недостатком данного способа является вероятность возникновения резонанса колебаний колесной машины на эластичных шинах и навесного оборудования. Реализация данного способа также предполагает значительные перемещениями навесного оборудования относительно корпуса машины, что может в некоторой степени дезориентировать оператора и ухудшить безопасность движения. В случае движения ТТМ с подвижными относительно корпуса машины составными частями, например, в виде навесного оборудования данный способ имеет ограниченную эффективность из-за относительно небольшого хода подвески навесного оборудования, который определяется параметрами гидросистемы и компоновки машины.The obvious disadvantage of this method is the likelihood of a resonance of vibrations of the wheeled machine on elastic tires and attachments. The implementation of this method also involves significant movements of attachments relative to the body of the machine, which can somewhat disorient the operator and impair the safety of movement. In the case of movement of the TTM with components moving relative to the machine body, for example, in the form of attachments, this method has limited efficiency due to the relatively small suspension travel of the attachment, which is determined by the hydraulic system and the machine layout.

Более близким по технической сущности является выбранный в качестве прототипа способ стабилизации движения многоосных транспортных средств (Фурунжиев Р.И., Оставин А.Н. Управление колебаниями многоопорных машин. - М.: Машиностроение, 1984. - 208 с., ил.) за счет принудительного приложения к корпусу машины стабилизирующих усилий со стороны исполнительного привода, установленного между колесами и корпусом машины.Closer in technical essence is the method of stabilizing the movement of multi-axle vehicles selected as a prototype (Furunzhiev R.I., Ostavin A.N. Control of oscillations of multi-bearing machines. - M .: Mashinostroenie, 1984. - 208 p., Ill.) For due to the forced application of stabilizing forces on the side of the machine from the side of the actuator installed between the wheels and the body of the machine.

Недостатки данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- невозможность перенастройки, например, в случаях увеличения массы ТТМ или присоединения к самоходной машине массивных подвижных составных частей, например, в виде навесных рабочих органов;- the impossibility of reconfiguring, for example, in cases of increasing the mass of the TTM or attaching to the self-propelled vehicle massive movable components, for example, in the form of mounted working bodies;

- реализация способа не возможна на ТММ без системы подрессоривания корпуса;- the implementation of the method is not possible on the TMM without a casing suspension system;

- значительные энергетические затраты на стабилизацию, обусловленные необходимостью приложения усилий на основную и наиболее массивную часть машины - корпус.- significant energy costs for stabilization, due to the need to exert efforts on the main and most massive part of the machine - the body.

Несмотря на это последнее техническое решение по своей технической сущности наиболее близко предлагаемому и принято в качестве прототипа.Despite this, the latest technical solution in its technical essence is closest to the one proposed and adopted as a prototype.

В случае движения с высокими скоростями ТТМ, особенно не оснащенные подвеской колес, имеют склонность к галопированию (ярко выраженным продольно-угловым колебаниям) и подпрыгиванию (вертикальным колебаниям). Колебания машин, как правило, заставляют уменьшать скорость движения, что негативно отражается на их производительности.In the case of high-speed driving, TTMs, especially those not equipped with a wheel suspension, tend to gallop (pronounced longitudinal-angular vibrations) and bounce (vertical vibrations). Oscillations of cars, as a rule, force to reduce the speed of movement, which negatively affects their performance.

На основе анализа конструкции и компоновки самоходных машин авторы установили, что снизить негативные явления, связанные с галопированием самоходных ТТМ, возможно путем приложения к корпусу машины стабилизирующих усилий при принудительном повороте составной части машины относительно ее корпуса.Based on the analysis of the design and layout of self-propelled vehicles, the authors found that it is possible to reduce the negative effects associated with the galloping of self-propelled TTMs by applying stabilizing forces to the machine body during the forced rotation of the machine component relative to its body.

Задачей изобретения является - снижение динамических нагрузок, действующих на машину и ее оператора при движении самоходных ТТМ с составной частью машины, имеющей подвижность относительно ее корпуса, в виде навесного либо полунавесного функционального оборудования, рабочих органов и других устройств.The objective of the invention is to reduce the dynamic loads acting on the machine and its operator during the movement of self-propelled TTM with a component of the machine having mobility relative to its body, in the form of mounted or semi-mounted functional equipment, working bodies and other devices.

Технический результат - приложение на корпус самоходной ТТМ со стороны исполнительного привода, обеспечивающего подвижность составной части машины, стабилизирующих усилий, обеспечивающих принудительное выравнивание положения корпуса машины.EFFECT: application of self-propelled TTM on the body from the side of the executive drive, providing mobility of the machine component, stabilizing forces, providing for forced alignment of the position of the machine body.

Указанный технический результат достигается за счет того, что при движении ТТМ с помощью исполнительного привода создают стабилизирующие усилия, воздействующих на ее корпус, причем в процессе создания стабилизирующих усилий с помощью исполнительного привода формируют активную силу, с возможностью поворота подвижной составной части машины относительно ее корпуса и силу реакции, действующую на корпус машины, при этом активная сила и сила реакции создают относительно центра масс корпуса машины противоположно направленные вращающие моменты с плечами разной величины, разница которых обеспечивает формирование стабилизирующего момента, действующего против направления углового перемещения корпуса машины с возвращением его в исходное положение.The specified technical result is achieved due to the fact that during the movement of the TTM with the help of an executive drive, stabilizing forces are created that act on its body, and in the process of creating stabilizing forces with the help of an executive drive, an active force is generated, with the possibility of rotation of the movable component of the machine relative to its body and the reaction force acting on the machine body, while the active force and the reaction force create oppositely directed torques relative to the center of mass of the machine body Tapes with shoulders of different sizes, the difference of which ensures the formation of a stabilizing moment acting against the direction of the angular movement of the machine body with its return to its original position.

На фиг. 1 изображена схема и основные части самоходной ТТМ включающие: 1 - подвижную составную часть машины; 2 - исполнительный привод; 3 - корпус машины; 4 - датчики состояния машины; 5 - блок управления.In FIG. 1 shows a diagram and the main parts of a self-propelled TTM including: 1 - a moving component of a machine; 2 - executive drive; 3 - machine body; 4 - machine condition sensors; 5 - control unit.

На фиг. 2 показана схема стабилизации самоходной ТТМ в случае крена корпуса вперед.In FIG. Figure 2 shows the stabilization scheme of self-propelled TTM in the case of forward roll.

На фиг. 3 показана схема стабилизации самоходной ТТМ в случае крена корпуса назад.In FIG. Figure 3 shows the stabilization scheme of self-propelled TTM in the case of a roll of the hull back.

На фиг. 4 представлены полученные с помощью имитационного моделирования спектральные плотности углов продольного наклона корпуса самоходной ТТМ со стабилизацией корпуса машины по предложенному способу и без него при движении по грунтовой дороге со скоростью 5 км/ч.In FIG. Figure 4 presents the spectral densities of the longitudinal inclination angles of the self-propelled TTM body obtained by means of simulation with stabilization of the machine body according to the proposed method and without it when driving on a dirt road at a speed of 5 km / h.

На фиг. 5 представлены полученные с помощью имитационного моделирования спектральные плотности углов продольного наклона корпуса самоходной ТТМ со стабилизацией корпуса машины по предложенному способу и без него при движении по грунтовой дороге со скоростью 10 км/ч.In FIG. 5 shows the spectral densities of the longitudinal inclination angles of the self-propelled TTM body obtained by simulation, with stabilization of the machine body according to the proposed method and without it when driving on a dirt road at a speed of 10 km / h.

Описание позиций и принятые обозначения на фиг. 1-3:The description of the items and the accepted symbols in FIG. 1-3:

1 - подвижная составная часть машины;1 - movable component of the machine;

2 - исполнительный привод;2 - executive drive;

3 - корпус машины;3 - machine body;

4 - датчики состояния машины;4 - machine condition sensors;

5 - блок управления;5 - control unit;

Ск - положение центра масс корпуса машины;With to - the position of the center of mass of the machine body;

О - центр качания подвижной составной части машины 1;About - the center of the swing of the movable component of the machine 1;

K,N - точки крепления исполнительного привода 2;K, N - mounting points of the actuator 2;

ωC - угловая скорость корпуса ТТМ относительно центра масс;ω C is the angular velocity of the TTM body relative to the center of mass;

ω0 - угловая скорость при повороте подвижной составной части машины относительно центра качания О;ω 0 - the angular velocity when turning the movable component of the machine relative to the center of swing About;

Мдс - стабилизирующий момент;M ds - stabilizing moment;

Рц - активная сила, приложенная со стороны исполнительного привода к подвижной составной части машины при ее принудительном повороте относительно корпуса машины;R c - the active force applied from the side of the actuator to the movable component of the machine during its forced rotation relative to the machine body;

Rц - сила реакция, действующая на корпус машины со стороны исполнительного привода при принудительном повороте подвижной составной части машины.R c - reaction force acting on the machine body from the side of the actuator during forced rotation of the movable component of the machine.

Figure 00000001
- плечо действия активной силы Рц относительно центр масс корпуса машины Ск;
Figure 00000001
- the shoulder action of the active force R c relative to the center of mass of the machine body C to ;

Figure 00000002
- плечо действия силы реакции Rц относительно центр масс корпуса машины Ск.
Figure 00000002
- the shoulder action of the reaction force R c relative to the center of mass of the machine body C to .

Представленный пример машины может быть рассмотрен как двух массовая динамическая система, а указанные стабилизирующие усилие, действующие на корпус машины 3, может быть реализовано со стороны исполнительного привода 2 при повороте подвижной составной части машины 1 относительно центра качания О (фиг. 1).The presented example of the machine can be considered as a two-mass dynamic system, and the indicated stabilizing force acting on the body of the machine 3 can be realized from the side of the actuator 2 when the movable component of the machine 1 is rotated relative to the swing center O (Fig. 1).

Величина возможных стабилизирующих усилий будет определятся не только массо-габаритными параметрами подвижной составной части машины 1, но и кинематическими параметрами ее поворота относительно корпуса машины 3 с помощью исполнительного привода 2.The magnitude of the possible stabilizing forces will be determined not only by the mass-dimensional parameters of the movable component of the machine 1, but also by the kinematic parameters of its rotation relative to the body of the machine 3 using the actuator 2.

В качестве исполнительного привода 2 для поворота подвижной составной части машины 1 может быть применен гидравлический, электромеханический, пневматический или др. тип привода.As the actuator 2 to rotate the movable component of the machine 1 can be applied to a hydraulic, electromechanical, pneumatic or other type of drive.

Рабочий процесс разработанного способа стабилизации рассмотрим на примере самоходной ТТМ с колесным движителем и подвижной составной частью машины 1 в виде навесного оборудования, расположенного спереди, и имеющего за счет исполнительного привода 2 и шарнирного соединения с корпусом машины 3 одну вращательную степень свободы относительно центра качания О подвижной составной части машины 1. В случае движения самоходной ТТМ по неровностям возникают продольно-угловые колебания ее корпуса 3, которые можно описать, например, угловой скоростью продольно-угловых колебаний корпуса ωC (фиг. 1). При галопировании корпуса машины 3 сигнал от датчиков состояния самоходной ТТМ, обладающих возможностью определения кинематических параметров движения корпуса машины 3 и передачи сигнала, подают в блок управления, установленный с возможностью вычисления и передачи управляющего сигнала на исполнительный привод 2, который обеспечивает принудительный поворот навесного оборудования 1 относительно корпуса машины 3 путем приложения активной силы Рц к точке крепления N управляющего исполнительного привода 2. Если подвижную составную часть 1 машины представить абсолютно твердым телом, то в соответствии с леммой Пуансо активная сила Рц переносится параллельно первоначальному положению и прикладывается к центру качания О подвижной составной части машины 1 (фиг. 2). При этом в момент поворота подвижной составной части машины 1 на корпус машины 3 со стороны исполнительного привода 2 также действует сила реакция Rц, приложенная к точке крепления TV управляющего исполнительного привода 2. Активная сила Рц и сила реакция Rц на соответствующих плечах

Figure 00000003
и
Figure 00000004
формируют относительно центра масс корпуса машины пару моментов, за счет разницы которых обеспечивается формирование стабилизирующего момента Мдс. Величина и направление активной силы Рц и силы реакция Rц зависит от направления и кинематических параметров (угловой скорости ω0, углового ускорения) поворота подвижной составной части 1 относительно ее корпуса машины 3.The workflow of the developed stabilization method will be considered as an example of a self-propelled TTM with a wheel propeller and a movable component of machine 1 in the form of attachments located in the front and having one rotational degree of freedom relative to the swing center due to the actuator 2 and the articulation to the body of the machine 3 component of the machine 1. In the case of self-propelled TTM movement along bumps, longitudinal-angular vibrations of its body 3 arise, which can be described, for example, angular velocity new longitudinal angular oscillations of the housing ωC (Fig. 1). When galloping the body of the machine 3, the signal from the state-of-the-art TTM sensors capable of determining the kinematic parameters of the motion of the body of the machine 3 and transmitting the signal is supplied to a control unit installed with the ability to calculate and transmit a control signal to the actuator 2, which provides for the forced rotation of the attachment 1 relative to the body of the machine 3 by applying an active force Pc to the attachment point N of the control actuator 2. If the movable component 1 of the machine is represented by an absolutely solid body, then, in accordance with the Poinsot lemma, the active force Pc transferred parallel to the original position and is applied to the center of swing About the moving component of the machine 1 (Fig. 2). Moreover, at the moment of rotation of the movable component of the machine 1, the reaction force R also acts on the body of the machine 3 from the side of the actuator 2capplied to the mounting point TV of the control actuator 2. Active force Pc and reaction force Rcon the respective shoulders
Figure 00000003
 and
Figure 00000004
 form a couple of moments relative to the center of mass of the machine body, due to the difference of which the formation of the stabilizing moment Mds. The magnitude and direction of the active force Pc and reaction force Rc depends on the direction and kinematic parameters (angular velocity ω0, angular acceleration) of rotation of the movable component 1 relative to its body of the machine 3.

При крене корпуса машины 3 вперед (фиг. 2) сигнал от датчиков состояния 4, обладающих возможностью определения кинематических параметров движения корпуса машины 3 и передачи сигнала, подают в блок управления 5, установленный с возможностью вычисления и передачи управляющего сигнала на исполнительный привод 2, который путем приложения активной силы Рц к точке крепления N управляющего исполнительного привода 2 обеспечивает принудительный поворот подвижной составной части 1 относительно центр качания О против часовой стрелки с заданным уровнем угловой скорости ωO (фиг. 2). Действующие сила Рц и реакция Rц действуют навстречу друг другу и относительно центра масс на плечах

Figure 00000005
и
Figure 00000006
формируют моменты сил с противоположными знаками. Однако из-за того, что сила Рц действует на меньшем плече, чем реакция Rц, то суммарный динамический момент стабилизации Мдс, действует в противоположном направлении поворота корпуса машины 3 и возвращает его в исходное положением (фиг. 2).When the body of the machine 3 rolls forward (Fig. 2), the signal from the state sensors 4, which have the ability to determine the kinematic parameters of the motion of the machine body 3 and transmit the signal, is supplied to the control unit 5, which is installed with the ability to calculate and transmit the control signal to the actuator 2, which by applying the active power P u n to the point of attachment of the control actuator 2 provides the forced rotation of the movable part 1 relative to the swing center O counterclockwise specify urs em angular velocity ω O (FIG. 2). The acting force R c and the reaction R c act towards each other and relative to the center of mass on the shoulders
Figure 00000005
and
Figure 00000006
form moments of forces with opposite signs. However, due to the fact that the force R c acts on the smaller arm than the reaction R c , the total dynamic stabilization moment M ds acts in the opposite direction of rotation of the machine casing 3 and returns it to its original position (Fig. 2).

В случае крена корпуса машины 3 назад (фиг. 3) сигнал от датчиков состояния машины 4, обладающих возможностью определения кинематических параметров движения корпуса машины 3 и передачи сигнала, подают в блок управления 5, установленный с возможностью вычисления и передачи управляющего сигнала на исполнительный привод 2. Исполнительный привод 2 обеспечивает поворот подвижной составной части машины 1 относительно центр качания О по часовой стрелке с заданной угловой скоростью ωO (фиг. 3). В этот момент активная сила Рц и сила реакция Rц действуют в разные стороны, а момент, сформированный реакцией Rц на плече

Figure 00000007
больше, чем
Figure 00000008
в результате чего корпус машины возвращается в исходное положение от действия момента Мдс, направленного против часовой стрелки относительно центра масс корпуса машины Ск.In the case of a roll of the body of the machine 3 back (Fig. 3), the signal from the state sensors of the machine 4, with the ability to determine the kinematic parameters of the movement of the body of the machine 3 and signal transmission, is fed to the control unit 5, which is installed with the ability to calculate and transmit the control signal to the actuator 2 The actuator 2 provides rotation of the movable component of the machine 1 relative to the center of swing O clockwise with a given angular velocity ω O (Fig. 3). At this moment, the active force R c and the reaction force R c act in different directions, and the moment formed by the reaction R c on the shoulder
Figure 00000007
more than
Figure 00000008
as a result, the machine body returns to its original position from the action of the moment M ds directed counterclockwise relative to the center of mass of the machine body C k .

Таким образом, в результате принудительного поворота подвижной составной части 1 относительно центра качения О формируется сила реакции Rц, действующая на корпус машины 3 и, как следствие, возникает стабилизирующий момент Мдс, действующего против направления углового перемещения корпуса машины и возвращающий его в исходное положение. Направление действия момента Мдс определяется направлением поворота подвижной составной части машины 1 относительно центр качания О, а его величина зависит от массо-габаритных свойств подвижной составной части машины и кинематических параметров поворота.Thus, as a result of the forced rotation of the movable component 1 relative to the rolling center O, a reaction force R c is formed that acts on the machine body 3 and, as a result, a stabilizing moment M ds arises, acting against the direction of the angular movement of the machine body and returns it to its original position . The direction of action of the moment M ds is determined by the direction of rotation of the movable component of the machine 1 relative to the swing center O, and its value depends on the mass-dimensional properties of the movable component of the machine and the kinematic parameters of the rotation.

Заявителем разработаны математические и имитационные модели, с помощью которых обоснована эффективность и работоспособность предложенного способа стабилизации ТТМ на примере самоходного кормоуборочного комбайна с составной подвижной частью в виде навесного адаптера. Посредствам имитационного моделирования построены спектральные плотностях углов продольного наклона корпуса кормоуборочного комбайна при прямолинейном движении по грунтовым дорогам со скоростью 5 км/ч (фиг. 4) и 10 км/ч (фиг. 5) из которых видно, что стабилизация корпуса машины по предложенному способу позволяет снизить пиковые значения параметра колебаний до 25-60%.The applicant has developed mathematical and simulation models, with the help of which the effectiveness and efficiency of the proposed method for stabilizing the TTM are justified by the example of a self-propelled forage harvester with an integral movable part in the form of a mounted adapter. By means of simulation, spectral densities of the angles of longitudinal inclination of the housing of the forage harvester for rectilinear movement on dirt roads at a speed of 5 km / h (Fig. 4) and 10 km / h (Fig. 5) are constructed, from which it is seen that stabilization of the machine body according to the proposed method allows to reduce peak values of the oscillation parameter to 25-60%.

Осуществление описанного способа позволяет уменьшить динамические нагрузки, действующих на машину и ее оператора за счет приложение на корпус ТТМ со стороны исполнительного привода, обеспечивающего подвижность составной подвижной части, стабилизирующих усилий и, как следствие, стабилизирующего момента.The implementation of the described method allows to reduce the dynamic loads acting on the machine and its operator due to the application of the TTM on the side of the actuator, providing mobility of the moving part, stabilizing forces and, as a consequence, stabilizing moment.

Claims (1)

Способ стабилизации движения самоходных транспортно-технологических машин, заключающийся в создании с помощью исполнительного привода стабилизирующих усилий, воздействующих на корпус машин, отличающийся тем, что в процессе создания стабилизирующих усилий с помощью исполнительного привода формируют активную силу, с возможностью поворота подвижной составной части машины относительно ее корпуса и силу реакции, действующую на корпус машины, при этом активная сила и сила реакции создают относительно центра масс корпуса машины противоположно направленные вращающие моменты с плечами разной величины, разница которых обеспечивает формирование стабилизирующего момента, действующего против направления углового перемещения корпуса машины с возвращением его в исходное положение.A method of stabilizing the movement of self-propelled transport-technological machines, which consists in creating, using an actuator, stabilizing forces acting on the machine body, characterized in that in the process of creating stabilizing forces using an actuator, an active force is formed, with the possibility of rotation of the movable component of the machine relative to its the body and the reaction force acting on the machine body, while the active force and the reaction force create relative to the center of mass of the machine body falsely directed torques with shoulders of different sizes, the difference of which ensures the formation of a stabilizing moment acting against the direction of the angular movement of the machine body with its return to its original position.
RU2019104661A 2019-02-19 2019-02-19 Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines RU2708404C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104661A RU2708404C1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104661A RU2708404C1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2708404C1 true RU2708404C1 (en) 2019-12-06

Family

ID=68836704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104661A RU2708404C1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2708404C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668141C1 (en) * 2017-11-07 2018-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Method and device for stabilizing torque moment at drive wheels

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668141C1 (en) * 2017-11-07 2018-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Method and device for stabilizing torque moment at drive wheels

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Научная электронная библиотека "Киберленинка". > Экспериментальное *
Научная электронная библиотека "Киберленинка". > Экспериментальное исследование эффективности стабилизации движения трактора при работе на склоне в режиме вспашки на масштабных моделях. https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnoe-issledovanie-effektivnosti-stabilizatsii-dvizheniya-traktora-pri-rabote-na-sklone-v-rezhime-vspashki-na-masshtabnyh-1. *
Научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. Наука и образование. 77-30569/347169. Синтез адаптивной динамической непрерывной системы гашения колебаний корпуса многоосных колесных машин. #10, октябрь 2011. http://engineering-science.ru/doc/347169.html. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7744149B2 (en) Cab suspension linkage system
US10494039B2 (en) Multiple degree of freedom cab suspension system
FI125426B (en) Arrangement and method for enabling rotation of a vehicle bogie or roller axle and chassis
JP4333767B2 (en) Vehicle control device
US9982413B2 (en) Cab suspension system for a work vehicle
US11203383B2 (en) Operator station suspension system
Rahmfeld et al. An overview about active oscillation damping of mobile machine structure
EP4206005A1 (en) Suspension control method, suspension control apparatus, and vehicle
CN113562090A (en) Mobile engineering machine
RU2708404C1 (en) Method for stabilization of movement of self-propelled transport-process machines
Cheng et al. Influence of hanging farm implement on vibration of tractor with electro-hydraulic hitch system
JP4754863B2 (en) Articulated work machine
US9464684B2 (en) Vibration control system with virtual end stops
Hansson PM—Power and machinery: working space requirement for an agricultural tractor axle suspension
KR101427945B1 (en) Active roll control system
DE102005025536A1 (en) Mobile machine used as a hydraulic driven excavator comprises a unit for generating traveling and working movement, devices for measuring the position and/or the speed of working hinges and pressure sensors
Rehnberg et al. Snaking stability of articulated frame steer vehicles with axle suspension
US11390332B2 (en) Semi-active cab suspension for large agricultural vehicles
CN110745187A (en) Vehicle with a steering wheel
JP7340379B2 (en) wheeled work vehicle
JPH0930229A (en) Suspension device for working vehicle
US11712964B1 (en) Systems and methods for vehicle suspensions
JP3455868B2 (en) Construction vehicle seat damping device
US4149606A (en) Wheel tractor suspension system
Achen et al. Semi-active vehicle cab suspension using magnetorheological (MR) technology

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210220