Расчёт нормальной жёсткости шин для тракторов и сельскохозяйственных машин на основе радиуса качения колеса

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Для сохранения физических свойств почв производители сельскохозяйственных машин используют средства уменьшения давления опорных элементов шасси на грунт. Одно из них — снижение жесткости шин. Нормальная (радиальная) жёсткость шины определяет её способность к деформированию и геометрические параметры пятна контакта, определяющие давление на почву. Значения величины нормальной жесткости шины при проектном моделировании движения тракторов и сельскохозяйственных машин рассчитывают по известным универсальным экспериментальным зависимостям, не являющимся специализированными для тракторов и сельскохозяйственных машин.

Цель работы — разработка методики расчёта нормальной жесткости шин для тракторов и сельскохозяйственных машин на основе радиуса качения в ведомом режиме колеса.

Материалы и методы. Для тракторов и сельскохозяйственных машин расчёты нормальной жесткости шин заданного свободного радиуса при нормируемом давлении в шине и вертикальной нагрузке производились по новой предложенной методике через радиус качения в ведомом режиме колеса. Использовались программные продукты: Excel, MatLab, Curve Expert Professional.

Результаты. Разработана методика расчёта нормальной (радиальной) жёсткости сельскохозяйственной шины заданного свободного радиуса при заданной нагрузке и внутреннем давлении, основанная на использовании радиуса качения в ведомом режиме колеса. По полученной методике рассчитаны жесткости 93 шин для тракторов и сельскохозяйственных машин. Максимальная погрешность расчёта жёсткости сельскохозяйственных шин по предложенной методике составила для радиальных и диагональных шин 20%, а средняя погрешность составила: для радиальных шин — 6%, а для диагональных шин — 10%.

Заключение. Разработана и реализована методика расчёта нормальной жесткости сельскохозяйственных шин через радиус качения в ведомом режиме колеса. Методика может быть использована при проектном моделировании движения трактора или сельскохозяйственной машины.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Екатерина Викторовна Балакина

Волгоградский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: fahrgestell@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5152-9340
SPIN-код: 2595-2802

д-р техн. наук, профессор

Россия, Волгоград

Иван Васильевич Сергиенко

Волгоградский государственный технический университет

Email: sergienko-1993@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7821-6395
SPIN-код: 1256-3631

канд. техн. наук, ассистент

Россия, Волгоград

Владимир Александрович Коньшин

Волгоградский государственный технический университет

Email: Vovan.v5202@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-8149-4386
SPIN-код: 7886-1510

магистр

Россия, Волгоград

Список литературы

  1. Balabin IV, Chabunin IS under general ed. IV Balabin. Mechanics of the wheel of a mobile car. Moscow: MGTU im N.E Baumana; 2022. (In Russ.)
  2. Godzhaev ZА, Pryadkin VI, Kolyadin PА, Artemov АV. Promising mobile vehicles with ultra-low pressure tires for agricultural production. Tractors and Agricultural Machinery. 2022;89(4):277–286. (In Russ.) doi: 10.17816/0321-4443-115016 EDN: EHPEDS
  3. Godzhaev ZA, Goncharenko SV, Аrtemоv AV, et al. Computational and experimental assessment of the influence of ultra-low pressure tires of mobile power equipment on soil. Tractors and Agricultural Machinery. 2020;3:35–47 (In Russ.). doi: 10.31992/0321-4443-2020-3-35-47 EDN: CRBLBG
  4. Revenko VYu, Godzhaev ZА, Rusanov АV. Methods for assessing the contact area of wheel propellers with a support base. Tractors and Agricultural Machinery. 2019;86(5):48–54. (In Russ.) doi: 10.31992/0321-4443-2019-5-48-54
  5. Leiva-Villacorta F, Vargas-Nordcbeck A, Aguiar-Moya JP, et al. Influence of Tire Footprint Area and Pressure Distribution on Pavement Responses. In: The Roles of Accelerated Pavement Testing in Pavement Sustainability. Cham: Springer. 2016;685–700. doi: 10.1007/978-3-319-42797-3_45
  6. Kravec VN, Selifonov VV. Automobile theory. Moscow: Greenlight+; 2011. (In Russ.)
  7. Larin VV. Theory of movement of all-wheel drive wheeled vehicles: Textbook for universities. Moscow: MGTU im N.E Baumana; 2010. (In Russ.)
  8. Polungyan АА. Design of all-wheel drive wheeled vehicles. V 3: Textbook for universities. under ed. Moscow: MGTU im N.E Baumana; 2008. (In Russ.)
  9. Pacejka HB. Tire and Vehicle Dynamics. New York: Elsevier; 2012.
  10. Jazar RN. Vehicle Dynamics: Theory and Application. New York: Springer Science + Business Media; 2008.
  11. Balakina EV, Zadvornov VN, Berezovsky MS, et al. Study of tire stiffness coefficients. Radial stiffness coefficient. Automotive industry. 2020;8:7–10. (In Russ.) EDN: RWCEVI
  12. Balakina ЕV, Zadvornov VN, Sarbaev DS, et al. The calculation method of the length of contact of car tires with the road surface. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;632:9. doi: 10.1088/1757-899X/632/1/012022 EDN: RNKLOD
  13. Balakina EV, Zadvornov VN, Berezovsky MS, et al. Research of tire stiffness coefficients. Lateral stiffness coefficient. Automotive industry. 2020;9:18–20. (In Russ.) EDN: SKHQGJ
  14. Balakina ЕV, Sergienko IV, Sanjapov RR. Analysis of Various Types of Elastic Wheel Radii and Establishing Necessity and Sufficiency of Their Application for Various Problems. In: Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020) (Sochi. Russia. 18–22 May. 2020). Cham (Switzerland): Springer Nature Switzerland AG. 2021;I:9–16. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-54814-8_2. doi: 10.1007/978-3-030-54814-8_2 EDN: FAEHBH
  15. Dick AB. About the elastic wheel radius. Automotive industry. 2020;10:21–28 (In Russ.) EDN: ZMCAJL
  16. Viehweger M, Vaseur C, van Aalst S, et al. Vehicle state and tyre force estimation: demonstrations and guidelines. Vehicle System Dynamics. 2020. 1–28. doi: 10.1080/00423114.2020.1714672 EDN: GEBPXN
  17. Balakina ЕV, Kislov AI, Malkov VA, Bruev DV. Calculation of the Wheel Rolling Rradius at Design Modeling of a Wheeled Vehicle. In: Proceedings of the 8th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2022) (Sochi. Russia. 16–20 May. 2022). Cham (Switzerland): Springer. 2023;32–39. doi: 10.1007/978-3-031-14125-6_4 EDN: GZNFQE
  18. Balakina EV, Bruev DV, Malkov VA, Kislov AI. Study of limiting radial vehicle tire deformations. Gruzovik. 2022;8:31-34. (In Russ.) doi: 10.36652/1684-1298-2022-8-31-34 EDN: RJHUNA
  19. GOST 7463-2003. THE INTERSTATE STANDARD. Pneumatic tires for tractors and agricultural machinery. Technical conditions (2004). Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification. Moscow: Standardinform; 2004. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема колеса: — нормальная нагрузка колеса; — толкающая сила колеса; — скорость поступательного движения колеса; — угловая скорость колеса; — длина пятна контакта; — нормальная (радиальная) деформация шины; — высота профиля шины; — свободный (конструктивный) радиус шины; — посадочный радиус шины; — статический радиус колеса; — динамический радиус колеса.

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты расчёта для радиальных шин тракторов и сельскохозяйственных машин: линия — расчёт по универсальной зависимости ; точки — расчёт по полученной теоретической зависимости вида .

Скачать (81KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты расчёта для диагональных шин тракторов и сельскохозяйственных машин: линия — расчёт по универсальной зависимости ; точки — расчёт по полученной теоретической зависимости вида .

Скачать (81KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025


 СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 81900 выдано 05.10.2021.