Исследование динамических нагрузок в трансмиссиях тяжелых автосамосвалов при работе на крутых уклонах

Аннотация

Динамические нагрузки в трансмиссиях тяжелых автосамосвалов при эксплуатации на крутых уклонах представляют критический фактор, определяющий надежность и долговечность силовых агрегатов. Проведенное исследование направлено на комплексный анализ характера и интенсивности динамических воздействий в элементах трансмиссии при работе на уклонах свыше $15^{\circ}$. Методология включает экспериментальные измерения динамических нагрузок на карьерных автосамосвалах грузоподъемностью 45-90 тонн, математическое моделирование нагруженности трансмиссии и конечно- элементный анализ критических узлов. Эмпирическая база исследования охватывает 847 измерений в условиях реальной эксплуатации на уклонах 12-24° при различных режимах нагружения. Результаты показывают превышение расчетных динамических нагрузок в 2,3-3,7 раза при преодолении крутых подъемов с полной загрузкой. Максимальные пиковые значения крутящих моментов достигают 47,2 кН-м в главной передаче при номинальном значении 19,8 кНм. Коэффициент динамичности нагружения варьируется от 1,85 до 4,12 в зависимости от угла уклона и скорости движения. Спектральный анализ выявил доминирующие частоты динамических воздействий в диапазонах 8-15 Гц и 23-31 Гц. соответствующие резонансным характеристикам элементов трансмиссии. Установлена корреляционная зависимость между углом уклона и интенсивностью динамических нагрузок с коэффициентом детерминации $R^{2}=0,847$ Полученные результаты свидетельствуют о необходимости корректировки методик проектного расчета трансмиссий и разработки адаптивных систем управления для минимизации динамических воздействий.