Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ПАРАМЕТРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ХОДА ПОЧВОБРАБАТЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА

Анутов Р.М. 1 Котельников В.Я. 2 Козявин А.А. 3 Котельников А.В. 2 Тищенко Д.Е. 1
1 Грязинский культиваторный завод
2 Юго-Западный госуниверситет
3 КГСХА
Даны исследования эксплуатационной и технологической устойчивости комбинированных машин и сепарирующих рабочих органов культиватора.
культиваторы
эксплуатационная и технологическаяустойчивость машин

Особенность работы комбинированных машин состоит в том, что в процессе выполнения рабочего процесса они получают неравномерную нагрузку от рельефа, вращающихся массивных неуравновешенных роторов, тракторного двигателя и др. Изучение факторов, влияющих на устойчивость хода комбинированных агрегатов, позволяет разработать и установить технические приемы повышения качества функционирования современных почвообрабатывающих и посевных машин [1, 2].

Практика эксплуатации машин и теоретические исследования показывают, что давление на опоры снижаются при уменьшении весовых характеристик агрегата и симметричной установки основных рабочих органов. Расчет устойчивости хода определяется параметрами равномерности глубины обработки почвы по ширине и прямолинейности движения агрегата вдоль линии тяги, виртуальных перемещений. Положение центра тяжести агрегата в пространстве в любой момент времени определяется тремя перемещениями вдоль оси координат ОХ, ОY, ОZ и тремя поворотами вокруг этих же осей. Для определения равномерности хода рабочих органов по глубине рассмотрим устойчивость хода агрегата в продольно-вертикальной плоскости. Исходя из агротехнических требований, глубина хода h рабочих органов имеет допустимые отклонения ±Dh.

Комбинированные агрегаты включают лапы с жестким или шарнирным креплением стоек на раме, ротационные катки на шарнирной подвеске с автономным копированием рельефа, выравнивающие устройства и др. Они находятся под воздействием приведенной силы сопротивления почвы R, которую разложим на горизонтальную и вертикальную реакции Rx и Ry, вес рабочего органа G = mg и добавочный конструктивный вес агрегата Qa, приходящийся на один рабочий орган, реакции сил тяги в шарнирах, которую разложим на две составляющие ХА и YA.

Силы реакции почвы Rx и Ry меняются в зависимости от влажности переменной плотности почвы, остальные силы являются постоянными, либо они изменяются в малых пределах. Закономерности изменения возмущающего момента на устойчивость хода рабочих органов можно установить по переменному углу q.

Составим дифференциальное уравнение движения агрегата, воспользовавшись уравнением Лагранжа второго рода:

Eqn20.wmf

Проекции скорости перемещения центра масс на оси координат определим из уравнений:

Eqn21.wmf

Eqn22.wmf

Значения кинетической энергии Т найдем из уравнения Штейнера:

Eqn23.wmf

где m – масса системы; va – скорость центра масс агрегата; J0 – момент инерции системы относительно оси, проходящей через центр тяжести перпендикулярно к плоскости рамы и линии движения агрегата; Qq – обобщенная сила.

Уравнение Лагранжа можно записать через параметры динамической системы:

Eqn24.wmf

Тогда

Eqn25.wmf

где Eqn26.wmf

В уравнении виртуальной работы действующих на систему сил, коэффициент при виртуальном перемещении является обобщенной силой.

Eqn27.wmf

где MR – суммарный момент всех сил, приложенных к раме агрегата относительно точек крепления рабочих органов.

Eqn28.wmf

где l – длина шарнирной рамы для крепления рабочих органов к общей раме агрегата; lс – расстояние от точки прицепа до центра тяжести секции рабочих органов; l1 – расстояние от точки прицепа агрегата до точки приложения дополнительной нагрузки; H – высота рамы для крепления рабочих органов; Hс – расстояние от рамы агрегата до центра тяжести рабочих органов; Rx, Ry – соответственно горизонтальная и вертикальная сила сопротивления рабочих органов; G – вес рабочих органов; Q – дополнительная догрузка рабочих органов.

После преобразования синуса и косинуса двойного угла получим

Eqn29.wmf

Отсюда

Eqn30.wmf

Eqn31.wmf

Eqn32.wmf

Заменяя алгебраические полиномы значениями s1, s2, s3, получим обобщенную силу:

MR = s1cosq – s2sinq – s3.

Интегрирование дает:

Eqn33.wmf

Время поворота рамы в виде

Eqn34.wmf

Значения угла q:

Eqn35.wmf

Это уравнение определяет закон изменения углов отклонения рам комбинированных агрегатов в зависимости от его размерных и режимных параметров. Подставляя значения параметров в это уравнение, можно определить их влияние на устойчивость хода агрегата. Для различных комбинированных машин их продольная база изменяется от 3 до 6 м. В равных условиях на качество копирования рельефа влияет, прежде всего, момент инерции агрегата, т. е. при увеличении продольной базы агрегата момент инерции возрастает пропорционально квадрату радиуса инерции. При этом угловые ускорения рамы уменьшаются обратно пропорционально моменту инерции агрегата относительно оси, перпендикулярной линии тяги трактора.

Расчет параметров силовых нагрузок на рабочие органы и рамы определяется по удельному сопротивлению почвы и внешним силам, действующим на агрегат.


Библиографическая ссылка

Анутов Р.М., Котельников В.Я., Козявин А.А., Котельников А.В., Тищенко Д.Е. ПАРАМЕТРЫ УСТОЙЧИВОСТИ ХОДА ПОЧВОБРАБАТЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 12. – С. 12-13;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=31118 (дата обращения: 01.11.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074