МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА З УРАХУВАННЯМ ЗМІНИ ГАКОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ ТА ВЕРТИКАЛЬНИХ КОЛИВАНЬ ОСТОВА

Є. Калінін, І. Колєснік, І. Лебедєва, Т. Балабай

Анотація


Мета дослідження. Розроблення математичного опису функціонування гусеничного трактора в складі машинно-тракторного агрегата з урахуванням змінного характеру тягового навантаження, непрямолінійності руху і коливань тракторного остова, викликаних впливом ґрунтових нерівностей.
Методи дослідження. Формування математичного аналога трактора, максимально наближеного до реального об’єкта.
Результати дослідження. До цього часу аналітичні дослідження роботи трактора в складі агрегата проводилися з припущеннями, що виключають з одночасного розгляду окремі види впливів на трактор, серед яких виділяють перехідні і сталі динамічні процеси, крутильні коливання в приводі і системі автоматичного регулювання двигуна, низькочастотні і високочастотні (вібрації) коливання окремих деталей, періодичні і випадкові процеси, які виникають внаслідок взаємодії трактора і знаряддя з ґрунтом, а також коливання, які генеруються окремими агрегатами і системами трактора. Таке явище можна пояснити досить складними математичними моделями, розв’язання яких неможливе без використання комп’ютерного забезпечення, тому як вплив приймається, як правило, або тягове навантаження, або ґрунтові нерівності. Тому метою роботи є розроблення математичного опису функціонування гусеничного трактора в складі машинно-тракторного агрегата з урахуванням змінного характеру тягового навантаження, непрямолінійності руху і коливань тракторного остова, викликаних впливом ґрунтових нерівностей. Першим впливом на систему прийнятий прикладений до умовного вала трактора момент опору знаряддя, який є випадковою функцією часу. Другим впливом на систему прийнята базова координата, яка представляє собою лінію, яка копіює слід попереднього проходу і є випадковою функцією часу. Це означає, що під час руху машини відстежується напрямна. З огляду на дискретний характер керівних впливів оператора і пов’язаний з цим дискретний характер роботи механізму повороту трактора, поворот трактора навколо вертикальної осі описується двома рівняннями, які відповідають двом умовам за курсовим кутом. Поведінка оператора в процесі керування напрямком руху трактора може бути уподібнена функціонуванню ймовірнісної системи із самоорганізацією та самоналаштуванням. В основу математичного опису оператора покладено опис, розроблений у результаті великих експериментальних досліджень дій водія трактора під час оранки. У математичному описі в системі підресорювання приймаються такі припущення: профіль колії під обома гусеницями однаковий; котки описують профіль колії, маючи постійний контакт з гусеницею; остов трактора є жорстким тілом, тому переміщення точок повністю визначають переміщення центра ваги трактора; кут нахилу лінії дії тягового опору під час коливань остова трактора не змінюється; вертикальне навантаження на праву і ліву гусениці однакові. Виводячи рівняння, дійсна схема каретки була замінена еквівалентною і було зроблено припущення, що нерівності профілю дороги впливають безпосередньо на пружні в’язі підвіски.
Висновки. Теоретичними дослідженнями за розробленою моделлю встановлено, що співвідношення кутових швидкостей намотування гусениці і розмотування визначає швидкість поступального руху трактора. За перевищення величини швидкості розмотування поступальний рух трактора припиняється на час дії цієї нерівності, тобто поки не вибереться звільнена ділянка гусеничного ланцюга. Тож, незважаючи на те, що навантаження на двигуні знижується внаслідок галопування трактора, а частота обертання колінчастого вала двигуна дещо підвищується, швидкість трактора в цей період стає меншою і він може навіть зупинитися.

Ключові слова


Машинно-тракторний агрегат; Гусеничний рушій; Коливання; Поступальний рух; Гакове навантаження; Непрямолінійність руху; Рівняння руху

Повний текст:

PDF PDF (English) PDF (Русский)

Посилання


Калінін Є. І., Романченко В. М., Юр’єва Г. П. Моделювання коливань кузову транспортного засобу на гусеничному ході з врахуванням гнучкості кузову Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів. 2016. № 6. С. 232-238.

Калінін Є. І., Шуляк М. Л., Шевченко І. О. Дослідження перехідних процесів в коробці змінних передач мобільного енергетичного засобу. Вісник ХНТУСГ ім. Петра Василенка. 2016. Вип. 168. С. 73-79.

Лебедєв А. Т., Калінін Є. І. Теоретичне дослідження тягово-зчіпних властивостей тракторів, обладнаних здвоєними шинами, під час виконання ґрунтообробних робіт на агрофоні підвищеної вологості. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Зб. наук. пр. УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого. Дослідницьке. 2010. Вип. 14 (28). С. 216-224.

Калінін Є. І. Частотний аналіз коливань гусеничних тракторів. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Зб. наук. пр. УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого. Дослідницьке. 2018. Вип. 22 (36). С. 86-91.

Гурский Н. Н., Фурунжиев Р. И. Математические и инструментальные средства виртуального проектирования мобильных машин. Проблемы создания информационных технологий. М. 2005. Вып. 13. С. 65-74.

Калінін Є. І. Аналіз зміщення центру ваги напівначіпної машини при її функціонуванні. Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Зб. наук. пр. УкрНДІПВТ ім. Л.Погорілого. Дослідницьке. 2010. Вип. 14 (28). С. 216-224.

Кутьков Г. М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства. – М.: КолосС, 2004. – 503 с.

Крутов В. И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. – М.: Машгиз, 1960. – 416 с.