ТЕОРИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ И УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА

Целью данного исследования является разработка теоретических основ вертикальных колебаний комбинированного пахотно-измельчительного машинно-тракторного агрегата и обоснование устойчивости его движения в продольно-вертикальной плоскости. При проведении исследований использованы методы построения расчетных математических моделей функционирования сельскохозяйственных машин и машинных агрегатов, основанные на теории трактора, теории колебаний, теории автоматического регулирования и устойчивости движения, и методы составления программ и численных расчетов на ПЭВМ. Динамика вертикальных колебаний данного агрегата исследована на основе анализа амплитудно-частотных характеристик агрегата как динамической системы, реагирующей на внешние возмущения в виде неровностей поверхности почвы. В результате проведенных аналитических исследований вначале была построена эквивалентная схема данного комбинированного машинно-тракторного агрегата в продольно-вертикальной плоскости, определены характерные его точки, заданы линейные и угловые перемещения, приложены активные силы. Каждое пневматическое колесо агрегата, представленное в виде упругодемпфирующей модели, имеет точечный контакт с неровностями поверхности почвы, которые заданы соответствующими высотами. Используя исходные уравнения динамики в форме Лагранжа 2-го рода, вначале были определены обобщенные координаты, выражения для кинетических и потенциальных энергий, диссипативных функций и обобщенных сил и после необходимых преобразований составлена система из четырех дифференциальных уравнений движения рассматриваемой динамической системы. Далее для полученной системы дифференциальных уравнений были выполнены преобразования Лапласа, что дало возможность получить систему уравнений в операторной форме и подготовить их к виду, удобному для численных расчетов по составленной программе на ПЭВМ. По результатам численных расчетов построены графики амплитудных и фазовых частотных характеристик вертикальных колебаний трактора при различных коэффициентах жесткости его управляемых колес, амплитудно-частотные характеристики колебаний измельчителя в зависимости от его массы и коэффициента жесткости шин опорных колес, а также характеристики колебаний плуга при различных коэффициентах жесткости его полевого опорного пневматического колеса.

1. Василенко, П. М. Об уравнениях динамики систем с неголономными связями / П. М. Василенко // Земледельческая механика: сб. тр. / П. М. Василенко. – Москва: Машиностроение, 1968. – Т. II. – С. 26–34.

2. Василенко, П. М. Элементы теории устойчивости движения прицепных сельскохозяйственных машин и орудий / П. М. Василенко // Сборник трудов по земледельческой механике / П. М. Василенко. – Москва: Машиностроение, 1954. – Т. 2. – С. 73–92.

3. Василенко, П. М. О методике механико-математических изысканий при разработке сельскохозяйственной техники / П. М. Василенко // Бюллетень технической информации. – Москва: ГОСНИТИ, 1962. – 230 с.

4. Василенко, П. М. Введение в земледельческую механику / П. М. Василенко. – Киев: Сельхозобразование, 1996. – 252 с.

5. Гячев, Л. В. Динамика машинно-тракторных и автомобильных агрегатов / Л. В. Гячев. – Ростов н/Д: Изд-во Ростовского университета, 1976. – 192 с.

6. Гячев, Л. В. Устойчивость движения сельскохозяйственных машин и агрегатов / Л. В. Гячев. – Москва: Машиностроение, 1981. – 206 с.

7. Кутьков, Г. М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства / Г. М. Кутьков. – Москва: КолосС, 2004. – 504 с.

8. Гуськов, А. В. Определение рационального коэффициента кинематического несоответствия и схемы привода ведущих мостов колесного трактора / А. В. Гуськов // Вестник Белорусского национального технического университета. – 2008. – № 6. – С. 64–67.

9. Трепененков, И. И. Эксплуатационные показатели сельскохозяйственных тракторов / И. И. Трепененков. – М.: Государственное науч.-техн. изд-во машиностроительной литературы, 1963. – 272 с.

10. Pădureanu, V. Theoretical research to improve traction performance of wheeled tractors by using supplementary driven axle / V. Pădureanu, M. I. Lupu, C. M. Canja. – Proceedings of 5th International Conference «Computational Mechanics and Virtual Engineering» COMEC 2013, Brasov, Romania, 24-25 October, 2013. – Pp. 410–415.

11. Фаробин, А. Я. Теория поворота транспортных машин / А. Я. Фаробин. – М.: Машиностроение, 1970. – 174 с.

12. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. – М.: Колос, 1980. – 671 с.