Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы по теме исследования 10
1.1. Обзор литературы 10
1.2. Основы построения динамической модели сельскохозяйственного агрегата 25
Выводы по главе 33
Глава 2. Структурный анализ и синтез механизмов навесок мобильных сельскохозяйственных машин для копирования неровностей агрофона 35
2.1. Анализ и синтез конструкции заднего механизма навески трактора «Кировец» 37
2.2. Анализ и синтез конструкции заднего механизма навески трактора Минского тракторного завода (МТЗ) 42
Выводы по главе 46
Глава 3. Моделирование копирующей системы комбинированного сельскохозяйственного агрегата 48
3.1. Обоснование и методология составления модели 48
3.2. Построение математической модели 55
Выводы по главе 69
Глава 4. Экспериментальное исследование комбинированного агрегата 71
4.1. Программа эксперимента 71
4.2. Методика экспериментального исследования 71
4.2.1. Методика определения геометрических параметров
4.2.2. Методика определения инерционных характеристик
4.2.3. Методика определения упругих характеристик 74
4.2.4. Методика определения диссипативных характеристик 75
4.2.5. Методика определения почвенных факторов 76
4.2.6. Методика определения кинематических и силовых возмущений со стороны агрофона 81
4.3. Стохастическая зависимость возмущений под опорным и прикатывающем колёсах секции 121
4.4. Результаты экспериментального исследования 122
Выводы по главе 126
Глава 5. Оптимизация копирующей системы комбинированного сельскохозяйственного агрегата 128
5.1. Цели и методы оптимизация динамических систем 128
5.2. Постановка задачи оптимизации 130
5.3. Решение задачи оптимизации 134
5.4. Результаты оптимизации 148
5.5. Практическая реализация выполненного исследования и степень идентичности модели и реального агрегата 150
Выводы по главе 157
Общие выводы по работе 158
Литература 160
Приложения 176
- Основы построения динамической модели сельскохозяйственного агрегата
- Анализ и синтез конструкции заднего механизма навески трактора Минского тракторного завода (МТЗ)
- Построение математической модели
- Методика экспериментального исследования
Введение к работе
Постоянно возрастающая интенсификация процессов в сельском хозяйстве требует непрерывного роста уровня современной сельскохозяйственной техники. Качество и объемы урожая, а также качество земель, лугов и пастбищ напрямую зависят от того технического уровня сельскохозяйственной техники и технологий земледелия, которое на сегодняшний день может быть предложено.
Современные сельскохозяйственные машины, в частности трактора, комбайны и другие, имеют постоянную тенденцию к наращиванию мощностей. Возрастает их энергонасыщенность, повышаются рабочие скорости и увеличивается ширина рабочего захвата. Всё более широкое применение находят средства компьютеризированного контроля и управления рабочим процессом.
Снижение металлоёмкости машин, выполняющих
сельскохозяйственные операции, и уменьшение затрат, связанных с расходом ГСМ, способствует соблюдению требований к почво- и энергосберегающим технологиям.
Многие страны мира в настоящее время имеют утверждённые программы стандартизации техники, поставляемой для нужд агропромышленного комплекса. Это позволяет создавать нормативные базы (стандарты и нормативные документы ISO, ГОСТ, ОСТ, ТУ, РД и другие) для проектирования, производства и испытаний сельскохозяйственной техники, удовлетворяющей самым жёстким требованиям международных и европейских стандартов.
Во всём цикле сельскохозяйственных работ, связанных с получением урожая, операциями, определяющими эффективность всего процесса, являются предпосевная обработка почвы и посев. Наиболее распространённый точный способ посева, предполагает обеспечение
распределения высеваемых семян в почве со строго заданными интервалами по длине и глубине рядка.
Наиболее важным требованием, и при этом наиболее сложно реализуемым, является требование к равномерности глубины заделки высеваемых семян. Особое значение это требование приобретает при заделке семян на малую глубину (не более 5 см) [56, 59]. Уже малые отклонения глубины хода рабочих органов от оптимальных значений могут приводить к тому, что либо семена будут заделаны слишком глубоко, и не прорастут, либо наоборот, не будут заделаны на должную глубину или будут выброшены высевающим аппаратом на поверхность поля. Это обстоятельство отрицательно сказывается на качестве и количестве урожая.
Следует отметить, что к овощным сеялкам предъявляются более жёсткие требования равномерности заделки семян по глубине в сравнении с зерновыми. Так, средняя глубина заделки семян овощных культур в почву не должна отклоняться от установленной более чем на 20%. На этой глубине должно быть не менее 80% семян; диапазон регулировки глубины заделки -менее 0.05 м. Такие требования обусловлены малыми размерами семян овощных культур и небольшой энергией их прорастания.
Проведённые в [59] исследования свидетельствуют, что используемые в настоящее время овощные сеялки зачастую не обеспечивают заделку семян на требуемую глубину. В Таблице 1 представлены данные, полученные на посеве горчицы при настройке глубины заделки 0.03 см, на 3-х скоростях движения посевного агрегата- 1.08, 1.36 и 1.50 м/с.
Обеспечение равномерности глубины заделки семян может быть достигнуто только путём технологических решений, основанных на самом глубоком анализе протекающих процессов. Вполне естественным для создания модели здесь является применение математического аппарата, совместно с развитыми вероятностно-статистическими подходами. Моделирование рабочих процессов сельскохозяйственного агрегата является базой для последующей оптимизации его параметров по обозначенным
критериям. Применение электронно-вычислительных машин для всего комплекса задач, связанных с оптимизацией и экспериментом, позволяет сделать решение более эффективным и технологичным.
Таблица 1.
Показатель Скорость движения, м/с
1.08 1.36 1.50 1.08 1.36 1.50
Дисковый сошник Полозовидный сошник
Средняя глубина заделки семян, м 0.0073 0.0121 0.0086 0.0096 0.0082 0.0141
Среднее квадратичное отклонение, м 0.0048 0.0063 0.0057 0.0070 0.0051 0.0066
Коэффициент вариации, % 66 52 66 73 62 47
Следует отметить, что копирование агрофона при работе является комплексной характеристикой всего сельскохозяйственного агрегата. Это означает, что для достижения требуемого качественного уровня необходимо, чтобы каждая составляющая агрегата была конструктивно ориентирована на обеспечение его копирующих свойств.
Одним из основных путей увеличения производительности труда, снижения энергоёмкости технологических процессов и повышения эффективности использования техники является применение комбинированных агрегатов, выполняющих за один проход трактора несколько агротехнических операций. Большой накопленный опыт по созданию и эксплуатации комбинированных сельскохозяйственных агрегатов выявляет как эффективную их сторону, так и ряд, связанных с ними, сложностей.
Можно отметить следующие стороны, демонстрирующие основные преимущества от использования комбинированных агрегатов [117]:
• сокращение числа проходов трактора по полю, и как следствие этого: уменьшение вредного воздействия колёс на почву, экономия ГСМ и более рациональное использование трудовых ресурсов;
• до минимума сведён разрыв во времени выполнения агротехнических операций, позволяя проводить их в оптимально сжатые сроки.
Одновременно с этим происходит и значительное увеличение сложности сельхозмашин. Вследствие этого усложняется процесс проектирования новых машин, что приводит к увеличению как сроков, так и затрачиваемых на это ресурсов. Увеличение сроков может приводить к моральному старению проектно-конструкторских разработок.
Распространению комбинированных агрегатов в значительной степени способствовало создание мощных энергонасыщенных тракторов и самоходных шасси, оборудованных задней и передней навеской, гидроприводами и специальными сцепными устройствами [102, 103, 117]. Отмечена рациональность использования машинно-тракторных агрегатов, оборудованных механизмами навесок с комбинированным орудием. По сравнению с прицепными у них хорошая маневренность, относительно малая металлоёмкость, меньший расход топлива на единицу выполненной работы [91].
На основании изложенного можно сделать вывод, что выбранная тема исследования, направленная на решение задач моделирования, анализа и оптимизации копирующих систем комбинированных сельскохозяйственных агрегатов является актуальной.
Существующая степень разработанности задач моделирования и оптимизации копирующих систем комбинированных (особенно навесных и полунавесных) агрегатов является недостаточной.
В связи с изложенным, основной задачей работы являлось моделирование копирующей системы комбинированного
сельскохозяйственного агрегата, снабжённого механизмом навески, каждая навесная секция которого снабжена культиваторной лапой и сошником, с последующей оптимизацией его параметров по критериям его копирующих свойств. Целью при постановке и решении этой задачи было обеспечение равномерности глубины хода рабочих органов комбинированного сельскохозяйственного агрегата при движении его на рабочих скоростях.
Проводимые теоретические и экспериментальные исследования рассматриваемой сельскохозяйственной машины являются новыми. До сих пор полный анализ копирующих свойств для подобных машин, и оптимизация их параметров по критерию копирования не проводились.
Следующие задачи, комплексное решение которых позволяет достичь обозначенной цели работы, выносятся на защиту:
1. Механико-математическая модель комбинированного сельскохозяйственного агрегата.
2. Оценка степени идентичности модели и реального агрегата.
3. Методика оптимизации параметров системы по критерию обеспечения равномерности хода рабочих органов при движении агрегата.
4. Конструкции рациональных задних механизмов навески трактора, обеспечивающие необходимые условия для копирования неровностей агрофона полунавесной машиной.
5. Результаты экспериментальных исследований статических и динамических характеристик комбинированного сельскохозяйственного агрегата.
6. Экспериментально определенная стохастическая зависимость между возмущениями на опорном и прикатывающем колесах комбинированной секции.
7. Практическая реализация комбинированного агрегата с оптимальными параметрами рабочих органов.
Первая глава диссертации посвящена анализу состояния и проработанности вопросов развития сельскохозяйственной техники,
ориентированной на предпосевную обработку почвы и посев. Особое внимание уделено исследованиям, в которых затронуты вопросы влияния колебательных процессов и параметров синтезируемых конструкций на показатели качества работы мобильных сельскохозяйственных машин. Во второй главе диссертации проведен структурный синтез задних механизмов навесок трактора. Разработаны два новых задних механизма навески на трактор, обеспечивающие для полунавесной машины необходимые условия копирования неровностей агрофона. Третья глава работы посвящена моделированию динамики копирующей системы комбинированного сельскохозяйственного агрегата. Составлена математическая модель, представляющая систему дифференциальных уравнений второго порядка, описывающая динамику комбинированного агрегата в условиях стохастических возмущений со стороны неровностей агрофона. Четвертая глава посвящена описанию экспериментального исследования, проведенного с целью определения собственных (неоптимизируемых) параметров системы. Пятая глава посвящена оптимизации комбинированного
сельскохозяйственного агрегата с целью обеспечения равномерности глубины хода рабочих органов. Приведены результаты практической реализации комбинированного сельскохозяйственного агрегата и проведена оценка степени идентичности модели и реального агрегата.
В работах по теме исследования, опубликованных совместно с другими авторами, соискателем было сделано следующее: в работе [45] - проведен синтез рациональных задних механизмов навесок трактора; в работе [43] -была построена механико-математическая модель комбинированного сельскохозяйственного агрегата; в работе [44] - разработана методика оптимизации системы и найдены её оптимальные параметры, обеспечивающие копирование агрофона рабочими органами; в работе [2] -решалась задача оптимизации нестационарных систем, на примере зерноуборочного комбайна.
Основы построения динамической модели сельскохозяйственного агрегата
Общие вопросы статистической динамики колебательных систем сельскохозяйственных агрегатов в рамках стационарной теории и их связь с показателями качества рассмотрены в работах А.Б. Лурье [56, 57, 58, 59] и В.П.Чичкина[117].
В работах отмечено, что сельскохозяйственный агрегат представляет собой управляемую систему, работающую в условиях непрерывно изменяющихся внешних воздействий. Анализ технологического процесса работы сельскохозяйственных машин показывает, что основными внешними возмущающими воздействиями, оказывающими влияние на их работу, являются профиль поверхности поля, твёрдость и влажность почвы, скорость движения агрегата, нестабильность работы двигателя, буксование колёс трактора и другие. Случайностный фактор изменчивости внешних воздействий агрофона как на колёса, так и на рабочие органы является причиной того, что технологические и энергетические показатели работы агрегата оказываются также случайными. Для учёта случайных факторов, имеющих место при работе сельскохозяйственного агрегата необходимо установить закономерности изменения этих факторов, дать им качественную и количественную оценки. Тем самым возникает необходимость в создании динамической модели агрегата, которая бы адекватно отражала поведение системы.
Совместное использование механико-математических и вероятностно-статистических методов упрощает построение модели системы и оказывается достаточно эффективным при исследовании мобильных сельскохозяйственных агрегатов, выходными параметрами технологических процессов которых являются качественные и количественные показатели распределения обрабатываемых материалов, а основные возмущающие переменные, действующие на входе системы, представляют собой случайные процессы, обуславливающие колебательный характер поведения машины.
Сельскохозяйственные агрегаты являются достаточно сложными динамическими системами, на работу которых оказывают влияние внешние возмущения в виде случайных функций. Поэтому построение и анализ моделей рассматриваемых динамических систем проводят при некоторой идеализации реальных процессов, имеющих место при работе агрегата. Идеализация может заключаться в замене реальных динамических систем на их линейные аналоги, и в задании внешних воздействий на агрегат функциями от времени. Также модель системы рассматривается и анализируется исходя из предположения о наличии равновесных состояний. Используя такие предположения и упрощения, можно сформулировать чёткие математические критерии устойчивости движения агрегата.
Однако в случае воздействия на сельскохозяйственный агрегат случайных функций от времени, задача анализа динамики агрегата усложняется. В этом случае статистически установившимся процессом считают такой процесс, у которого математическое ожидание и дисперсия постоянны. Для систем регулирования при воздействиях в виде случайных функций времени статистическая устойчивость определяется условием, что дисперсия процесса на выходе системы (регулируемого параметра) должна быть конечной или меньше некоторой заданной величины.
При разработке на практике модели описания динамических систем зачастую используют метод основанный на характеристиках «вход-выход»[56]. В общем случае при таком подходе для сельскохозяйственного агрегата динамическая модель представляется в виде системы с входными и выходными переменными (Рис.1.1). Входные переменные Xj (i=l..n) представляют все внешние возмущения, приложенные к различным точкам агрегата, а также задающие и управляющие воздействия. К входным переменным относятся неровности агрофона, сопротивление среды и другие. Выходные переменные у\ (i=l..m) описывают технологические и энергетические параметры, определяющие качество работы агрегата. К ним относятся глубина обработки почвы, глубина и равномерность заделки семян, скорость и направление движения, загрузка лвигателя и другие. Количество входных и выходных переменных зависит от типа сельскохозяйственного агрегата, выбранной расчётной схемы, степени учёта различных условий работы и других факторов.
Анализ и синтез конструкции заднего механизма навески трактора Минского тракторного завода (МТЗ)
Рассмотрим задний механизм навески ещё одного из наиболее распространённых тракторов - МТЗ среднего класса. На Рис.2.3 представлена кинематическая схема механизма навески сельскохозяйственных машин на тракторы МТЗ в режиме копирования (гидроцилиндр работает в плавающем положении и на Рис.2.3 не изображен). В режиме копирования подъёмные рычаги (звено 1) образуют с рамой трактора (звено 0) кинематическую пару 5 класса. Верхняя тяга (звено 7) образует с подъёмными рычагами и с навесной или полунавесной машиной (звено 6) кинематические пары 3 класса. Такие же кинематические пары образуют подъёмные рычаги с левым раскосом (звено 2) и с правым раскосом (звено 3); а так же навесная или полунавесная машина с левой нижней тягой (звено 4) и с правой нижней тягой (звено 5). Звенья 2,4 и 3,5 образуют кинематические пары 4 класса. Относительное движение в этих парах состоит из одного поступательного и одного вращательного движений.
Таким образом, в механизме не только нет избыточных связей, но и для обеспечения необходимого числа степеней свободы не хватает одной связи. Техническим результатом, вносимым в существующую модель в результате синтеза использовано изменение количества кинематических пар 3 и 4 классов. Один из вариантов выполненного структурного синтеза представлен в виде кинематической схемы на Рис 2.4. При этом задний механизм навески трактора выполнен в виде совокупности звеньев, соединённых в кинематические пары, включающий подъёмные рычаги, образующие с рамой трактора кинематическую пару 5-го класса, верхнюю тягу, образующую с навесной или полунавесной машиной кинематическую пару 3-го класса, левый и правый раскосы, образующие с подъёмными рычагами кинематические пары 3-го класса, левую и правую нижние тяги, образующие с навесной или полунавесной машиной кинематические пары 3-го класса, кинематическую пару 4-го класса (образуемую подъёмными рычагами и верхней тягой, выполненную в виде шарнира Гука), кинематическую пару 1 класса (образуемую агрофоном и навесной машиной). Рис. 2.4
Предлагаемая кинематическая схема заднего механизма навески трактора «МТЗ» Таким образом, задний механизм навески трактора имеет число подвижных звеньев п=7, число кинематических пар пятого класса р5=1, четвёртого класса р4=3, третьего класса рз-7, первого класса pi=l. Для подсчёта количества избыточных связей предлагаемого заднего механизма навески имеем: q=3-6-7+5-1+4-3+3-7+1=0. (2.6) Степень подвижности механизма: W=6-7-5-1-4-3-3-7-1 -1=3. (2.7) Тем самым достигается необходимое число степеней свободы для обеспечения навесной или полунавесной машиной режима копирования агрофона. Было получено положительное решение о выдаче патента на полезную модель на предложенный задний механизм навески трактора МТЗ. 1. Анализ выполненных ранее исследований и результаты патентного поиска показали, что. большинство задних механизмов навесок энергетических средств не имеют достаточного количества степеней свободы для копирования неровностей агрофона как в вертикально-продольном, так и в вертикально-поперечном направлениях. 2. В результате структурного синтеза разработаны и защищены патентами два задних механизма навески для тракторов типов «Кировец» и МТЗ, обеспечивающих возможность копирования агрофона как в вертикально-продольном, так и в вертикально-поперечном направлениях. Разработанные схемы механизмов обеспечивают необходимые, но недостаточные условия копирования агрофона, так как структурный синтез не учитывает динамику системы. В связи с этим предложенные схемы будут включены в колебательную систему комбинированного сельскохозяйственного агрегата для оптимизации его кинематических и динамических параметров, обеспечивающих качество копирования агрофона (необходимых и достаточных условий копирования).
Построение математической модели
Ведущие и управляемые колёса трактора, опорные колёса несущей системы комбинированного навесного агрегата, механизмы навески секции и прикатывающего колеса представлены как имеющие упругие и диссипативные связи. При этом, как показано в обзоре, жёсткости представлены линейными, а коэффициенты сопротивления -пропорциональными первой степени скорости колебаний. Таблица Параметры элементов копирующей колебательной системы № Наименование параметра Условное обозначение 1 Масса трактора ті 2 Масса рамы навесной машины т2 3 Масса посевной секции тз 4 Масса системы прикатывающего колеса т4 5 Коэффициент жёсткости системы управляемого колеса трактора с, 6 Коэффициент сопротивления системы управляемого колеса трактора Гі 7 Коэффициент жёсткости системы ведущего колеса трактора с2 8 Коэффициент сопротивления системы ведущего колеса трактора Г2 9 Коэффициент жёсткости опорного колеса несущей системы комбинированного агрегата Сз 10 Коэффициент сопротивления опорного колеса несущей системы комбинированного агрегата гз 11 Коэффициент угловой жёсткости системы механизма навески секции с4 12 Угловой коэффициент сопротивления системы механизма навески секции Г4 13 Коэффициент угловой жёсткости системы прикатывающего колеса комбинированного навесного агрегата с5 14 Угловой коэффициент сопротивления системы прикатывающего колеса комбинированного навесного агрегата Г5 15 Центральный момент инерции трактора относительно поперечной оси (Oz) Jl 16 Приведённый центральный момент инерции комбинированной навесной машины относительно продольной оси (Ох) J2 17 Центральный момент инерции системы прикатывающего колеса относительно поперечной оси (Oz) Js 18 Геометрические параметры h+ho Через gu g2, gi, gA, gs, ge, gi, g& обозначены соответственно высоты неровностей агрофона под левым и правым управляемыми, под левым и правым ведущими колёсами трактора, под левым и правым опорными колёсами несущей системы комбинированного навесного агрегата, под опорным колесом секции комбинированного агрегата и под прикатывающим колесом.
Найдём выражения кинетической, потенциальной энергий и диссипативной функции системы, используя известные методы. В режиме копирования навесным агрегатом агрофона на систему накладываются две дополнительные голономные связи - связи копирования, которые вынуждают рабочие органы агрегата двигаться по агрофону без отрыва. Учитывая, что качество копирования агрофона рабочими органами комбинированного навесного агрегата определяется величиной реакции на этих опорах, как отмечено выше, для учёта реакций связей рассматриваемой копирующей системы используем множители Лагранжа в качестве выходов системы [39, 42]. После подстановки выражений для кинетической, потенциальной энергий системы, диссипативной функции и обобщённых сил в уравнения Лагранжа (3.1) и некоторых их преобразований, получена система дифференциальных уравнений, адекватно описывающая динамику рассматриваемой системы. Матричное уравнение (3.27) является математическим описанием динамики рассматриваемой колебательной системы. На вход системе # подаются возмущающие воздействия со стороны неровностей агрофона, и силы сопротивления приложенные к культиваторной лапе и сошнику, которые носят случайный характер. Как отмечалось в ранее, автокорреляционные функции внешних возмущений на сельскохозяйственный агрегат достаточно точно аппроксимируются выражением (1.1). Коэффициенты аир представляется возможным определить в ходе экспериментов. Для этого, известными методами будут найдены такие а и Р, которые дают наилучшее приближение графика функции (1.1) к экспериментальным кривым R(f). На выходе (3.27), в частности, присутствуют неопределённые множители Лагранжа. Как отмечалось, качество копирования агрофона комбинированной машиной определяется величиной реакции на её опорах. Для учёта этих реакций, их анализа, и математического формулирования критерия оптимизации системы по показателям качества копирования будут использованы значения множителей Лагранжа.
Тем самым, матричное уравнение (3.27) является исходным для оптимизации параметров рассматриваемой системы по критерию соблюдения копирующих свойств. 1. Использованием уравнений Лагранжа с неопределёнными множителями получено матричное уравнение адекватно описывающее динамику рассматриваемой колебательной системы. Неопределённые множители использованы в качестве выходов системы. Это позволяет проводить оценку копирующих свойств рассматриваемого комбинированного агрегата. 2. Возмущающие воздействия на мобильный сельскохозяйственный агрегат со стороны неровностей агрофона и сил сопротивления, приложенных к рабочим органам, являющиеся случайными функциями, представлены входами системы. Их автокорреляционные функции аппроксимируются аналитическим выражением (1.1), что позволяет моделировать внешние возмущения при исследовании динамики рассматриваемого комбинированного агрегата. 3. В полученное уравнение входят геометрические параметры, инерционные, упругие и диссипативные характеристики агрегата. Подстановка их численных значений для реального комбинированного сельскохозяйственного агрегата позволит конкретизировать уравнение и использовать его для оптимизации системы по показателям качества копирования.
Методика экспериментального исследования
Массы инерционных параметров определялись на основе взвешивания их на лабораторных весах. Ошибка взвешивания не превышала 3%. Моменты инерции определялись платформенным методом (Рис. 4.1.). Для определения момента инерции механизма прикатывающего колеса, одно звено механизма прикатывающего колеса устанавливалось на жёсткие опоры. При этом точка опоры этого звена будет принадлежать оси вращения исследуемого тела. С другой стороны механизм прикатывающего колеса устанавливался на пружины с определённой жёсткостью. Для возбуждения свободных колебаний в продольной, вертикальной плоскостях механизм приподнимали на небольшую высоту, а затем сбрасывали. В результате механизм совершал свободные колебания на пружинах относительно закреплённой неподвижной оси. Колебания при этом улавливались индуктивным датчиком перемещений и через усилитель регистрировались на ленту осциллографа в тензолаборатории.
К упругим характеристикам рассматриваемой системы (Рис. 3.1) относятся жёсткости пневматических колёс трактора и несущей системы комбинированного агрегата. Угловая жёсткость параллелограммного механизма навески комбинированной секции и механизма прикатывающего колеса подлежали оптимизации и в эксперименте не определялись.
Упругие характеристики ведущих и управляемых колёс трактора и колёс несущей системы комбинированного агрегата определялись путём нагрузки и разгрузки шин гидроцилиндром в радиальном направлении. При этом манометром фиксировалась нагрузка и штангенрейсмусом -перемещение. По полученным опытным данным строились кривые для упругих характеристик пневматических колёс.
Как показали исследования жесткостей автомобильных и тракторных колёс [24], при низкочастотных возмущениях (до 10 Гц) со стороны неровностей дорог и полей статические жёсткости практически не отличаются от динамических. Поэтому определялись упругие характеристики шин по результатам статической нагрузки и разгрузки. Для этого проводилась касательная к точке кривой, соответствующей прогибу шины при статической нагрузке. Жесткость каждой шины определялась по тангенсу наклона соответствующей касательной. 4.2.4. Методика определения диссипативных характеристик.
Показателями, влияющими на колебания несущей системы комбинированного агрегата, являются силы неупругого сопротивления в системе навески секции. Влияние этих сил на гашение колебаний в продольно-вертикальной плоскости определялось коэффициентом сопротивления г. На основе рассмотренных ранее исследований, предполагалось, что демпфирование пропорционально первой степени скорости угловых перемещений.
Для измерения неровностей поверхности поле было профилировано. Для этого применялся геодезический нивелир с рейками. Вдоль канала натягивалась проволока с отмеченными интервалами по 1 м. Тем самым фиксировались интервалы замеров. Рейку перемещали вдоль проволоки и производили замеры на соответствующих интервалах.
Профиль поверхности реального поля характеризуется наличием неровностей самой разнообразной формы и размеров. При этом невозможно установить чёткой закономерности чередования: неровностей. Отсюда величина, направление и продолжительность действия импульсов сил, являющихся результатом взаимодействия мобильной сельскохозяйственной машины с неровностями агрофона, будут событиями случайными. Следовательно и функция воздействия на машину носит случайный характер.
Необходимо учитывать, что найденная профилограмма g(/) является функцией длины. Однако, воздействие на мобильную сельскохозяйственную машину со стороны неровностей агрофона зависит от скорости движения. Следовательно, для характеристики профиля поля, как функции воздействия на машину необходимо рассматривать случайный і процесс, зависящий от времени. Требуемый случайный процесс g(t) можно получить из g(/) если аргумент / разделить на скорость движения машины. g{t) и будет являться входным воздействием на машину.
Полученные дискретные значения распределения высот неровностей использовались как первичная информация для нахождения статистических характеристик случайных функций неровностей агрофона.
Определение кинематических и силовых возмущений со стороны агрофона проводилось в почвенном канале Донского государственного технического университета. На тележку (Рис. 4.3), движущуюся по стальным рельсам, навешивалось исследуемое оборудование. Тележка приводилась в движение от двигателя постоянного тока мощностью 40 кВт. Крутящий момент от двигателя передавался через редуктор на канатные барабаны. Стальные тросы, натянутые вдоль рельс, наматываясь на барабаны, приводили тележку в движение.
