Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и постановка задач исследований функционирования машинно-тракторного агрегата 12
1.1 Анализ условий функционирования машинно-тракторного агрегата 12
1.2 Характеристики рабочих процессов машинно-тракторных агрегатов... 16
1.3 Влияние упругости трансмиссии
на функционирование МТА 23
1.4 Цель и задачи исследований 38
2. Теоретические исследования функционирования машинно-тракторного агрегата 41
2.1 Методика теоретических исследований 41
2.2. Динамическая модель серийного посевного машинно-тракторного агрегата 42
2.3 Описание схемы и работы упругодемпфирующего механизма 44
2.4 Динамическая модель посевного машинно-тракторного агрегата с упруго демпфирующим механизмом в трансмиссии трактора 48
2.5 Уравнения движения звеньев динамической модели МТА 52
2.5.1 Уравнения движения двигателя 52
2.5.2 Уравнения движения муфты сцепления 53
2.5.3. Уравнения движения силовой передачи 54
2.5.4 Уравнения движения планетарного механизма 55
2.5.5 Уравнения движения пневмогидроаккумулятора и дросселя 56
2.5.6. Уравнения движения ведущего колеса 58
2.5.7 Уравнения движения остова трактора 60
2.5.8 Уравнения движения агрегата и внешней нагрузки 61
2.5.9 Система дифференциальных уравнений движения посевного агрегата с серийной трансмиссией трактора 64
2.5.10 Система дифференциальных уравнений движения посевного агрегата с у пру го демпфирующим механизмом в трансмиссии трактора 66
2.6 Методика решения уравнений движения МТА 68
3. Методика экспериментальных исследований посевного машинно-тракторного агрегата 70
3.1 Задачи исследований 70
3.2 Методика проверки математической модели на адекватность 71
3.3. Методика определения микропрофиля опорного основания 73
3.4. Методика имитационного эксперимента работы посевного агрегата... 75
3.5. Методика полевых экспериментальных исследований
посевного машинно-тракторного агрегата 76
3.5.1 Объект исследований 76
3.5.2 Измерительный комплекс 81
3.5.3 Полевые исследования 86
3.5.4 Исследование функционирования посевного агрегата 88
3.5.5 Определение агротехнических показателей 89
3.6 Точность измерений 90
4. Результаты экспериментальных исследований посевного машинно-тракторного агрегата 93
4.1 Доказательство адекватности математической модели 93
4.2 Результаты исследования микропрофиля опорного основания 94
4.3 Результаты имитационного эксперимента работы посевного машинно-тракторного агрегата.
Регрессионный анализ 96
4.4 Результаты полевых экспериментальных исследований посевного машинно-тракторного агрегата 101
4.4.1 Определение глубины заделки семян путем измерения этиолированной части растений 101
4.4.2 Результаты энергооценки посевного машинно-тракторного агрегата 105
4.5 Итоги экспериментальных исследований 132
5. Экономическая оценка результатов исследований Посевного машинно-тракторного агрегата 134
Общие выводы 140
Литература 142
Приложения 158
- Анализ условий функционирования машинно-тракторного агрегата
- Динамическая модель серийного посевного машинно-тракторного агрегата
- Методика проверки математической модели на адекватность
- Доказательство адекватности математической модели
Введение к работе
В последние годы население страны обеспечивается сельскохозяйственной продукцией, производимой двумя основными группами отечественных товаропроизводителей - коллективными сельскохозяйственными предприятиями и личными подсобными хозяйствами (ЛПХ) граждан, - а также закупкой продукции зарубежных фермеров примерно равными долями в стоимостной оценке.
Проблема повышения эффективности сельскохозяйственного производства неразрывно связана с улучшением использования машинно-, тракторного парка, в частности с улучшением посевных агрегатов.
Однако малые хозяйства не могут позволить себе применение энергонасыщенных тракторов из-за их высокой стоимости и дорогостоящего обслуживания. Поэтому основной упор делается на универсально-пропашные легкие трактора класса 1,4.
Удельный вес применения колесных тракторов в сельском хозяйстве в последние годы значительно возрос. Объясняется это рядом преимуществ колесных перед гусеничными тракторами. Колесные тракторы значительно легче агрегатируются с сельскохозяйственными машинами, условия труда тракториста у них лучше, чем у гусеничных, они более универсальны и более маневренны, обладают меньшей металлоемкостью, срок службы ходовой части больше, чем у гусеничных тракторов.
Все это говорит в пользу применения колесных тракторов класса 1,4 в составе машинно-тракторных агрегатов применяемых в фермерских хозяйствах, в том числе и в составе посевного агрегата.
Технологические показатели работы любого посевного агрегата — равномерность глубины заделки семян и их распределение по площади в значительной мере зависят от качества работы сошниковой группы сеялки /82/.
При работе сеялки изменение сопротивления почвы и неровности поверхности поля вызывают колебания сошника, которые должны компенсиро- ваться деформацией пружины. Однако в условиях эксплуатации пружинная подвеска обладает колебательными свойствами и не обеспечивает в ряде случаев устойчивого хода сошника на заданной агротехническими требованиями глубине. С повышением скорости движения сеялки колебательные свойства подвески сошника увеличиваются, амплитуды колебания сошника в продольно-вертикальной плоскости растут, и устойчивость его хода снижается. Попытка улучшить работу дискового сошника со стандартной подвеской только изменением конструкции самого сошника пока не дали ощутимых результатов за некоторым исключением - сеялка СЗУ-6 "Казачка". Однако, к сожалению, широкого применения вышеназванная сеялка не получила. А большинство ученных стремятся к созданию универсальных агрегатов.
Для снижения колебаний при работе сеялки (ее сошниковой группы) необходимо устанавливать различного рода демпферные устройства, позволяющие сгладить колебания сошниковой группы /12/. Но если рассматривать посевной агрегат как целостную машину, то место установки демпферного устройства следует выбрать только в трансмиссии трактора. Так как это спо- -собствует не только снижению колебаний сошниковой группы, но и защищает двигатель и трансмиссию от колебаний внешней тяговой нагрузки.
При колебаниях тяговой нагрузки двигатель преодолевает дополнительные сопротивления по сравнению с установившимся режимом движения, так как возрастает приведенный к валу двигателя момент инерции ведомой части агрегата.
Возникающие значительные инерционные нагрузки, на преодоление которых затрачивается часть мощности от двигателя, приводят к перегрузке двигателя и даже к его остановке.
При колебаниях внешних сил сопротивления, во время движения агрегата возникают колебания угловой скорости коленчатого вала двигателя трактора и, следовательно, происходит снижение его мощности.
В рабате /15, 16, 17, 62, 74/ приводятся данные по снижению мощности двигателя от неустановившейся нагрузки. В частности на такой сельскохо-
7 зяйственной операции как посев, мощность двигателя трактора снижается на
6,5%. И чем больше будут по частоте и амплитуде колебания внешних сил сопротивления, тем больше будет снижение мощности. Иными словами снижение мощности пропорционально увеличению амплитуды и частоты колебаний внешних сил сопротивления.
В соответствии с исследованиями, проведенными профессором І І.М. Беспамятновой в работе /12/, виброгаситель должен быть самонастраивающимся под определенный диапазон частот, поэтому необходимо разработать такой упругодемпфирующий механизм который имеет привод, выполненный с возможностью изменения момента инерции.
В дайной работе разработана математическая модель посевного машинно-тракторного агрегата с упруго демпфирующим хмеханизмом в трансмиссии трактора класса 1,4 учитывающая вертикальные колебания агрегати-руемой сеялки. Проведен анализ работы агрегата на разработанной модели с применением многофакторного планирования и получено уравнение регрессии для определения оптимальных параметров упругодемпфирующего механизма на посеве. Проведены экспериментальные исследования посевного машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом в трансмиссии трактора в полевых условиях.
В настоящей работе получены результаты влияния момента инерции привода упругодемпфирующего механизма на "прозрачность" трансмиссии (степень защиты двигателя от колебаний внешней тяговой нагрузки) трактора во время посева. Приведена схема установки У ДМ (упругодемпфирующего механизма) в трансмиссию трактора класса 1,4.
В соответствии с вышеизложенным, в диссертационной работе обоснованы оптимальные параметры упругодемпфирующего механизма в трансмиссии посевного агрегата, обеспечивающие максимальную производительность в реальных условиях эксплуатации. Новизна устройства подтверждена патентами Российской Федерации /113, 114, 115/.
Работа выполнена на кафедре тракторов и автомобилей ФГОУ ВПО
8 «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» и является продолжением исследований, начатых в 1969 году В.В. Котляровым, со своими учениками В.А. Кравченко, Ю.С. Толстоуховым, В.Г. Яровым.
Цель работы — повышение эффективности функционирования посевного машинно-тракторного агрегата (МТА) на базе трактора класса 1,4, путем введения в трансмиссию упругодемпфирующего механизма.
Рабочая гипотеза - эффективность функционирования посевного МТА можно повысить за счет установки в трансмиссию трактора, находящегося в составе МТА, упругодемпфирующего механизма с переменным моментом инерции, который снижает колебания внешней тяговой нагрузки, передающейся на двигатель и на сошниковую группу прицепной сеялки.
Объект исследований - процесс функционирования посевного машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом в трансмиссии трактора класса 1,4.
Предмет исследования - закономерности функционирования посевного МТА с УДМ в трансмиссии трактора класса 1,4, а также динамические свойства упругодемпфирующего механизма.
Методы исследований. Общая методика исследований предусматри- . вала постановку задач исследований, методику проверки математической модели на адекватность, методику имитационного эксперимента работы посевного агрегата, методику полевых экспериментальных исследований посевного МТА.
При проведении теоретических исследований использованы положения теоретической механики, теории планирования экспериментов, основы теории тракторов, методы математической статистики.
Основные расчеты, анализ уравнения регрессии и обработка результатов экспериментов выполнялась с использованием пакета математических программ для ЭВМ.
Научную новизну исследований составляют:
1) динамическая и математическая модели функционирования посевно- го машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом в трансмиссии трактора класса 1,4, учитывающие вертикальные колебания остова трактора и рабочей машины; зависимость влияния момента инерции привода УДМ на показатели функционирования всего агрегата; корреляционные функции и спектральные плотности при работе посевного машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом в трансмиссии трактора класса 1,4, показывающие улучшение работы экспериментального агрегата.
Техническая новизна упругодемпфирующего механизма подтверждена патентами РФ /113, 114, 115/.
Практическая значимость заключается в том, что разработанный механизм позволяет улучшить показатели работы посевного агрегата: повысить качество посева, снизить расход топлива и уменьшить буксование, а математическую модель и полученное уравнение регрессии можно использовать при наладке посевного агрегата для работы в полевых условиях.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований посевного машинно-тракторного агрегата находящегося в составе трактора МТЗ-80 с упругодемпфирующим механизмом в трансмиссии приняты и реализуются в ЗАО ПЗ "КОЛОС" Каневского района Краснодарского края, а также в учебном процессе кафедры "Тракторы и автомобили" ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».
Научная апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (Зерно-град, 2003 - 2005 гг.), Челябинского государственного аграрного университета (Челябинск, 2003 - 2005 гг.), Всероссийского научно - исследовательского и проектно - технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства (Зерноград, 2005 г.) и на межвузовских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых (2002 — 2005 гг.), а
10 также Кубанского государственного аграрного университета (Краснодар,
2007 г.).
Данная работа выполнена в соответствии с научно-технической программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению АПК Российской Федерации, а также с планом НИР (тема №03.23.01) - утвержденным ученым советом ФГОУ ВПО АЧГАА 27.12.2001 г.
На защиту выносятся:
Динамическая модель посевного МТА с УДМ в трансмиссии трактора.
Усовершенствованная система дифференциальных уравнений, описывающая движение звеньев посевного агрегата.
Аналитическая зависимость степени прозрачности от частоты колебаний тяговой нагрузки, момента инерции дополнительных грузов, давления воздуха в пневмогидроаккумуляторе (ПГА), объема ПГА, площади сечения дросселя, полученная путем имитации работы посевного МТА с УДМ в трансмиссии трактора.
Оптимальные параметры УДМ, полученные в результате вычислительного эксперимента; спектральные плотности и корреляционные функции, полученные в результате полевых исследований посевного МТА.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе одна в журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства» /77, 84, 85, 91, 98, 103, 111, 112, 116, 120, 130/, а также три патента РФ/113, 114, 115/.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка литературы, включающего 146 наименований, в том числе 8 на иностранном языке. Она изложена на 157 страницах основного текста, содержит 15 таблиц и 73 иллюстрации. Приложения на 20 страницах включают таблицы значений постоянных коэффициентов математической модели; вспомогательный графический и табличный материал; акты внедре- ния; алгоритм программы для проведения корреляционно-спектрального анализа.
Автор и руководитель диссертационной работы выражают глубокую признательность и благодарность профессору В.Г. Яровому за помощь при составлении математической модели.
Анализ условий функционирования машинно-тракторного агрегата
Работа машинно-тракторного агрегата (МТА) в условиях сельскохозяйственного производства сопровождается непрерывными изменениями нагрузки. При отсутствии в трансмиссии трактора демпфирующих устройств с непрозрачной характеристикой колебания нагрузки передаются на двигатель и вызывают изменение скорости вращения его коленчатого вала и скорости поступательного движения трактора, что влияет на производительность агрегата.
Факторы, вызывающие динамические нагрузки в трансмиссии трактора, можно разделить на следующие основные группы /50/: 1. Внешние нагрузки, технологические — это следствие колебания глубины обработки, неровности поверхности поля, неоднородность почвы, колебания орудий относительно трактора и др. 2. Внутренние источники - воздействие двигателя на силовую передачу, перенапряжения в зубьях шестерен, крутящие моменты карданной передачи, перематывание гусеничного полотна.
В большинстве случаев внешние нагрузки и силы сопротивления, которые преодолевает агрегат, имеют резко переменный колебательный характер. Это установлено исследованиями академика В.Н. Болтинского, Ю.К. Кир-тбая, И.Б. Барского, Ю.Н. Ломоносова /9, 10, 11, 15, 16, 17, 59, 60, 61, 79/ и других ученых.
Тяговое сопротивление сельскохозяйственных машин зависит от множества факторов, которые условно можно разделить на три группы: конструктивные, почвенно-климатические и эксплуатационные /50, 55/.
Основные конструктивные факторы — это геометрические формы рабочих органов, масса и габариты машин, используемые для изготовления машин материалы и другое. При этом на тяговое сопротивление наиболее существенно влияют геометрические формы, которые определяют характер взаимодействия рабочих органов с обрабатываемым материалом.
Почвенно-климатические факторы — характеризуются метеорологическими условиями, рельефом поля, физико-механическими свойствами обрабатываемых материалов - влажностью, твердостью, плотностью и так далее.
Важнейшее значение для почвообрабатывающих машин имеют плотность и твёрдость почвы, увеличение которых вызывает рост тягового сопротивления.
Увеличение влажности почвы до оптимального значения (21...24%) вызывает уменьшение тягового сопротивления машин вследствие снижения твердости (рисунок 1.1) /60, 61/. начинает увеличиваться из-за залипання рабочих органов. Оптимальная влажность характеризует состояние физической спелости почвы, которое является наиболее благоприятным по агротехническим требованиям и по затратам энергии. Прирост тягового сопротивления машин и соответствующих затрат энергии при отклонении от оптимальной влажности может достигать 10...20%.
Эксплуатационные факторы — это степень изношенности рабочих органов машин (и их механизмов), правильность настройки и регулировки, качество смазывания соответствующих узлов, рабочая скорость и другое.
Динамическая модель серийного посевного машинно-тракторного агрегата
Машинно-тракторный агрегат необходимо рассматривать как сложную динамическую систему с учетом взаимодействия всех его звеньев, движение которых происходит под влиянием внешних возмущающих и управляющих воздействий, описываемых случайными функциями /65/.
Трансмиссия трактора является колебательной системой, состоящей из маховых масс с упругими и фрикционными связями. При исследовании ди- . намики машинно-тракторных агрегатов, обычно составляют динамическую модель, заменяющую реальный агрегат. Поступательно движущиеся и вращающиеся массы агрегата заменяют эквивалентными в динамическом отно- " шении маховиками, моменты инерции которых, выбираются из условия равенства кинетической энергии и заменяемых им масс агрегата /11, 65, 86, 125, . 127, 128/.
Схему функционирования реального посевного агрегата с колесным трактором класса 1,4 можно представить, как показано на рисунке 2.1. Схема функционирования представляет собой схематичное изображение машинотракторного агрегата и динамической модели. Она позволяет наглядно представить расположение замененных элементов /117/.
Математическую модель реального агрегата с колесным трактором класса 1,4 легче составлять на основании четырех массовой динамической модели. Разработанная динамическая модель серийного агрегата представлена на рисунке 2.2.
Опыт показал /65/, что машинно-тракторный агрегат может дать наибольший экономический эффект лишь при автоматическом управлении загрузкой двигателя.
Как отмечается работе /64/, последующий рост производительности МТА связан с применением в конструкции сельскохозяйственных машин систем автоматизации и электроники. В связи с этим возникла потребность в разработке и внедрении систем автоматического переключения передач /75/.
На основе анализа научных работ (раздел 1.3) выявлено, что имеющиеся различные гасители колебаний и демпферные устройства обладают рядом существенных недостатков: изменяют жесткость трансмиссии в небольших пределах, имеют линейную характеристику, не обеспечивают бесступенчатого числа трансмиссии и т.д.
Упругодемпфирующий механизм (рисунок 2.3), конструкция которого защищена патентом на изобретение №2222440 В60 К 17/10 /113/ вышеуказанных недостатков не имеет. Работа и устройство упругодемпфирующего механизма описаны в работе/103, 130/.
Упругодемпфирующий механизм содержит планетарную передачу 1, которая состоит из коронной шестерни 2 и солнечной шестерни 3, в свою очередь солнечная шестерня 3 соединена с шестерней 4 привода масляного насоса 5, в которой установлены подвижные грузы 6 с пружиной 7, служащей для возврата их в первоначальное положение. Изменение положения грузов на шестерне 4 осуществляется регулятором 8. Масляный насос 5 подключен к всасывающей 9 и напорной 10 магистралям.
В напорной магистрали 10 установлен двухступенчатый регулируемый дроссель 15, к входу 16 которого подсоединены предохранительный клапан 17 и кран управления 18.
Демпферный клапан 19 подключен параллельно двухступенчатому регулируемому дросселю 15. При этом имеется гидробак 20 и пневмогидроак-кумулятор 21, состоящий из гидроцилиндра 22 и свободного поршня 23. Регулятор 8 связан с подвижными грузами 6 через гидролинию 24 и масляный канал 25.
Механизм работает следующим образом: при включении муфты сцепления 13 в момент трогания машинотракторного агрегата (МТА) начинает вращаться коронная шестерня 2 планетарной передачи 1, которая передает движение на солнечную шестерню 3, а последняя на шестерню 4 привода масляного насоса 5. Подвижные грузы 6 шестерни 4 привода устанавливаются с помощью регулятора 8 в определенное положение, тем самым, обеспе- ;; чивая определенный момент инерции приводу. Масляный насос 5, засасывая масло из гидробака 20, нагнетает его в пневмогидроаккумулятор 21, в одной , из полостей которого находится предварительно сжатый воздух.
Регулируемый дроссель 15 в напорной магистрали 10 обеспечивает быстрое нарастание давления масла в масляном насосе 5 в первый момент трогания МТА. В результате этого крутящий момент масляного насоса 5 возрастает, отчего возрастает и крутящий момент на валу водила 11, преодолевая момент сопротивления движению МТА. С этого момента начинается его плавное трогание.
Давление в пневмогидроаккумуляторе 21 нарастает с некоторым запаздыванием плавно по закону сжатия воздуха при перемещении свободного поршня 23. После трогания МТА до конца разгона давление масляного насоса 5 и крутящий момент на валу водила 11 остаются постоянными. В конце разгона давление в пневмогидроаккумуляторе 21 достигает максимального значения и значения равного давлению в напорной магистрали 10 до дросселя 15, после чего масляный насос 5 останавливается и в работе при нагрузке находится под рабочим давлением в подвижном состоянии. При возрастании внешней нагрузки ведущий момент трансмиссии возрастает, вследствие чего масляный насос 5 проворачивается и подает больше масла в пневмогидроак-кумулятор 21, после чего баланс моментов восстанавливается. При уменьшении внешней нагрузки ведущий момент трансмиссии снижается и перестает соответствовать моменту сопротивления масляного насоса 5. В этом случае под давлением сжатого газа начинает вытесняться жидкость из пневмогидро-аккумулятора 21, а пластина регулируемого дросселя 15 отходит от корпуса. Через образовавшееся дополнительное сечение жидкость свободно поступает к масляному насосу 5, который начинает работать как гидромотор (вращаясь в обратную сторону), способствуя при этом повышению скорости МТА. Полученная таким образом дополнительная энергия в трансмиссии расходуется на разгон МТА.
При скачкообразном возрастании нагрузки вступает в работу предохра- нительный клапан 17, который ограничивает давление масляного насоса 5, а, следовательно, и ведущий момент трансмиссии, то есть на валу водила 11.
При колебаниях внешней тяговой нагрузки в определенном диапазоне частот на определенной операции, в работу вступает демпферный клапан 19. ,
При изменении сельскохозяйственной операции изменятся и преобладающие частоты. Произойдет запаздывание в срабатывании устройства, следовательно, большая часть колебаний внешней нагрузки будет передаваться на двигатель 14, поэтому возникает необходимость в изменении момента инерции привода устройства для снижения жесткости трансмиссии, а именно изменении момента инерции шестерни 4 привода масляного насоса 5.
Методика проверки математической модели на адекватность
Проверка и уточнение теоретических исследований путем сравнения теоретических и опытных данных является целью экспериментальных исследований.
Кроме того, целью этих исследований является получение необходимых материалов о работе посевного агрегата в условиях рядовой эксплуатации и определения коэффициентов математической модели.
Для решения этих задач был принят следующий план эксперимента: 1. Разработать и изготовить экспериментальную установку и подобрать комплект необходимого регистрирующего оборудования и измерительных приборов. 2. Исследовать выходные характеристики упругодемпфирующего механизма установленного в трансмиссии трактора посевного машинно-тракторного агрегата и определить оптимальные, конструктивные параметры. 3. Определить тяговые и топливно-экономические показатели посевного машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом установленным в трансмиссии трактора. 4. Определить агротехнические показатели исследуемого посевного машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом, установленным в трансмиссии трактора. 5. Определить коэффициенты математической модели. 6. Исследовать процесс установившегося колебательного режима движения агрегата с упругодемпфирующим механизмом, установленным в трансмиссии посевного машинно-тракторного агрегата. 7. Определить эффективность функционирования посевного машинно-тракторного агрегата с упругодемпфирующим механизмом, установленным в трансмиссии трактора, выявить преимущества и недостатки исследуемых вариантов (серийного и экспериментального).
В качестве исходных данных, для доказательства адекватности и проведения теоретических исследований, были взяты результаты лабораторных испытаний транспортного агрегата, проведенные совместно с В.А. Кравченко и СЕ. Сенькевичем /68, 77, 117/. Был исследован машинно-тракторный агрегат в составе трактора МТЗ-80 с упругодемпфирующим механизмом, установленным в трансмиссии трактора, и тяговой лабораторией ТЛ-3 на базе автомобиля ЗИЛ-157.
В результате сравнения испытаний реального агрегата при разгоне с результатами, полученными путем имитации его движения на математической модели определялась адекватность серийного агрегата и агрегата с УДМ в трансмиссии трактора. Все основные параметры серийного и экспериментального агрегатов, которые закладывались в математическую модель, соответствуют характеру натурного эксперимента /68, 77, 117/.
Результаты проведения исследований сравнивались не только визуально (наложения графиков один на другой), но и обрабатывались математическими методами.
Правомочность принятых допущений при разработке математической модели МТА определялась с помощью критериев, которые определяются по известным формулам /93/.
Сравнивая коэффициент t полученный расчетным путем с табличным значением t-y определяем значимость или не значимость расхождений между теоретическими и экспериментальными данными (при tp < tT разница на значима и модель принимается).
Критерий Фишера показывает адекватность модели экспериментальным данным. Если расчетное значение Fp меньше табличного значения FT (Fp < Fr), то модель считается адекватной экспериментальным данным и принимается как правильно описывающая процесс /119/.
Критерий Фишера был определён для числа степеней свободы — 50 (количество точек или измерений) для теоретических и экспериментальных данных при 5% уровне значимости.
Доказательство адекватности математической модели
В результате сравнения испытаний реального агрегата при разгоне с результатами, полученными путем имитации его движения на математической модели определялась адекватность серийного агрегата и агрегата с УДМ в трансмиссии трактора. Все основные параметры серийного и экспериментального агрегатов, которые закладывались в математическую модель, соответствуют характеру натурного эксперимента /65, 77, 117/.
Правомочность принятых допущений при разработке математической модели МТА определялась с помощью критериев, которые определяются по известным формулам, приведенным в разделе 3.2 /93, 117/. Эти критерии необходимы для количественной оценки соответствия теоретических и экспериментальных исследований.
На рисунке В.1 - В.7 приложения В приведены графики разгонных характеристик агрегата с упругодемпфирующим механизмом в трансмиссии трактора и серийного агрегата полученные теоретическим и опытным путём. Сравнение этих графиков показывает, что характер изменения параметров движения по данным измерительной аппаратуры практически одинаков. Это говорит о корректности принятой математической модели.
Критерий Фишера был определён для числа степеней свободы — 50 (количество точек или измерений) для теоретических и экспериментальных данных при 5% уровне значимости.
Числовые значения критериев в таблице В.1 приложения В, абсолютно одинаковы с работой Сенькевича СЕ. /117, 77/, так как условия сопоставления опытов и агрегаты были одинаковы и проводились совместно /77/. А вертикальные колебания на бетонной дорожке практически отсутствуют. Расчетные данные количественной оценки параметров приведены в таблице В. 1 приложения В.
Данные таблицы В.1 показывают, что адекватность математической модели может считаться удовлетворительной, так как значения критериев Стьюдента и Фишера не превышают табличных значений, а коэффициент корреляции показывает тесную связь и связь средней силы между сравниваемыми результатами.
В соответствии с методикой, представленной в разделе 3.3, осуществлена запись микропрофиля поля.
Обработка полученных данных производилась на персональном компьютере по методике, предложенной А.А. Силаевым /118/. Статистические показатели, характеризующие микропрофиль поля, представлены в таблице 4.1. : Таблица 4.1 — Показатели микропрофиля
Для характеристики микропрофиля поля использованы нормированная автокорреляционная функция и спектральная плотность (энергетический спектр /118/) воздействия микропрофиля (рисунок 4.1-4.2). Расчет был произведен по специальной программе МРП-2 (приложение Г) на ПЭВМ, которая была разработана в ГНУ ВНИПТИМЭСХ.
Нормированная автокорреляционная функция воздействия микропрофиля поля является убывающей функцией. График этой функции построен для скорости движения V=l м/с. Чтобы определить автокорреляционную функцию воздействия микропрофиля для любой другой скорости движения, достаточно для каждой величины автокорреляционной функции поделить значение аргумента на величину этой скорости в м/с, оставляя значение самой искомой функции без изменений /87, 99, 118/.
Графики спектральной плотности воздействия микропрофиля также являются убывающими функциями. Они показывают, что преобладающие частоты воздействия микропрофиля находятся в области низких частот. Более высокие частоты фильтруются вследствие сглаживающего эффекта пневматической шины при её качении по неровностям.
Методика проведения экспериментов описана в разделе 3.4. После проведения экспериментов, как результат нами был проведен регрессионный , анализ. Все расчеты, включая построение графиков, были выполнены в системе MathCAD.
В качестве критерия оптимизации был принят показатель "степень прозрачности трансмиссии" (раздел 1.3) определяемый по формуле 1.10, характеризующий демпфирующие свойства трансмиссии.
В работе была поставлена задача: определить оптимальные параметры упругодемпфирующего механизма в трансмиссии трактора. Задача решалась нахождением условного минимума функции отклика. За функцию отклика был принят относительный показатель — степень прозрачности трансмиссии. В исследовании переменными были приняты следующие факторы: S;ip- площадь сечения дросселя, VI1Id- объем пневмогидроаккумулятора(ПГА),
