Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Шенкнехт Юрий Иванович

Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности
<
Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шенкнехт Юрий Иванович. Повышение эффективности применения прицепных почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения показателей их устойчивости и маневренности: диссертация ... кандидата технических наук: 05.20.01 / Шенкнехт Юрий Иванович;[Место защиты: Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова].- Барнаул, 2015.- 139 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Современное состояние вопроса и постановка задач 9

1.2 Особенности использования прицепных машинно-тракторных 9

1.2 Определение понятия устойчивости машинно-тракторных агрегатов 12

1.3 Определение понятия маневренности машинно-тракторных агрегатов 15

1.4 Критерии и оценочные показатели устойчивости движения 16

1.5 Критерии и оценочные показатели маневренности 22

1.6 Исследования по устойчивости движения и 28

1.7 Выводы по главе. Постановка основных задач исследования 36

Глава 2 Тягово-сцепное устройство для повышения устойчивости 40

2.1 Требования к тягово-сцепным устройствам 40

2.2 Конструкция тягово-сцепного устройства, повышающего устойчивость прямолинейного движения прицепного МТА и его маневренность 42

2.3 Кинематический анализ работы ТСУ, повышающего устойчивость движения и маневренность прицепных МТА 47

2.4 Выводы по главе 55

Глава 3 Математическая модель движения прицепного 57

3.1 Приятые допущения и описание расчетной схемы 57

3.2 Определение сил и моментов, действующих на прицепную машину со стороны почвы 60

3.3 Описание топологической схемы математической модели 74

3.4 Выводы по главе 78

Глава 4 Экспериментальные исследования 79

4.1 Лабораторные испытания 79

4.2 Полевые экспериментальные исследования 93

4.3 Общие результаты экспериментальных исследований и выводы по главе .111

Глава 5 Результаты исследования влияния конструкции ТСУ на показатели устойчивости и маневренности движения прицепного звена 113

5.1 Оценка адекватности математической модели 113

5.2 Анализ результатов математического исследования влияния конструкции ТСУ на показатели устойчивости движения и маневренности прицепной почвообрабатывающей машины 116

5.3 Выводы по главе 121

Общие выводы и рекомендации 123

Список литературы

Определение понятия устойчивости машинно-тракторных агрегатов

Одним из важных эксплуатационных показателей МТА и других мобильных машин является показатель устойчивости. Устойчивости прицепных сельскохозяйственных машин посвящены работы академика П.М Василенко, к.т.н. М.Л. Гусяцкого, к.т.н. академика В.Ф. Коновалова, д.т.н. проф. В.П. Рослякова, д.т.н. проф. А.И.Тимофеева, д.т.н. проф. В.И. Фортуны и др. Исследование устойчивости автомобилей представлено в работах д.т.н., профессоров Д.А. Антонова, Л.В. Гячева, Я.М. Певзнера, Х.А. Хачатряна, А.С. Литвинова, а также в трудах М. Ол-лея, И. Лжара, Я. Таборека, Д.Р. Эллиса и других ученых.

Анализ работ отечественных и зарубежных исследователей по устойчивости движения одиночного трактора и автомобиля [28; 86; 127; 103; 109; 120 и др.] позволяет выделить три вида устойчивости: по опрокидыванию (поперечному и продольному), по направлению движения (курсовая устойчивость) и по боковому скольжению (боковая устойчивость). При этом авторами приводятся различные понятия устойчивости движения мобильных машин в зависимости от тематики исследовательских работ.

В ряде работ устойчивость движения МТА рассматривается как способность агрегата сохранять установившееся направление движения в продольной и поперечной плоскости.

Академик Е.А.Чудаков характеризует устойчивость автомобиля как способность держать дорогу на неровной или скользкой поверхности [167].

Профессор д.т.н. Д.П. Великанов [25] рассматривает устойчивость автомобиля как комплексное эксплуатационное качество безопасности: "... устойчивость - совокупность свойств, обеспечивающих движение автомобиля без бокового скольжения, опрокидывания или отклонения от требуемого направления... ". Аналогичные определения устойчивости движения автомобиля встречаются в работах проф. д.т.н. Б. С. Фалькевича, д.т.н. Г. В. Зимелева, к.т.н. Г. А. Гаспарянца [156; 60; 32]. Вопрос устойчивости автомобиля с учетом бокового увода (скольжения) колес впервые был рассмотрен в исследованиях М. Оллея и д.т.н. проф. Я. М. Певзнера [127].

Подробный анализ понятий устойчивости проведен в монографии д.т.н. проф. А.С.Литвинова [86]. Проанализировав существующие подходы, автор делает следующий вывод: "... под устойчивостью автомобиля следует понимать совокупность параметров, характеризующих устойчивость движения по всем степеням свободы незакрепленного твердого тела, за исключением движения в направлении продольной оси и в направлении, перпендикулярном к опорной поверхности".

В работе [79] устойчивость движения МТА рассматривается как совокупность свойств агрегата, способных при малых отклонениях системы сохранять характер движения системы как при действии возмущающих сил, так и спустя некоторое время после прекращения воздействия.

По мнению д.т.н. проф. Л. В. Гячева [48; 50] МТА должен обладать асимптотической устойчивостью, т.е. сохранять движение близкое к основному или стремиться к нему после получения начальных возмущений.

В ряде работ под устойчивостью движения исследователями понимается способность машины при минимальном числе управляющих воздействий сохранять параметры движения или положения равновесия под действием внешних сил, вызывающих отклонения от заданного направления движения или положения равновесия [64; ПО; 112; 116; 157 и др.], а также способность возвращаться к исходному режиму движения (положению равновесия) после прекращения действия возмущающих сил [11; 21; 150 и др.].

Рассмотренные точки зрения близки к определению академика A.M. Ляпунова [91], данному на основании общей теории устойчивости, согласно которой возникшие внешние возмущения незначительно изменяют траекторию движения механической системы. Похожие понятия устойчивости движения приняты в работах [48; 136 и др.]. Д.т.н. проф. Г. А. Смирнов, изучая устойчивость автомобиля, выделяет статическую или собственную устойчивость, т.е. устойчивость, заложенную в конст 14 рукцию машины и обеспечивающую в заданных пределах независимо от скорости движения и действия внешних сил направление движения и ориентацию продольной и вертикальной осей при отсутствии управляющих воздействий со стороны водителя [150].

Аналогичное определение устойчивости автомобиля приводится в ОСТ 37.001.051-86 [112], а также в работах по устойчивости движения автопоездов [160 и др.]: «устойчивость автомобиля - свойство автомобиля сохранять в заданных пределах независимо от скорости движения и действия внешних, инерционных и гравитационных сил направление скорости движения и ориентацию продольной и вертикальной осей при определенном управлении, закрепленном и свободном руле».

Однако неуправляемое движение мобильной машины, согласно определению академика A.M. Ляпунова, по определенным параметрам является неустойчивым [11; 12; 162]. В результате действия внешних возмущений, вызывающих незначительные изменения курсового угла, поперечное смещение неуправляемой машины будет бесконечно возрастать с течением времени. Поэтому в работах [11; 12] при анализе неуправляемого движения используется понятие не устойчивости, а условной устойчивости, понимаемой как устойчивость движения по отношению к ограниченному числу параметров движения.

Д.т.н. проф. Л.В. Гячев при оценке устойчивости движения прицепной сельскохозяйственной машины предлагает использовать понятие практической устойчивости [48], характеризующееся способностью прицепной машины сохранять прямолинейность и поступательность движения рамы при прямолинейном и равномерном движении точки прицепа.

На основании сказанного можно сделать вывод о том, что устойчивость движения как отдельно взятой мобильной машины, так и МТА, и любых шарнир-но соединенных мобильных машин с практической точки зрения определяется колебательным процессом, возникающим в результате действия различных возмущений.

Конструкция тягово-сцепного устройства, повышающего устойчивость прямолинейного движения прицепного МТА и его маневренность

Сцепное устройство содержит охватывающий элемент 1, рисунок 2.2 а, состоящий из корпуса 3 с глухим цилиндрическим отверстием 5. Открытая часть корпуса 3 охватывающего элемента 1 выполнена в виде усеченного конуса 4, жестко связанного с корпусом 3 охватывающего элемента. Наконечник 6, выпол ненный в виде цилиндрического стержня с кольцевой проточкой 7, соединен с дышлом 2 прицепного звена. Соединение наконечника 6 с дышлом 2 прицепного звена выполнено с фиксацией его относительно продольной оси дышла в продольном и поперечном направлении.

На корпусе 3 шарнирно установлены фиксаторы 8, взаимодействующие через поперечные прорези 9 корпуса 3 с кольцевой проточкой 7 наконечника 6 дышла прицепного звена. Поворотная рамка 10, показанная на рисунке 2.2 б, установлена шарнирно на ось 11 фиксаторов 8. Пружины растяжения 12, соединенные одним концом с верхним фиксатором 8, а другим - с поворотной рамкой 10, на нижнем фиксаторе 8 выполнены упоры 13, ограничивающие угол поворота поворотной рамки 10.

Стопор 14, установленный на поворотной рамке 10, имеет подвижный стержень 15 с кольцом 16, пружиной 17 и штифтом 18. Пружина 17 поджимает штифт 18 к выемкам 19 на торцах фиксаторов 8, исключая самопроизвольное раскрытие фиксаторов 8 в процессе буксирования прицепного звена. Для ограничения хода фиксаторов 8 при раскрытии на корпусе 3 установлена упорная скоба 20.

Корпус сцепного устройства 3 через сквозные отверстия 21, рисунок 2.2 а, фиксировано устанавливается в средней части прицепной скобы 7, рисунок 2.1.

При соединении сцепного устройства тягача с прицепным звеном наконечник 6, рисунок 2.2 а, дышла 2 прицепного звена захватывается усеченным конусом 4 открытой частью корпуса 3 и направляется в глухое цилиндрическое отверстие 5. Стопор 14 предварительно открыт.

Наконечник 6, взаимодействуя своей конической направляющей частью 23 с конической направляющей частью 24 фиксаторов 8, разжимает фиксаторы 8 и продолжает перемещаться дальше в сторону глухого цилиндрического отверстия 5. При совпадении кромок кольцевой проточки 7 наконечника 6 дышла прицепного звена с торцевыми поверхностями фиксаторов 8, последние под действием поворота поворотной рамки 10 сходятся, захватывают наконечник 6 дышла 2 прицепного звена и надежно удерживают его в этом положении. При этом штифт 18 входит в выемки 19 на торцах фиксаторов 8, исключая самопроизвольное раскры 46 тие фиксаторов 8. Таким образом, сцепка трактора с прицепным звеном осуществляется автоматически с рабочего места механизатора.

Для рассоединения сцепного устройства тягача с прицепным звеном водитель выводит штифт 18 из выемок 19 на торцах фиксаторов 8 и поворачивает при этом поворотную рамку 10, которая раздвигает фиксаторы 8, освобождая наконечник 6 дышла 2 прицепного звена.

При движении МТА тяговое усилие от трактора передается через нижние продольные тяги 1, рисунок 2.1 а, посредством шаровых шарниров 6 на цилиндрические цапфы прицепной скобы 7. Затем через крепление 9, рисунок 2.1, на корпус сцепки 3, рисунок 2.2 а. Далее через поперечные прорези 9 корпуса 3 и поверхности фиксаторов 8 на кольцевую проточку 7 наконечника 6 дышла на наконечник 6 и дышло 2 прицепного звена.

В процессе прямолинейного движения МТА точка поворота продольной оси прицепного звена относительно трактора и мгновенный центр поворота прицепного звена будут находиться между передним и задним мостами трактора на расстоянии / до кинематического центра прицепного звена, (рисунок 2.1 а), в точке О, являющейся точкой пересечения осевых линий продольных тяг ТСУ.

При движении близком к прямолинейному, рисунок 2.1 б, угол складывания у продольной оси прицепного звена относительно трактора невелик. ТСУ компенсирует этот угол путем соответствующего отклонения нижних продольных тяг 1. При этом точка поворота продольной оси прицепного звена относительно трактора 02 будет находиться на продольной оси трактора между передним и задним мостами трактора близко с точкой О, а мгновенный центр поворота прицепного звена будет перемещаться по дуге OjO на расстоянии /; до кинематического центра прицепного звена. При этом расстояние /; /.

Такое положение точки поворота продольной оси прицепного звена относительно трактора и мгновенного центра поворота прицепного звена увеличивает эквивалентную длину дышла и позволяет повысить устойчивость движения прицепного МТА за счет увеличения его осевого момента инерции. Если угол у между продольной осью трактора и прицепного звена увеличивается, например, во время разворота на поворотной полосе (рисунок 2.1 в), то дальнейший поворот возможен только благодаря исполнению нижних продольных тяг 1 с возможностью поворота относительно оси 4 присоединения их к трактору или выносной плите, а также относительно прицепной скобы, позволяющей нижним продольным тягам 1 переместиться в крайнее положение, показанное пунктирной линией, и обеспечить необходимый для маневра МТА угол у. При этом точка поворота продольной оси прицепного звена относительно трактора переместится в точку О2, а мгновенный центр поворота прицепного звена в точку Oit расположенные за задней осью трактора ближе к прицепному звену. Расстояние от мгновенного центра поворота прицепного звена относительно трактора до кинематического центра прицепного звена уменьшается до величины 12, значительно меньшей расстояний /; и /, что обеспечит хорошую маневренность трактора с прицепным звеном.

При выходе МТА из поворота за счет силы сопротивления движению прицепное звено и продольные тяги ТСУ займут первоначальное положение.

Использование предлагаемой конструкции ТСУ по сравнению с штатными ТСУ может оказать влияние на повышение устойчивости прямолинейного движения прицепного МТА и улучшить показатели его маневренности за счет исполнения нижних продольных тяг с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Оснащение предлагаемой конструкции ТСУ автоматическим сцепным устройством обеспечит облегченное соединение и рассоединение прицепного звена с тягачом и повысит надежности сцепки.

Определение сил и моментов, действующих на прицепную машину со стороны почвы

Для проведения лабораторных экспериментальных исследований в качестве объекта исследования был взят процесс силового взаимодействия почвы с симметричным рабочим органом сеялки-культиватора. Предмет исследования - силы и моменты, действующие на рабочий орган со стороны почвы. Для определения силы и моментов, возникающих на рабочем органе при взаимодействии его с почвой, на сошнике закреплялась симметричная универсальная лапа-бритва с шириной захвата 0,31 м.

Предварительно была произведена тарировка установленных на трубчатом сошнике тензометрических датчиков для определения продольной и поперечной составляющих главного вектора и главного момента сил воздействия почвы на рабочий орган. Предельная приведенная ошибка тензометрического блока по данным тарирования составила: для определения продольной силы - 2,5 %, для определения поперечной силы - 2,3 %, главного момента- 1,8 %.

Перед проведением испытаний замерялась температура окружающего воздуха и влажность почвы в канале. Рабочий орган устанавливался на глубину 10±1 см. Перед каждым режимом испытаний почва в почвенном канале равномерно уплотнялась и выравнивалась по всей поверхности. Уплотнение почвы осуществлялось до твердости, предусмотренной режимом испытаний. Твердость почвы замерялась на глубине 10 см перед каждым режимом по всей длине почвенного канала с шагом 0,5 метра.

Для определения величины сил и моментов, возникающих в рабочем органе при воздействии его на почву, в зависимости от места его установки на раме почвообрабатывающей машины, методикой было предусмотрено три режима испытаний.

Режим № 1. Твердость почвы на глубине 10 см составляла 0,85±0,05 МПа. Рабочий орган устанавливался на заданную глубину по центру почвенного канала. При таких условиях проведения испытаний рабочий орган воздействует на недеформированную почву. Режим имитирует силы и моменты, действующие со стороны почвы на рабочий орган, установленный на раме почвообрабатывающей машины в первом ряду.

Режим № 2. Имитирует силы и моменты, действующие со стороны почвы на рабочий орган, установленный на раме почвообрабатывающей машины во втором ряду. При этом рабочий орган с одной стороны относительно плоскости симметрии воздействовал на недеформированную почву, а с другой стороны на частично взрыхленную почву лапами первого ряда в зоне перекрытия, рисунок 4.5.а.

Твердость почвы перед началом испытания на глубине 10 см составляла 0,85±0,05 МПа. В начале каждого опыта, почвенный канал с помощью регулировочного механизма подвижной платформы 20 (рисунок 4.2) смещался в одну из сторон относительно центральной продольной оси на величину 228±1 мм. После установки рабочего органа на требуемую глубину почвенный канал перемещался а) б) в крайнее положение. Регистрация сигналов от тензометрических датчиков при этом не производилась. Затем рабочий орган выглублялся из почвы и почвенный канал возвращался в исходное положение. Регулировочным механизмом подвижной платформы 20 (рисунок 4.2) почвенный канал смещался в поперечной плоскости до первоначального положения. Рабочий орган устанавливался на требуемую глубину, и осуществлялось перемещение почвенного канала с регистрацией сигналов от тензометрических датчиков.

Величина смещения почвенного канала выбиралась в соответствии со схемой расстановки сошников сеялки - культиватора, согласно инструкции [144]. Зона перекрытия рабочих органов, с, при этом составила 82 мм.

Режим №3. имитирует силы и моменты, действующие со стороны почвы на рабочий орган, установленный на раме почвообрабатывающей машины в третьем ряду. На данном режиме рабочий орган воздействовал на почву, частично взрыхленную лапами второго ряда в зонах перекрытия, расположенных уже с двух сторон относительно плоскости симметрии, рисунок 4.5 б.

Твердость почвы перед началом испытания на глубине 10 см составляла 0,85±0,05 МПа. Почвенный канал с помощью регулировочного механизма подвижной платформы 20 (рисунок 4.2) смещался в одну из сторон относительно центральной продольной оси на величину 228±1 мм. Рабочий орган устанавливался на требуемую глубину, и почвенный канал перемещался в крайнее положение. Регистрация сигналов от тензометрических датчиков при этом не производилась. Затем рабочий орган выглублялся из почвы и почвенный канал возвращался в исходное положение. Регулировочным механизмом подвижной платформы 20 (рисунок 4.2) почвенный канал смещался в противоположную, относительно настроенного смещения, сторону на величину 456±1 мм. Величины первого и второго смещений почвенного канала выбирались в соответствии со схемой расстановки сошников, согласно [144].

После установки рабочего органа на требуемую глубину почвенный канал перемещался в крайнее положение. Регистрация сигналов от тензометрических датчиков также не производилась. Рабочий орган выглублялся из почвы и почвенный канал снова возвращался в исходное положение. Подвижной опорная платформа 20 (рисунок 4.2) устанавливалась в первоначальное положение, соответствующее ориентации рабочего органа по центру почвенного канала. Рабочий орган устанавливался на требуемую глубину, и осуществлялось перемещение почвенного канала с регистрацией сигналов от тензометрических датчиков. Зона перекрытия рабочего органа, с, составляла 82 мм с каждой его стороны относительно плоскости симметрии.

Для определения зависимости величин сил и моментов, возникающих в симметричном рабочем органе при воздействии его на почву от углового отклонения вектора скорости рабочего органа относительно плоскости симметрии, методикой было предусмотрено семь дополнительных режимов испытаний.

Режим № 4. Твердость почвы на глубине 10 см составляла 0,45±0,1 МПа. Рабочий орган устанавливался на заданную глубину по центру почвенного канала. Угловое отклонение платформы 18 (рисунок 4.2) от плоскости симметрии рабочего органа составляло 0 .

Режимы № 5 - 10. Твердость почвы на глубине 10 см составляла 0,45±0,1 МПа. Рабочий орган устанавливался на заданную глубину по центру почвенного канала. Угловое отклонение платформы 18 с почвенным каналом (рисунок 4.2) от плоскости симметрии рабочего органа составляло (1 ... 6), с шагом в 1. Требуемое угловое отклонение почвенного канала устанавливалось при помощи регулировочных тяг.

Кроме приведенных режимов испытания стрельчатой лапы в ходе лабораторных испытаний были проведены дополнительные испытания на смешанных режимах №1-№3 и №4 - №10 для выявления зависимости сил и моментов, возникающих в рабочем органе при воздействии его на почву в зависимости от места его установки на раме почвообрабатывающей машины и углового отклонения вектора скорости рабочего органа относительно плоскости симметрии.

Весь объем предварительных испытаний проводился при температуре воздуха +20 - + 24С. Влажность почвы на глубине 10 см., замеренная перед началом испытаний, составляла 16,6...18,4%. В ходе испытаний проводилось пятикратное повторение опыта на каждом режиме.

Общие результаты экспериментальных исследований и выводы по главе

Как видно из графиков, для всех вариантов ТСУ спектральные плотности колебаний курсового угла агрегатируемого орудия находятся примерно в одном уровне, в области низкочастотных составляющих колебаний с частотой до 0,025 Гц. Данное обстоятельство вызвано в основном внешними возмущениями однородных факторов (влияние макро- и микропрофиля поверхности поля, боковой увод шин, сопротивление на рабочих органах и т.д.).

В области частот 0,025 - 0,2 Гц с выраженным воздействием колебаний трактора на колебания прицепного агрегатируемого орудия (это видно по пикам спектральной плотности курсовых углов звена на одинаковых частотах) наблюдаются заметные отличии. Так при использовании ТСУ вариант №1 спектральная плотность колебаний курсового угла прицепного звена находится выше спектральной плотности колебаний курсового угла трактора. При использовании ТСУ вариантов №2 - №4 спектральные плотности колебания курсового угла прицепного звена находятся ниже спектральной плотности колебаний курсового угла трактора.

Следовательно, при использовании ТСУ вариантов №2 - №4 наблюдается более устойчивое движение агрегатируемого прицепного орудия, чем при использовании ТСУ варианта №1.

Данное следствие подтверждается и анализом значений оценочных показателей колебаний курсовых углов трактора и прицепной почвообрабатывающей машины, представленных в таблице 4.5.

Как видно из таблицы 4.6, усредненное значение времени сцепки прицепной почвообрабатывающей машины с трактором при использовании ТСУ варианта №2 в 1,94 раза меньше, чем при использовании ТСУ варианта №1. Такое различие объясняется в основном отсутствием необходимости непосредственного участия механизатора в процессе сцепки, так как все действия выполняет автоматическое сцепное устройство. Данное положение подтверждается незначительной разницей времени расцепки, где участие механизатора в процессе расцепки необходимо - нужно поднять затворную скобу автоматического сцепного устройства. Однако и это время можно сократить путем установки дистанционного привода затворной скобы, управляемой с рабочего места механизатора.

4.3 Общие результаты экспериментальных исследований и выводы по главе

1. Выполнено экспериментальное определение сил и моментов, действующих на рабочий орган пропашного культиватора со стороны почвы при разной степени уплотненности почвы в почвенном канале и при угловом отклонении вектора скорости рабочего органа относительно его оси симметрии. Полученные эмпирические зависимости были использованы в описании математической модели.

2. Проведены испытания экспериментального автоматического сцепного устройства, позволяющего в 1,94 раза сократить время сцепки в сравнении с прицепным устройством стандартного типа;

3. Исследовано влияние различных типов ТСУ, а также их кинематических параметров на устойчивость движения МТА и маневренность, которые показали, что: - перенос мгновенного центра поворота прицепного звена относительно трактора вперед по направлению движения МТА за счет использования предлагаемого ТСУ позволяет уменьшить уровень колебаний прицепного звена; - на изменение величины амплитуды колебаний прицепного звена при использовании предлагаемого типа ТСУ оказывает влияние величина оси подвеса ТСУ, выявлено, что наилучший эффект получен при использовании предлагаемого ТСУ с длиной оси подвеса 1200 мм.

Целью оценки адекватности математической модели является определение степени соответствия полученных с ее помощью данных результатов теоретических вычислений исследуемого процесса или явления с данными, полученными при экспериментальных исследованиях, для возможности дальнейшего использования математической модели при всестороннем изучении и рационализации исследуемых параметров. Модель считается адекватной, если она отражает заданные свойства с приемлемой точностью, зависящей от типа модели и значимости полученных с ее помощью результатов исследования.

Учитывая обстоятельство, что для оценки степени влияния конструкции ТСУ на прицепное звено при теоретических исследованиях использовалась плоская модель прямолинейного равномерного неуправляемого движения прицепного звена, а при экспериментальных исследованиях рассматривалось управляемое движение МТА, в модели был реализован блок низкочастотного генератора случайных возмущений, действующих на звенья комплексной почвообрабатывающей машины.

Генератор генерировал низкочастотные колебания случайной величины возмущающего момента подводимого к каждой секции прицепной почвообрабатывающей машины в частотном диапазоне от 0 до 1,5 Гц. Использование для генерирования случайной величины возмущающего момента указанного частного диапазона, а также амплитуд колебаний составляющих гармоник сигнала, обосновано анализом колебаний курсового угла прицепного звена и спектральных плотностей величин колебаний курсового угла, полученных при экспериментальных полевых испытаниях образцов ТСУ. При этом принималось обязательное условие, что среднеарифметическое значение возмущающего момента равно нулю.

После подстановки в модель полученных опытным путем расчетных коэф 114 фициентов на заданном промежутке времени выполнялся расчет величины курсового угла в функции от времени. Расчетные значения курсового угла подавались на блок Spectroscope в среде Mat Lab Simulink, где по величинам спектра делалось сопоставление расчетного значения сигнала с экспериментальным значением курсового угла и при необходимости осуществлялась подстройка генератора.

На рисунках 5.1 и 5.2 приведены графики спектральных плотностей, полученных при обработке экспериментальных данных и расчетным методом. Приведенные графики обладают приемлемой схожестью по их частотным составляющим сигнала. Как видно из рисунков, оба графика содержат низкочастотную составляющую сигнала в диапазоне от 0 до 0.025 Гц и явное выделение спектра на частотах 0.04, 0.1, 0.15 и 0.2 Гц.