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 управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Яковлев Павел Юрьевич

Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства
<
Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства
>

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

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

Яковлев Павел Юрьевич. Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства: диссертация ... кандидата технических наук: 05.20.01 / Яковлев Павел Юрьевич;[Место защиты: Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова].- Барнаул, 2014.- 138 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса: основные задачи, проблемы и актуальность иследования 9

1.1 Перспективы использования комбинированных машинно-тракторных агрегатов 9

1.2 Проблемы использования комбинированных агрегатов 17

1.3 Устойчивость, управляемость: основные понятия и определения 20

1.4 Критерии оценки устойчивости и управляемости 27

1.5 Методы решения проблемы использования машинно-тракторного агрегата с фронтальной навеской 33

1.6 Основные задачи исследования 44

2 Моделирование движения агрегата с фронтальной навеской 45

2.1 Эквивалентное движение механизма фронтальной навески и её особенности 45

2.2 Анализ различных кинематических схем механизма фронтальной навески и рекомендации по их применению. Бифуркационное состояние механизма навески 53

2.3 Колебания фронтально навешенного орудия присоединённого к трактору через П-образный элемент и непосредственно через тяги. Эквивалентная кинематическая схема 56

2.4 Силы, действующие на фронтально навешенное орудие и трактор при установившемся движении в междурядьях и при прямолинейном движении. Условие обеспечения управляемости и устойчивости 64

2.5 Определение и обеспечение рациональных механических параметров модернизированного навесного устройства. Выбор критерия устойчивого движения 69

2.6 Модель движения агрегата с фронтально навешенным культиватором, способным перемещаться относительно остова трактора 75

3 Экспериментальные и теоретические исследования 86

3.1 Цели проведения экспериментальных исследований 86

3.2 Объект и условия проведения полевых экспериментальных исследований 87

3.3 Координирование машинно-тракторного агрегата на поле. Определение координат его характерных точек 90

3.4 Приборы и оборудование для проведения полевых испытаний машинно-тракторного агрегата 94

4 Анализ результатов экспериментальных исследований 99

4.1 Проверка адекватности математических моделей 99

4.2 Анализ процесса движения машинно-тракторного агрегата в междурядьях пропашных культур 101

Результаты и выводы 117

Библиографический список 119

Приложение 129

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из перспективных направлений современного развития сельского хозяйства является создание комбинированных машинно-тракторных агрегатов (МТА), состоящих из тягового средства, фронтального и задненавесного орудий. Такие агрегаты, совершая несколько операций за один проход, экономят человеческие и топливно-энергетические ресурсы, защищают почву от чрезмерного разрушения и уплотнения, увеличивают производительность труда, максимально загружают энергонасыщенные тракторы и т.д. Однако использование таких агрегатов создаёт определённые проблемы, главная из которых - отрицательное влияние фронтально навешенного орудия на устойчивость и управляемость машинно-тракторного агрегата в процессе движения. При недостаточной управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтальной навеской невозможно достичь высоких технико-экономических показателей, что в свою очередь затрудняет их использование либо делает экономически нецелесообразным.

За счет применения в конструкции механизма навесного устройства упругого элемента обеспечивается нежесткое соединение орудия с трактором. Это, с одной стороны, создает возможность поворота орудия в ту же сторону, что и управляемые колеса трактора, и улучшает управляемость и устойчивость движения агрегата за счет уменьшения сил сопротивления от орудия при повороте, с другой стороны - обеспечивает возврат орудия в нейтральное положение.

В связи с этим, проведение теоретических и экспериментальных исследований движения трактора с фронтально навешенным орудием (ФНО) и упругим элементом в навесной системе, выбор рациональных конструктивных параметров навесного механизма и упругого элемента, способных повысить управляемость и устойчивость движения МТА, является актуальной задачей.

Целью работы является обеспечение высоких показателей управляемости машинно-тракторного агрегата с фронтальным почвообрабатывающим орудием, при одновременном сохранении устойчивости его движения, за счет снижения негативного влияния сил сопротивления со стороны орудия на поворот агрегата при маневрировании в междурядьях пропашных культур.

Объект исследования. Машинно-тракторный агрегат, включающий в себя энергетическое средство, приспособление для фронтального навешивания культиваторов и культиватор.

Предмет исследования. Процесс движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием.

Методология и методы исследования. Математическое моделирование физических процессов, теоретические основы механических колебаний, экспериментальные исследования.

Научную новизну представляют:

- конструкция навесного механизма, обеспечивающего устойчивость движения фронтально навешенного орудия относительно трактора и повышающего управляемость и устойчивость движения всего агрегата;

математическая модель, описывающая движение фронтально навешенного орудия относительно трактора;

математическая модель, описывающая движение машинно-тракторного агрегата в составе энергетического средства и фронтально навешенного культиватора;

условия выбора рационального соотношения между управляемостью агрегата и практической устойчивостью орудия для обеспечения наилучшего процесса движения МТА.

Практическая ценность. Разработана и запатентована конструкция механизма навесного устройства, которая обеспечивает устойчивость движения ФНО относительно трактора, а также способствует повышению управляемости агрегата при маневрировании в междурядьях пропашных культур.

Реализация результатов работы. Методические рекомендации по применению машинно-тракторных агрегатов с фронтально навешенным культиватором переданы в Управление по промышленности, энергетике, транспорту, развитию предпринимательства и труду Администрации г. Рубцовска. Выводы и методические рекомендации по данной работе используются в ОАО «Рубцовский проектно-конструкторский технологический институт». Результаты полученных исследований внедрены в учебный процесс кафедры «Наземные транспортные системы» Рубцовского индустриального института (филиала) АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Апробация работы. Основные материалы и научные результаты работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы социального и научно-технического развития в современном мире» (г.Рубцовск 2003г, 2007г., 2009г-2013г.); Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (г.Тольятти 2005г.); Всероссийской научно-технической конференции «Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы» (г.Рубцовск 2011г., 2012г.); Международной научно-практической инновационно-инвестиционной конференции «МИИК - 2012» (г.Рубцовск 2012г.).

Диссертационная работа выполнялась при поддержке стипендии (гранта) Президента РФ аспирантам и молодым ученым, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям российской экономики на 2013-2015г.г. (грант СП-5869.2013.1).

Основные положения, выносимые на защиту:

математическая модель движения орудия относительно трактора, с выбором наиболее рациональных параметров данного движения;

математические модели движения орудия, соединённого с трактором через П-образный элемент и непосредственно через тяги;

математическая модель движения агрегата в составе энергетического средства и фронтально навешенного орудия, с приспособлением для фронтального агрегатирования;

способ, обеспечивающий устойчивость движения орудия относительно трактора и позволяющий повысить управляемость и устойчивость движения всего агрегата;

- методика выбора рациональных параметров управляемости и устойчивости движения агрегата с фронтальным орудием.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых изданиях, входящих в Перечень ВАК, а также получено 3 патента на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит введение, четыре главы и общие выводы. Текст диссертации изложен на 128 страницах, включает 48 рисунков, 96 наименований используемой литературы и 2 приложения.

Методы решения проблемы использования машинно-тракторного агрегата с фронтальной навеской

Как было отмечено ранее, применение фронтальной навески обладает значительным рядом преимуществ, однако и не лишено недостатков, о которых также упоминалось. Таким образом, реализация всех преимуществ фронтального агрегатирования возможна при обеспечении рациональных показателей управляемости и устойчивости движения сельскохозяйственного агрегата с точки зрения выполняемых им агротехнических операций.

Существует два основных способа присоединения сельскохозяйственного орудия к трактору фронтально: жесткое или шарнирное.

Жесткое соединение трактора с орудием делает фактически невозможным поворот трактора, создавая момент, препятствующий этому повороту, что отрицательно сказывается на управляемости, поэтому шарнирная схема соединении фронтального орудия с трактором предпочтительнее, особенно при междурядной обработке пропашных культур, где необходимо копировать траекторию рядков растений [68,73]. Кроме того, на трактор, при шар 34 нирной схеме соединения, передаются меньшие дестабилизирующие моменты, а орудие, при встрече с препятствиями, может отклониться в сторону и избежать поломок [21,65], в отличие от жесткого соединения, где порой требуется усиление ряда узлов ходовой части трактора [35].

Устойчивость движения фронтальных орудий обеспечивается уже путем выбора конструктивных параметров агрегата либо введением дополнительных управляющих или ведущих сил, воздействующих на орудие.

Один из самых простых способов достичь устойчивости движения МТА - это использование стабилизатора в виде киля, который предотвращает отклонение при каждом случайном повороте трактора и способствует устойчивому движению орудия при обработке прямолинейных посевов [73], однако такой способ увеличивает тяговое сопротивление.

Тем не менее, сама идея использования заглубляющегося инструмента для обеспечения устойчивости движения сельскохозяйственного орудия получила свое развитие. В своей работе, посвященной этой проблеме [11], Га-шенко А.А. использовал культиваторный агрегат, оснащенный дисками-движителями, установленными впереди каждого рабочего органа и вращающихся через установленный на раме передаточный механизм, передающий крутящий момент от ВОМ трактора в направлении вращения ведущих колес трактора. В результате чего дисками-движителями создается движущая сила. Разница сопротивлений почвы на секциях левого плеча рамы относительно секций правого её плеча компенсируется разницей движущих сил, развиваемых дисками-движителями, что повышает курсовую устойчивость движения агрегата. Данная идея, реализованная в конструкции экспериментального культиватора КОН-2,8, может использоваться не только для обеспечения устойчивости движения заденавесного орудия, как у автора, но и для обеспечения устойчивости движения фронтальнонавесных орудий. Но в этом случае уже необходимо управляющее воздействие на само орудие, позволяющее маневрировать им при его работе в междурядьях. Использование дисков-движителей, с одной стороны, хоть и уменьшает тяговое сопротивление, но с другой, требует дополнительные затраты мощности двигателя на привод этих дисков. К тому же данная конструкция требует дополнительного квалифицированного обслуживания.

В Рубцовском индустриальном институте в качестве фронтально-навесного устройства, повышающего устойчивость движения фронтально навешенного орудия, было предложено соединять его с трактором через дополнительную раму (рис. 1.2) [53]. Рама приспособления 1 шарнирно соединена с остовом трактором 2. Присоединяемое орудие 4 крепится к П-образной раме приспособления 1 по трехточечной схеме посредством двух нижних тяг 3 и одной верхней (условно не показанной). Нижние тяги 3 расположены под углом к продольной оси агрегата, образуя при этом трапецию, большим основанием соединенную с культиватором, а меньшим основанием – с приспособлением. При работе трактора навесная сельскохозяйственная машина следует за передней балкой П-образного элемента. Таким образом, точка крепления сельскохозяйственной машины расположена впереди её. Если орудие, закрепленное с помощью указанного приспособления, при прямолинейном движении агрегата отклонилось от равновесного положения, то мгновенный центр вращения рамы орудия перемещается в сторону, противоположную отклонению, вызывая, таким образом, увеличение стабилизирующего момента от равнодействующей сил сопротивления рабочих органов, стремящегося вернуть орудие в прежнее положение. Следовательно, возникающие в процессе обработки возмущения с течением времени будут уменьшаться или исчезать, т.е. в данном случае наблюдается устойчивое движение сельскохозяйственной машины. Главное преимущество такой конструкции – это её простота.

Колебания фронтально навешенного орудия присоединённого к трактору через П-образный элемент и непосредственно через тяги. Эквивалентная кинематическая схема

Как было выше сказано, для получения геометрии относительного движения механизма фронтальной навески была использована теория центроид, позволяющая получить необходимые геометрические зависимости в четы-рехзвенном механизме. Однако стоить заметить, что данная теория не отображает в полной мере поведения механизма с силовой точки зрения, поскольку колебания навески рассматриваются около «мнимой» точки подвеса. Поэтому необходим дополнительный подход в рассмотрении колебаний орудия относительно трактора.

Для сравнения рассмотрим два случая присоединения ФНО. Первый, ко 57 гда навеска присоединена к трактору через П-образный элемент (рис. 2.4,а), второй, когда она присоединена непосредственно через тяги (рис. 2.4,б) без каких-либо дополнительных приспособлений. Причем оба случая присоеди нения не жесткие.

Изобразим схематично оба способа присоединения ФНО, заменив опорами точки присоединения тяг к П-образный элементу в первом случае и к трактору во втором - (рис. 2.5, а, б). В обоих случаях получается, что «мнимая» точка подвеса - точка C0 (мгновенный центр вращения), находящаяся на пересечении тяг А1O1 и А2O2 в их нейтральном положении, расположена впереди орудия, и длина «мнимого» маятника [14] в этом случае равна С0A0.

- Кинематические схемы ФНО, соединенного с трактором: а) через П-образный элемент; б) непосредственно через тяги

Этот достаточно простой наглядный пример позволяет легко убедиться, что поведение ФНО будет разным, поскольку точки прицепа тяг, в первом случае, расположены впереди орудия, и трактор тянет орудие, и его движение аналогично движению трактора с задненавесным орудием, которое устойчиво фактически всегда [53,57,22]; во втором случае точки прицепа тяг расположены позади орудия, и трактор толкает орудие перед собой, а такое движение фактически всегда неустойчиво, поэтому для придания устойчивого движения ФНО относительно трактора и был использован упругий элемент в конструкции навески [58,88].

Составление дифференциальных уравнений колебаний ФНО относительно трактора покажет реальную картину поведения орудия и позволит сделать выводы о типе его движения, однако необходимо выбрать соответствующий подход к анализу кинематической схемы четырехзвенного механизма, который позволит правильно составить данные уравнения и в полной мере отобразит поведение ФНО.

Предлагается рассматривать четырехзвенный механизм (рисунок 2.6,а), заменив его в расчетных схемах эквивалентным кинематическим механизмом (рисунок 2.6,б) [89,93,94] при условии малости углов отклонения.

Механизм навески: а) схема механизма фронтальной навески с перекрещивающимися по ходу движения нижними тягами; б) его эквивалентная кинематическая схема

Как видно из рисунка, эквивалентный механизм представляет собой перевернутый маятник, с осью вращения в точке O и длиной:

OA Угол отклонения маятника от нейтрального положения будет среднеарифметическим значением суммы углов поворота правой и левой тяг - р и ц/. Поскольку эти углы являются эквивалентно малыми величинами, их среднеарифметическое значение будет также являться малой величиной, близкой по значению к обоим углам, исходя из этого угол отклонения маятника будем считать при условии равенства ср и ц/ и примем равным ср.

В верхней точке A 0 (середина длины шатуна A1A2) маятника 1 присоединено звено 2 (жестко связанное с шатуном A1A2), у которого точка D является центром сопротивления рабочих органов, а на продолжении отрезка DA 0, как видно из рисунка, находится точка C0 – МЦВ механизма в нейтральном его положении, вокруг которой и происходит поворот орудия. Между углами поворота и маятника 1 и звена 2 соответственно существует ранее найденная зависимость, представляющая собой так называемое передаточное отношение механизма навески - UH (2.19). Таким образом, получен эквивалентный механизм фронтальной навески, с одной степенью свободы, состоящий из двух звеньев, который будет использоваться при дальнейшем рассмотрении и силовом анализе.

Полученный эквивалентный механизм, как можно видеть из рисунка, представляет собой перевернутый маятник. Чтобы он находился в положении устойчивого равновесия или около этого положения, необходимо воздействие, которое предотвращало бы его отклонение или же ограничивало в пределах допускаемого с агротехнической точки зрения отклонения, а также способствовало его возврату в исходное состояние. Для устойчивого движения орудия таким стабилизирующим воздействием будет являться упругий элемент [58], который размещается на тракторе, а посредством тяг соединен с сельскохозяйственным орудием, сила действия от которого сосредоточена в точке F (рисунок 2.6, а, б).

Задав малое положительное приращение, составим уравнение, описывающее движение орудия относительно трактора. Для определения закона этого движения воспользуемся методом Лагранжа. Механизм имеет одну степень свободы, и его положение можно определить углом 22 где J0 - момент инерции орудия; m - масса орудия; h - расстояние от средины шатуна А1 А2 до центра тяжести орудия; lОА - длина звена 1.

Координирование машинно-тракторного агрегата на поле. Определение координат его характерных точек

При экспериментальных исследованиях устойчивости движения МТА возникает необходимость в определении в каждый промежуток времени координат его характерных точек. Это необходимо для вычисления различных параметров движения агрегата (в первую очередь его траектории движения). Ключевое требование, предъявляемое к системе координирования МТА, - это точность измерения, поскольку для агрегата, работающего в междурядьях пропашных культур, отклонение рабочего органа от середины междурядий не должно превышать нескольких сантиметров.

Учитывая эту особенность, в Рубцовском индустриальном институте разработали собственный способ координирования агрегата на местности [54]. В его основе лежит принцип измерения перемещений во времени частей и звеньев механизмов относительно эталонного устройства, траекторию которого можно определить с высокой степенью точности. Эталонным устройством служит вспомогательное транспортное средство (ВТС), движущееся в горизонтальной плоскости без внешних нагрузок, что позволяет исключить возникновение возмущающих сил, способных вызвать боковое смещение ВТС. Случайное же изменение направления движения ВТС регистрируется гирополукомпасом, и через модуль аналого-цифрового преобразователя сигнал подается на ноутбук для дальнейшей корректировки результатов измерения отклонений агрегата. Зная текущую траекторию движения агрегата, можно определить и траекторию движения ФНО.

Согласно схеме, изображенной на рисунке 3.2, положение любой точки агрегата 1 на поле определяется, если известны координаты этой точки в подвижной системе координат x`O3y`, положение подвижной системы координат x`O3y` относительно подвижной – xO2y и положение подвижной системы координат xO2y относительно неподвижной - XO1Y. .X ВТС 2 образует подвижную систему координат xO2y, относительно которой фиксируется положение МТА, и связанную с ним систему координат x`O3y`, с помощью специального устройства. Устройство состоит из катушек 6,7 и 8, установленных на МТА 1 в точках C и D, имеющих возможность поворота относительно собственных вертикальных осей. Катушки 6 и 8 расположены соосно и вращаются независимо друг от друга. На катушки 6,7 и 8 намотаны легкие и прочные малорастяжимые нити 9,10 и 11, свободными концами жестко крепящиеся к ВТС 2 в точках А и B. Для создания предварительного натяжения и исключения провисания нитей в процессе работы устройства катушки подпружинены. Катушки 6, 7 и 8 расположены таким образом, что нити 9 и 11 катушек 6 и 8 располагаются по сторонам воображаемого четырехугольника АBCD, а нить 10 катушки 7 - по диагонали указанного четырехугольника. Путь, пройденный ВТС, измеряется путеизмерительным колесом 5.

При движении МТА и ВТС происходят изменения длин нитей 9,10 и 11, что вызывает повороты катушек 6,7 и 8 и, следовательно, связанных с ними датчиков угла поворота данных катушек. Сигналы от этих датчиков через модуль аналого-цифрового преобразователя подается на ноутбук, где непрерывно записываются. По записям сигналов от датчиков определяются текущие изменения длин нитей 9,10 и 11, что позволяет определить в каждый момент времени положение МТА 1 относительно ВТС 2. Координаты ВТС 2 относительно неподвижной системы координат определяются по показаниям гирополукомпаса 3 и путевого колеса 5, сигналы от которых через модуль аналого-цифрового преобразователя подаются также на ноутбук, где непрерывно записываются.

На рисунке 3.3 изображен исследуемый МТА со вспомогательным транспортным средством и системой для координирования.

Таким образом, используя предложенный способ, можно определить в каждый момент времени положение направляющей точки и среднего рабочего органа культиватора относительно задаваемой траектории движения. Для определения данных координат связывается подвижная система координат xOy с неподвижной x1O1y1 (рисунок 2.13), используя обобщенные координаты агрегата и кривизну траектории движения его центра масс. Для обработки полученных результатов, необходимых при определении координат направляющих точек рассматриваемых агрегатов, совместно с программным обеспечением «ZETLab» применялось приложение «ZETView», позволяющее не только обрабатывать полученные результаты, выявляя величину сигнала в каждый момент времени, но и, используя возможности данного программного обеспечения, получать конечные результаты в виде траекторий движения характерных точек агрегата.

Анализ процесса движения машинно-тракторного агрегата в междурядьях пропашных культур

Сравнительный анализ движения машинно-тракторного агрегата с упругим присоединением фронтально навешенного орудия проводится с трактором на холостом ходу и с агрегатом с жестко закрепленным фронтально навешенным орудием. Движение со свободно закрепленным орудием не рассматривается, поскольку при таком способе соединения орудия и трактора движение не представляется возможным. Это происходит вследствие того, что из-за неоднородности сопротивления по краям культиватора, либо единичного возмущающего воздействия орудие начинает отклоняться до тех пор, пока нижние тяги не «выберут» свой ход и не произойдет «заламыва-ние» орудия, процесс движения становится невозможным. Кроме того, при повороте управляемых колес, при нежестком присоединении орудия, тягово-транспортное средство сразу начинало поворачивать, а культиватор продол 102 жал движение без поворота, при этом нижние тяги навесного устройства начинали «складываться», и снова, «выбрав» свой ход, «заламывлось» орудие, и управляемое движение при таком способе присоединения орудия не представлялось возможным. На рисунке 4.3 показана теоретическая и экспериментальная траектории движения орудия при отсутствии упругого элемента в системе навески. Как видно по графику 2, максимальная продолжительность движения не превышает 4-6 секунд, после чего происходит «заламыва-ние» орудия и полная остановка МТА.

При наличии упругого элемента можно обеспечить необходимый тип затухающих колебаний (рис. 4.4) путем изменения жесткости упругого элемента. Согласно рекомендациям Л.В. Гячева, наиболее рациональными будут затухающие колебания, близкие по своему значению к предельному апериодическому движению, поскольку в этом случае путь, пройденный в отклонённом состоянии, будет минимален. Как видно из данных графиков – увеличение жесткости смещает показатель переходного процесса в зону колеба 103 тельного движения и одновременно уменьшает величину первоначально возможного отклонения орудия . Стоить заметить, что при этом путь, пройденный в отклонённом состоянии, при колебательных и затухающих колебаниях, близких по своему значению к предельному апериодическому движению, отличается незначительно. Однако следует учесть тот факт, что при апериодическом движении момент сопротивления повороту будет меньше, чем в случае колебательного движения.

При рассмотрении движения агрегатов по синусоиде, имитирующей посадки пропашных культур, в случае с жестко закрепленным орудием агрегат имел неудовлетворительную управляемость, однако сам процесс движения был возможен, но либо в случае, если движение происходило по синусоиде с периодом не менее чем 45-50 м, либо по прямой траектории. При движении по синусоиде с меньшим периодом, при попытке поворота, МТА продолжал движение прямо, нагребая перед колесами землю, что увеличивало сопро 104 тивление движению трактора, приводило в итоге к срыву верхних слоев грунта и, как следствие этого, - падению скорости движения агрегата, иногда вплоть по полной его остановки. Поворот происходил в случае, когда реакция от опорного основания превышала момент сопротивления повороту. Как только момент сопротивления увеличивался, трактор снова продолжал ехать туда, куда влекло его орудие. При этом максимальный угол поворота управляемых колес, при котором сохранялось управляемое движение МТА, при отсутствии срыва грунта, не превышал 4,5. Всё это в итоге увеличивало период синусоиды движения, и агрегат выходил за пределы зоны, ограниченной агротехническими требованиями по обработке пропашных культур.

Иная картина движения наблюдалась при упругом соединении трактора с культиватором. В этом случае после поворота управляемых колес трактора культиватор поворачивался в туже сторону на некоторый угол, максимальное значение которого ограничено моментом от действия упругого элемента. Благодаря упругому элементу нижние тяги могли отклоняться, но не складывались до предельного значения, при котором происходило «заламывание» орудия. После выравнивания управляемых колес трактора происходило уменьшение момента от действия сил сопротивления, вызывающих поворот орудия, и момент от действия упругого элемента, воздействуя на орудие, возвращал его в нейтральное по отношению к трактору положение. Изменяя направление движения агрегата на противоположное, культиватор также поворачивал в соответствующую сторону. Таким образом, за счет наличия упругого элемента в системе навески обеспечивалось не только отклонение культиватора в сторону поворота, но и его устойчивое положение относительно трактора – что и требовалось обеспечить. При этом углы поворота управляемых колес МТА находились в пределах ±7, а угол отклонения культиватора в пределах ±3, что было достаточно для обеспечения управляемого движения во всем диапазоне экспериментальных заездов.

Похожие диссертации на Повышение управляемости и устойчивости движения машинно-тракторного агрегата с фронтально навешенным орудием за счет модернизации навесного устройства