Оцінка динаміки машинно-тракторного агрегату з урахуванням впливу профілю опорної поверхні

Автор(и)

  • Іван Васильович Галич Харківський національний технічний університет сільського господарства імені , Україна https://orcid.org/0000-0002-9137-036X
  • Віктор Миколайович Антощенков Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0003-0769-7464
  • Віктор Миколайович Антощенков Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0002-1136-5430
  • Ігор Михайлович Лук’янов Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, Україна https://orcid.org/0000-0003-0325-2660
  • Сергій Михайлович Дюндик Національна академія Національної гвардії України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3558-0028
  • Олександр Вікторович Кісь Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна https://orcid.org/0000-0002-0033-4495

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225117

Ключові слова:

машинно-тракторний агрегат, коливання елементів рами, математична модель колеса, профіль опорної поверхні, амплітуда віброприскорень, спектральна щільність висоти профілю

Анотація

Наведено результати теоретичних досліджень динаміки машинно-тракторного агрегату з урахуванням впливу профілю опорної поверхні. Встановлено, що в процесі роботи машинно-тракторний агрегат піддається впливу безлічі зовнішніх факторів, що призводять до зміни вертикальних навантажень на ходову частину та двигун. Складено математичні моделі динаміки трактора та машинно-тракторного агрегату у складі трактора шарнірно-з’єднаної компоновки і причіпної сівалки. Такі моделі дозволяють досліджувати динаміку та коливальні процеси багатоелементних агрегатів. Сформовано математичну модель динаміки колеса трактора. Визначено швидкості руху та кути орієнтації елементів машинно-тракторного агрегату у просторі. Розраховано вплив профілю опорної поверхні на елементи агрегату при русі по полю, що підготовлено під сівбу та полю після оранки. Теоретичні дослідження впливу профілю опорної поверхні на динаміку машинно-тракторного агрегату виконано на прикладі трактора ХТЗ-242К та сівалки Vega-8 Profi (Україна). При русі рама сівалки має меншу амплітуду віброприскорень ніж трактор. Відповідно, трактор має більшу енергію коливань тому, що трактор спирається на ґрунт через колеса, які мають відповідну жорсткість. Сівалка рухається із заглибленими робочими органами у ґрунт, що приводить до зниження амплітуди коливань. Найбільша енергія амплітуди віброприскорень рами сівалки у вертикальному напрямі спостерігається на частотах 15,9; 23,44; 35,3 та 42,87 Гц. Визначено, що підвищення робочих швидкостей руху сільськогосподарських агрегатів призводить до того, коливання всіх складових елементів досягають значних величин. Це тягне за собою підвищення динамічних навантажень на ґрунт, і як наслідок, переущільнення.

Біографії авторів

Іван Васильович Галич, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені

Старший викладач

Кафедра мехатроніки та деталей машин

Віктор Миколайович Антощенков, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів і автомобілів

Віктор Миколайович Антощенков, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів і автомобілів

Ігор Михайлович Лук’янов, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра обладнання та інжинірингу переробних і харчових виробництв

Сергій Михайлович Дюндик, Національна академія Національної гвардії України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автобронетанкової техніки

Олександр Вікторович Кісь, Харківський національний університет радіоелектроніки

Кафедра електронних обчислювальних машин

Посилання

  1. Shabana, A. A. (2013). Dynamics of Multibody Systems. Cambridge University Press, 384. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9781107337213
  2. Wong, J. Y. (2008). Theory of ground vehicles. Wiley, 592. Available at: https://www.wiley.com/en-us/Theory+of+Ground+Vehicles%2C+4th+Edition-p-9780470170380
  3. Zhutov, A. G., Karsakov, A. A., Avramov, V. I. (2013). Formation of towed load depending on the moment of resistance. Traktory i sel'hozmashiny, 2, 24–25. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18851435
  4. Werner, R., Kormann, G., Mueller, S. (2012). Dynamic modeling and path tracking control for a farm tractor towing an implement with steerable wheels and steerable drawbar. 2nd Commercial Vehicle Technology Symposium. Kaiserslautern, 241–250.
  5. Bulgakov, V., Ivanovs, S., Adamchuk, V., Antoshchenkov, R. (2019). Investigations of the Dynamics of a Four-Element Machine-and-Tractor Aggregate. Acta Technologica Agriculturae, 22 (4), 146–151. doi: https://doi.org/10.2478/ata-2019-0026
  6. Blundell, M., Harty, D. (2004). The Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics. Butterworth-Heinemann, 288. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-7506-5112-7.x5000-3
  7. Antoshchenkov, R. V. (2017). Dynamika ta enerhetyka rukhu bahatoelementnykh mashynno-traktornykh ahrehativ. Kharkiv: KhNTUSH, 244. Available at: http://dspace.khntusg.com.ua/handle/123456789/1186
  8. Cutini, M., Brambilla, M., Bisaglia, C. (2017). Whole-Body Vibration in Farming: Background Document for Creating a Simplified Procedure to Determine Agricultural Tractor Vibration Comfort. Agriculture, 7 (10), 84. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture7100084
  9. Dzyuba, O., Dzyuba, A., Polyakov, A., Volokh, V., Antoshchenkov, R., Mykhailov, A. (2019). Studying the influence of structural-mode parameters on energy efficiency of the plough PLN-3-35. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (99)), 55–65. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.169903
  10. Lenzuni, P., Deboli, R., Preti, C., Calvo, A. (2016). A round robin test for the hand-transmitted vibration from an olive harvester. International Journal of Industrial Ergonomics, 53, 86–92. doi: https://doi.org/10.1016/j.ergon.2015.10.006
  11. Pazooki, A., Cao, D., Rakheja, S., Boileau, P.-É. (2011). Ride dynamic evaluations and design optimisation of a torsio-elastic off-road vehicle suspension. Vehicle System Dynamics, 49 (9), 1455–1476. doi: https://doi.org/10.1080/00423114.2010.516833
  12. Guan, D., Fan, C., Xie, X. (2005). A dynamic tyre model of vertical performance rolling over cleats. Vehicle System Dynamics, 43 (sup1), 209–222. doi: https://doi.org/10.1080/00423110500109398
  13. Besselink, I. J. M., Schmeitz, A. J. C., Pacejka, H. B. (2010). An improved Magic Formula/Swift tyre model that can handle inflation pressure changes. Vehicle System Dynamics, 48 (sup1), 337–352. doi: https://doi.org/10.1080/00423111003748088
  14. Pacejka, H. (2012). Tire and Vehicle Dynamics. Butterworth-Heinemann, 672. doi: https://doi.org/10.1016/c2010-0-68548-8
  15. Taylor, R. K., Bashford, L. L., Schrock, M. D. (2000). Methods for measuring vertical tire stiffness. Transactions of the ASAE, 43 (6), 1415–1419. doi: https://doi.org/10.13031/2013.3039
  16. Jazan, R. N. (2014). Vehicle dynamics: Theory and Application. Springer. doi: http://doi.org/10.1007/978-1-4614-8544-5
  17. Wille, R., Bohm, F., Duda, A. (2005). Calculation of the rolling contact between a tyre and deformable ground. Vehicle System Dynamics, 43, 483–492. doi: https://doi.org/10.1080/00423110500139759
  18. Melnik, V., Antoshchenkov, R., Antoshchenkov, V., Kis, V., Galych, I. (2019). Results of experimental studies of tractor type dynamics ХТЗ-243K. Visnyk KhNTUSH imeni Petra Vasylenka, 198, 181–187. Available at: http://dspace.khntusg.com.ua/bitstream/123456789/10461/1/26.pdf
  19. Wee, B. S., Yahya, A., Suparjo, B. S., Othman, I. (2002). Mobile, automated, 3-axis laser soil surface profile digitizer. Biological, agricultural and food engineering: Proceedings of 2nd Word Engineering Congress (WEC2002), Engineering innovation and sustainability: Global challenges and issues. Kuching, 319–326.
  20. Kabir, M. S. N., Ryu, M.-J., Chung, S.-O., Kim, Y.-J., Choi, C.-H., Hong, S.-J., Sung, J.-H. (2014). Research Trends for Performance, Safety, and Comfort Evaluation of Agricultural Tractors: A Review. Journal of Biosystems Engineering, 39 (1), 21–33. doi: https://doi.org/10.5307/jbe.2014.39.1.021

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-22

Як цитувати

Галич, І. В., Антощенков, В. М., Антощенков, В. М., Лук’янов, І. М., Дюндик, С. М., & Кісь, О. В. (2021). Оцінка динаміки машинно-тракторного агрегату з урахуванням впливу профілю опорної поверхні. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (109), 51–62. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225117

Номер

Том 1 № 7 (109) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Иван Васильевич Галич, Роман Викторович Антощенков, Виктор Николаевич Антощенков, Игорь Михайлович Лукьянов, Сергей Михайлович Дюндик, Кись Александр Викторович Кись

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.