Визначення вертикальних коливань трактора з переднім плугом без опорного колеса

Автор(и)

  • Володимир Трохимович Надикто Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, Україна https://orcid.org/0000-0002-1770-8297
  • Геннадій Анатолійович Голуб Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-2388-0405
  • Володимир Миколайович Кюрчев Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, Україна https://orcid.org/0000-0003-4377-1924
  • Наталія Михайлівна Цивенкова Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0003-1703-4306
  • Геннадій Анатолійович Петров Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, Україна https://orcid.org/0000-0002-1726-2731
  • Ярослав Дмитрович Ярош Поліський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-8376-8979

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.296842

Ключові слова:

орний агрегат, передній навісний механізм, «push-pull», фронтальний плуг, коефіцієнт жорсткості шин, коефіцієнта демпфування шин

Анотація

Об’єктом дослідження є трактор з переднім плугом без опорного колеса. Одним із способів уникнення застосування баласту є використання плугів з передньою навіскою, які працюють в режимі «штовхання». Як правило, такі плуги оснащені хоча б одним опорним колесом. Наявність останнього ускладнює конструкцію плуга і, безумовно, впливає на ступінь вертикального навантаження на керовані колеса мобільного засобу.

За допомогою розробленої математичної моделі та відповідних амплітудних і фазових частотних характеристик досліджено динаміку вертикальних коливань передньої осі трактора з фронтальним начіпним плугом без опорного колеса. В якості збурювального впливу розглянуто вертикальні коливання сумарної сили, що діють на трактор з боку плуга. За результатами моделювання збільшення вертикального навантаження передньої осі трактора на 600 кг обумовлює бажане зменшення значення амплітуди та збільшення фази зовнішніх збурень динамічної системи. Чим вища частота коливань збурення, тим більш прийнятними стають ці характеристики. Встановлено, що для покращення реакції досліджуваної динамічної системи на збурення необхідно зменшити коефіцієнт жорсткості шин передніх коліс. На практиці це досягається шляхом регулювання тиску повітря в шинах. Амплітудно-частотні характеристики системи майже не змінюються при збільшенні коефіцієнта демпфування шин передніх коліс трактора в діапазоні від 1 до 3 кН·с/м, тоді як фазово-частотні характеристики покращуються. Особливо це помітно на частотах коливань збурювального впливу в діапазоні 0–10 с-1.

Результати можуть бути покладені в основу оцінки ефективності роботи тракторів з переднім плугом без опорного колеса на ґрунтообробних операціях. Така ефективність може бути досягнута за умови практичної реалізації запропонованих у даній роботі рекомендацій щодо вибору конструктивних параметрів шин передніх коліс трактора

Біографії авторів

Володимир Трохимович Надикто, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного

Доктор технічних наук, професор

Кафедра експлуатації та технічного сервісу машин

Геннадій Анатолійович Голуб, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технічного сервісу та інженерного менеджменту імені Миколи Петровича Момотенка

Володимир Миколайович Кюрчев, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного

Доктор технічних наук, професор

Кафедра експлуатації та технічного сервісу машин

Наталія Михайлівна Цивенкова, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технічного сервісу та інженерного менеджменту імені Миколи Петровича Момотенка

Геннадій Анатолійович Петров, Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного

Аспірант

Кафедра експлуатації та технічного сервісу машин

Ярослав Дмитрович Ярош, Поліський національний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра електрифікації, автоматизації виробництва та інженерної екології

Посилання

  1. Liu, K., Sozzi, M., Gasparini, F., Marinello, F., Sartori, L. (2023). Combining simulations and field experiments: Effects of subsoiling angle and tillage depth on soil structure and energy requirements. Computers and Electronics in Agriculture, 214, 108323. https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.108323
  2. Kraut-Cohen, J., Zolti, A., Shaltiel-Harpaz, L., Argaman, E., Rabinovich, R., Green, S. J., Minz, D. (2020). Effects of tillage practices on soil microbiome and agricultural parameters. Science of The Total Environment, 705, 135791. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135791
  3. Ren, Z., Han, X., Feng, H., Wang, L., Ma, G., Li, J. et al. (2024). Long-term conservation tillage improves soil stoichiometry balance and crop productivity based on a 17-year experiment in a semi-arid area of northern China. Science of The Total Environment, 908, 168283. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168283
  4. Ambike, S. S., Schmiedeler, J. P. (2007). Application of Geometric Constraint Programming To The Kinematic Design of Three-Point Hitches. Applied Engineering in Agriculture, 23 (1), 13–21. https://doi.org/10.13031/2013.22325
  5. Bulgakov, V., Ivanovs, S., Nadykto, V., Petrov, G. (2023). Investigation of front plough functioning stability conditions without support wheel. Engineering for Rural Development. https://doi.org/10.22616/erdev.2023.22.tf116
  6. Gluckauf, Z. W. (1989). Operating experience with a plough for difficult seams (in German). International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 26 (6), 321. https://doi.org/10.1016/0148-9062(89)91711-7
  7. ASAE Standards AD730: 2012, 2012. Agricultural wheeled tractors – Rear-mounted three-point linkage – Categories 1N, 1, 2N, 2, 3N, 3, 4N AND 4. St. Joseph, Michigan: ASAE.
  8. ASAE Standards S513, 2003. Agricultural wheeled tractors - Front-hitched three-point linkage. St. Joseph, Michigan: ASAE.
  9. Macmillan, R. H. (2002). The Mechanics of Tractor Implement Performance: Theory and Worked Examples. University of Melbourne.
  10. Askari, M., Komarizade, M. H., Nikbakht, A. M., Nobakht, N., Teimourlou, R. F. (2011). A novel three-point hitch dynamometer to measure the draft requirement of mounted implements. Research in Agricultural Engineering, 57 (4), 128–136. https://doi.org/10.17221/16/2011-rae
  11. Jagan, T., Ponpaul, R. S. (2022). Utilization of Tractor Power using Front Three Point Linkage. Journal of Physics: Conference Series, 2272 (1), 012004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2272/1/012004
  12. Portes, P., Bauer, F., Cupera, J. (2013). Laboratory-experimental verification of calculation of force effects in tractor’s three-point hitch acting on driving wheels. Soil and Tillage Research, 128, 81–90. https://doi.org/10.1016/j.still.2012.10.007
  13. Prasanna Kumar, G. V. (2015). Geometric performance parameters of three-point hitch linkage system of a 2WD Indian tractor. Research in Agricultural Engineering, 61 (1), 47–53. https://doi.org/10.17221/79/2012-rae
  14. Kumar, A., Pranav, P. K., Kumar, S. (2018). Computer simulation of three-point linkage parameters for virtual hitch point and optimum depth of operation. Engineering in Agriculture, Environment and Food, 11 (3), 114–121. https://doi.org/10.1016/j.eaef.2018.02.006
  15. Tatíček, M., Bauer, F., Sedlák, P., Čupera, J. (2014). The effect of setup of three point linkage on energetic and performance parameters of tractor aggregate. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 59 (5), 253–262. https://doi.org/10.11118/actaun201159050253
  16. Bulgakov, V., Nadykto, V., Kyurchev, S., Nesvidomin, V., Ivanovs, S., Olt, J. (2019). Theoretical background for increasing grip properties of wheeled tractors based on their rational ballasting. Agraarteadus: Journal of Agricultural Science, 30 (2), 78–84. https://doi.org/10.15159/jas.19.07
  17. Mamkagh, A. M. (2018). Effect of Tillage Speed, Depth, Ballast Weight and Tire Inflation Pressure on the Fuel Consumption of the Agricultural Tractor: A Review. Journal of Engineering Research and Reports, 3 (2), 1–7. https://doi.org/10.9734/jerr/2018/v3i216871
  18. Zhang, S., Ren, W., Xie, B., Luo, Z., Wen, C., Chen, Z. et al. (2023). A combined control method of traction and ballast for an electric tractor in ploughing based on load transfer. Computers and Electronics in Agriculture, 207, 107750. https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.107750
  19. Zhang, S., Xie, B., Wen, C., Zhao, Y., Du, Y., Zhu, Z. et al. (2022). Intelligent ballast control system with active load-transfer for electric tractors. Biosystems Engineering, 215, 143–155. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2022.01.008
  20. Singh, N., Pandey, K. (2017). Development of Visual Basic Program to Design Front Mounted Three-Point Linkage for Higher Power Tractors. Advances in Research, 11 (2), 1–10. https://doi.org/10.9734/air/2017/35767
  21. Zheng, E., Zhong, X., Zhu, R., Xue, J., Cui, S., Gao, H., Lin, X. (2019). Investigation into the vibration characteristics of agricultural wheeled tractor-implement system with hydro-pneumatic suspension on the front axle. Biosystems Engineering, 186, 14–33. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2019.05.004
  22. Bauer, F., Porteš, P., Slimařík, D., Čupera, J., Fajman, M. (2017). Observation of load transfer from fully mounted plough to tractor wheels by analysis of three point hitch forces during ploughing. Soil and Tillage Research, 172, 69–78. https://doi.org/10.1016/j.still.2017.05.007
  23. Havrysh, V. I., Bondarenko, V. O. (2011). Osnovy teoriyi rozrakhunku mobilnykh enerhetychnykh zasobiv. Mykolaiv: MDAU, 284.
  24. Zeidman, P., Friston, K., Parr, T. (2023). A primer on Variational Laplace (VL). NeuroImage, 279, 120310. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2023.120310
  25. Aizerman, M. A. (1963). Theory of automatic control. A volume in Adiwes International Series in the Engineering Sciences. Elsevier. https://doi.org/10.1016/c2013-0-01720-3
  26. Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering. New Jersey: Pearson Education, Inc., 912.
  27. Sorin-Stefan, B., Valenti, V. (2012). Use of Finite Element Method to Determine the Influence of Land Vehicles Traffic on Artificial Soil Compaction. Water Stress. https://doi.org/10.5772/30189
  28. Franklin, G. F., Powell, J. D., Emami-Naeini, A. (2019). Feedback Control of Dynamic Systems. New York: Pearson.
  29. Nise, N. S. (2011). Control Systems Engineering. John Wiley & Sons, Inc.
  30. Zhang, J., Yao, H., Chen, L., Zheng, E., Zhu, Y., Xue, J. (2022). Vibration characteristics analysis and suspension parameter optimization of tractor/implement system with front axle suspension under ploughing operation condition. Journal of Terramechanics, 102, 49–64. https://doi.org/10.1016/j.jterra.2022.05.001
Визначення вертикальних коливань трактора з переднім плугом без опорного колеса

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Надикто, В. Т., Голуб, Г. А., Кюрчев, В. М., Цивенкова, Н. М., Петров, Г. А., & Ярош, Я. Д. (2024). Визначення вертикальних коливань трактора з переднім плугом без опорного колеса. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(7 (127), 37–47. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.296842

Номер

Том 1 № 7 (127) (2024): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Volodymyr Nadykto, Gennadii Golub, Volodymyr Kyurchev, Nataliya Tsyvenkova, Gennadii Petrov, Yaroslav Yarosh

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.