Методика создания математической модели виртуального машинно-тракторного агрегата

Abstract

Рассматривается вопрос разработки типажа мобильных энергетических средств (МЭС), а также единой методики для его формирования, как организационную основу тракторной политики. Базовой основой комплектования оптимальных вариантов агрегатов являются тяговые параметры тракторов, которые заложены еще в систему их классификации. На сегодняшний день отсутствуют не только конечный вариант типажа мобильных энергетических средств, а также единая методика для его формирования. Опираясь на результаты научных трудов ученых-разработчиков классификации тракторов, предлагается свой вариант моделирования функциональности тракторов тягово-энергетической и тяговой концепции, классификация которых основывается соответственно с ГОСТ 27021-86. Эта методика раскрывает сущность создания математической модели виртуального МТА для тракторов тяговой концепции. Для разработки методики сформированы исходные данные на основе комплектования агрегатов для выполнения девяти основных технологических операций в условном хозяйстве. Для каждого из агрегатов на всех операциях выполнены следующие расчеты: производительность за час основного времени, расход топлива на единицу работы, фактическоий коэффициент использования веса трактора и удельного тягового сопротивления рабочих органов агрегата. После выполненных расчетов на всех технологических операциях установлена функциональная зависимость между производительностью МТА за час основного времени, коэффициентом использования веса трактора и эксплуатационной весом трактора. А также установлена функциональная зависимость между расходом топлива на единицу работы, коэффициентом использования веса трактора и эксплуатационной весом трактора. Получение функциональных связей выполнено с помощью программы Lab fit путем построения 3d-поверхностей. После построения всех 3d-поверхностей получены аналитические зависимости с образованием коэффициентов 𝑎 и 𝑏 для всех технологических операций. Полученные аналитические зависимости по производительности и расхода топлива является окончательной математической моделью виртуального МТА, которая учитывает вес трактора, как главный параметр тракторов тяговой концепции, и его связь с производительностью и расходом топлива (посредством использования соответствующих коэффициентов) при выполнении конкретной технологической операции.

Розглядається питання розробки типажу мобільних енергетичних засобів (МЕМ), а також єдиної методики для його формування, як організаційну основу тракторної політики. Базовою основою комплектування оптимальних варіантів агрегатів являються тягові параметри тракторів, які закладені ще в систему їх класифікації. На сьогоднішній день відсутні не тільки кінцевий варіант типажу мобільних енергетичних засобів, а також єдина методика для його формування. Спираючись на результати наукових праць вчених-розробників класифікації тракторів пропонується свій варіант моделювання функціональності тракторів тягово-енергетичної та тягової концепції, класифікація яких ґрунтується відповідно до ГОСТ 27021-86. Ця методика розкриває сутність створення математичної моделі віртуального МТА для тракторів тягової концепції. Для розробки методики сформовано вихідні дані на основі комплектування агрегатів для виконання дев'яти основних технологічних операцій в умовному господарстві. Для кожного з агрегатів на всіх операціях виконані наступні розрахунки: продуктивності за годину основного часу, витрати палива на одиницю роботи, фактичного коефіцієнта використання ваги трактора і питомого тягового опору робочих органів агрегату. Після виконаних розрахунків на всіх технологічних операціях встановлена функціональна залежність між продуктивністю МТА за годину основного часу, коефіцієнтом використання ваги трактора і експлуатаційною вагою трактора. А також встановлена функціональна залежність між витратою палива на одиницю роботи, коефіцієнтом використання ваги трактора і експлуатаційною вагою трактора. Отримання функціональних зв’язків виконано за допомогою програми Lab fit шляхом побудови 3dповерхонь. Після побудови всіх 3d-поверхонь отримано аналітичні залежності з утворенням коефіцієнтів 𝑎 і 𝑏 для всіх технологічних операцій. Отримані аналітичні залежності по продуктивності і витраті палива є остаточною математичною моделлю віртуального МТА, яка враховує вагу трактора, як головний параметр тракторів тягової концепції, і його зв'язок з продуктивністю і витратою палива (за допомогою використання відповідних коефіцієнтів) при виконанні конкретної технологічної операції.

The issue of developing a type of mobile energy means (MES), as well as a unified methodology for its formation, as an organizational basis for tractor policy is considered. The basic basis for completing the optimal options for units is the traction parameters of tractors, which are included in the system of their classification. To date, not only the final version of the type of mobile energy means is lacking, but also a unified methodology for its formation. Based on the results of scientific works of scientists who developed the classification of tractors, we propose our own version of modeling the functionality of traction-energy and traction concepts, the classification of which is based on GOST 27021-86, respectively. This technique reveals the essence of creating a mathematical model of a virtual MTA for traction tractors. For the development of the methodology, the initial data were formed on the basis of completing the units for performing nine basic technological operations in the conventional farm. For each of the units at all operations, the following calculations were performed: productivity per hour of the main time, fuel consumption per unit of work, the actual utilization factor of the tractor weight and specific traction resistance of the unit working bodies. After the performed calculations for all technological operations, a functional relationship was established between the productivity of the MTA per hour of the main time, the utilization factor of the tractor weight and the operating weight of the tractor. And also a functional relationship was established between fuel consumption per unit of work, the utilization factor of the tractor weight and the operating weight of the tractor. Functional connections were obtained using the Lab fit program by constructing 3d surfaces. After constructing all 3d surfaces, analytical dependences were obtained with the formation of coefficients a and b for all technological operations. The obtained analytical dependencies for productivity and fuel consumption are the final mathematical model of a virtual MTA, which takes into account the weight of the tractor as the main parameter of tractors of the traction concept, and its relationship with the productivity and fuel consumption (through the use of appropriate coefficients) when performing a specific technological operation.