Формування конструктивних параметрів грунтообробних машин методами фізичного моделювання

Abstract

Методи фізичного моделювання широко застосовують при відпрацюванні конструктивних параметрів складних машин. Грунтообробні машини у своїй більшості до складних не відносять, але метод в сільськогосподарському машинобудування доволі поширений. Але у своїй більшості експерименти не передбачають отримання чисельних значень досліджуваних величин, бо методики їх перерахування на натурний зразок машини не дозволяють це зробити. В статті запропонована така методика стосовно ґрунтообробних знарядь. В основу покладене критеріальне рівняння, отримане методом аналізу розмірностей теорії внутрішньої напруги Як відомо само по собі отримане таким чином критеріальне рівняння не дозволяє виконати перерахунок значень на натурний зразок. Але запропоновані допоміжні критерії подібності при різних значеннях масштабного коефіцієнту зробити це дозволяють. Таким чином, методика передбачає наявність визначального критерія, який містить один базовий конструктивний елемент, інтегральний показник механічних властивостей грунту. Два допоміжних критерія включають: перший - співвідношення швидкостей, другий співвідношення другорядних конструктивних розмірів. Лабораторні дослідження слід виконувати з двома масштабними коефіцієнтами. Рекомендовані значення: М1=2; М2 = 3. При цьому модельні дослідження обов'язково повинні виконуватись з використанням модельного середовища параметри якого обґрунтовані визначальним критерієм подібності. Наведена методика може бути використана при дослідженнях з використанням методів біоніки, гідродинамічного і імітаційного моделювання. Виконані експериментальні дослідження показали хорошу збіжність отримуваних результатів.

Методы физического моделирования широко применяют при отработке конструктивных параметров сложных машин. Почвообрабатывающие машины в своем большинстве к сложным не относят, но метод в сельскохозяйственном машиностроения довольно распространен. Но в большинстве эксперименты не предусматривают получения численных значений исследуемых величин, потому методики их перечисления на натурный образец машины не позволяют это сделать. В статье предложена такая методика относительно почвообрабатывающих орудий. В основу положено критериальное уравнение, полученное методом анализа размерностей теории внутреннего напряжения Как известно само по себе полученное таким образом критериальное уравнение не позволяет выполнить перерасчет значений на натурный образец. Но предложенные вспомогательные критерии подобия при различных значениях масштабного коэффициента сделать это позволяют. Таким образом, методика предусматривает наличие определяющего критерия, который содержит один базовый конструктивный элемент, интегральный показатель механических свойств грунта. Два вспомогательных критерия включают: первый - соотношение скоростей, второй соотношение второстепенных конструктивных размеров. Лабораторные исследования следует выполнять с двумя масштабными коэффициентами. Рекомендуемые значения: М1=2; М2=3 При этом модельные исследования обязательно должны выполняться с использованием модельного среды параметры которого обоснованные определяющим критерием подобия. Приведенная методика может быть использована при исследованиях с использованием методов бионики, гидродинамического и имитационного моделирования. Выполнены экспериментальные исследования показали хорошую сходимость получаемых результатов.

Methods of physical modeling are widely used when working out the design parameters of complex machines. Soil-cultivating machines, in their majority, are not considered to be complex, but the method in agricultural machinery is rather widespread. But in most of the experiments, they do not expect to obtain numerical values of the studied quantities, because the methods of transferring them to a model machine do not allow it to do this. The article proposes such a technique for soil cultivating tools. The basis of the cited criterion equation, obtained by the method of analyzing the dimensions of the theory of internal stress, is established. In itself, the criterial equation obtained in this way does not allow the conversion of values to a real sample. But the proposed auxiliary similarity criteria at different values of the scale factor make it possible. Thus, the method involves the presence of a defining criterion, which contains one basic constructive element, an integral index of soil mechanical properties. Two auxiliary criteria include: the first - the ratio of velocities, the second ratio of secondary constructive sizes. Laboratory studies should be performed with two scale factors. The recommended values are: M1=2; M2=3. In this case, model researches must be performed using a model environment, the parameters of which are based on a determinative similarity criterion. The given method can be used in researches using the methods of bionics, hydrodynamic and simulation modeling. The performed experimental studies showed a good convergence of the results obtained.