Динаміка коренезбиральної машини з системою підтримання глибини ходу робочих органів

Abstract

Головним критерієм подальшої інтенсифікації сучасного розвитку сільськогосподарського виробництва є матеріально-технічна база механізації всіх виробничих процесів на основі впровадження ресурсозберігаючих технологій збирання сільськогосподарських культур. Однією з основних ознак, яка характеризує прогресивну технологію, є значне зменшення енергетичних ресурсів, які властиві технологічній операції викопування коренеплодів. З іншого боку, розвиток сучасного машинобудування характеризується підвищенням потужностей коренезбиральних машин, що призводить до інтенсифікації виконання технологічного процесу, і, як наслідок, більш жорстких умов експлуатації самих машин. Окрім того, достатньо актуальною залишається проблема зменшення втрат та пошкоджень коренеплодів і забезпечення надійності виконання операції викопуючими вузлами коренезбиральних машин, серед яких особливе місце займають диски копачів. Для вирішення поставленого питання необхідно постійно удосконалювати не тільки саму систему робочих органів машин, призначених для викопування коренеплодів, а і динаміку її функціонування. В статті на основі рівнянь Лагранжу другого роду отримана система диференціальних рівнянь, які описують рух коренезбиральної машини з врахуванням можливості підтримання заданої глибини ходу робочих органів. Розв’язком отриманих рівнянь встановлено, що при виконанні технологічної операції в системі автоматичного регулювання заглиблення спостерігається перехідний процес, який має аперіодичний характер. Окрім того, встановлено, що система набуває стійкості при робочій швидкості машини в діапазоні від 6 до 8 км/год і при глибіні руху викопуючих органів на рівні 6…9 см (середньоквадратичне відхилення глибини ходу від заданого значення складає 0,6 см). Час запізнення системи автоматичного регулювання заглиблення становить 0,1 с, а середня споживана від гідросистеми машини потужність не перевищує 2,2 кВ. Розрахунками встановлено, що вихід машини на стійкий технологічний процес дозволяє зменшити кількість втрат коренеплодів на 1,5% в порівнянні з машиною, що виконує технологічний процес за серійними показниками.

Главным критерием дальнейшей интенсификации современного развития сельскохозяйственного производства является материально-техническая база механизации всех производственных процессов на основе внедрения ресурсосберегающих технологий уборки сельскохозяйственных культур. Одним из основных признаков, характеризующим прогрессивную технологию, является значительное уменьшение энергетических ресурсов, которые свойственны технологической операции выкапывания корнеплодов. С другой стороны, развитие современного машиностроения характеризуется повышением мощностей корнеуборочных машин, что приводит к интенсификации выполнения технологического процесса, и, как следствие, более жестким условиям эксплуатации самих машин. Кроме того, достаточно актуальной остается проблема уменьшения потерь и повреждаемости корнеплодов и обеспечения надежности выполнения операции выкапывая узлами корнеуборочной машин, среди которых особое место занимают диски копачей. Для решения поставленного вопроса необходимо постоянно совершенствовать не только саму систему рабочих органов машин, предназначенных для выкапывания корнеплодов, а и динамику ее функционирования. В статье на основе уравнений Лагранжа второго рода получена система дифференциальных уравнений, описывающая движение корнеуборочной машины с учетом возможности поддержания заданной глубины хода рабочих органов. Решением полученных уравнений установлено, что при выполнении технологической операции в системе автоматического регулирования заглубления наблюдается переходный процесс, который имеет апериодический характер. Кроме того, установлено, что система приобретает устойчивость при рабочей скорости машины в диапазоне от 6 до 8 км/ч и при глубине движения выкапывающих органов на уровне 6…9 см (среднее отклонение глубины хода от заданного значения составляет 0,6 см). Время запаздывания системы автоматического регулирования заглубления составляет 0,1 с, а средняя потребляемая от гидросистемы машины мощность не превышает 2,2 кВ. Расчетами установлено, что выход машины на устойчивый технологический процесс позволяет уменьшить количество потерь корнеплодов на 1,5% по сравнению с машиной, которая выполняет технологический процесс с серийными показателями.

The main criterion for further intensification of the modern development of agricultural production is the material and technical basis for mechanization of all production processes based on the introduction of resource-saving technologies for harvesting crops. One of the main features characterizing progressive technology is a significant reduction in energy resources, which are characteristic of the technological operation of digging out root crops. On the other hand, the development of modern machine-building is characterized by an increase in the capacity of root-harvesting machines, which leads to intensification of the technological process and, as a result, to more severe operating conditions of the machines themselves. In addition, the problem of reducing the losses and damage to root crops and ensuring the reliability of the operation by digging out the roots of the root harvesting machines, among which the special place is occupied by the discs of the diggers, remains quite topical. To solve this problem, it is necessary to constantly improve not only the system of working organs of machines intended for excavating root crops, but also the dynamics of its functioning. In the paper, based on Lagrange's equations of the second kind, a system of differential equations is obtained that describes the motion of the root-harvesting machine, taking into account the possibility of maintaining a given depth of motion of the working organs. The solution of the equations obtained shows that when a technological operation is performed in the system of automatic regulation of burial, a transient process is observed, which has an aperiodic character. In addition, it is established that the system acquires stability at an operating speed of the machine in the range from 6 to 8 km / h and with a depth of movement of the digging organs at a level of 6…9 cm (the average deviation of the stroke depth from the set value is 0.6 cm). The delay time of the automatic depth control system is 0.1 s, and the average power consumed by the hydraulic system of the machine does not exceed 2.2 kV. Calculations established that the output of the machine to a stable technological process can reduce the number of root crop losses by 1.5% compared to the machine that performs the technological process with serial indicators.