Search

В сільськогосподарській техніці все більшою інтенсивністю застосовуються системи автоматичного керування, розроблені на основі аналізу параметрів руху машинно-тракторного агрегату. Відсутність єдиного підходу, а також використання неточних методів визначення дійсного радіусу кочення призводить до відхилень розрахункових величин, що суттєво впливають на роботу МТА та використання систем автоматичного керування. В даному дослідженні обґрунтувано методику визначення дійсного радіусу кочення пневматичних коліс, уточнено вираз для визначення ковзання коліс, встановлено вплив зміни тиску в пневматичній шині на зміну дійсного радіусу кочення та ковзання приводних коліс. На основі розробленої моделі для визначення початкового радіуса колеса та виходячи із довжини зони контакту колеса з опорною поверхнею, отримано залежності для визначення дійсного радіуса кочення та ковзання коліс. Отримані результати дають змогу оцінити вплив деформації колеса під дією вертикального навантаження (ваги енергозасобу) на дійсний радіус кочення колеса та коефіцієнт ковзання. Оскільки вертикальне навантаження – величина стала, то дійсний радіус кочення та коефіцієнт ковзання при перекочуванні колеса можна приймати за початковий стан колеса. Виконані дослідження підтвердили збільшення дійсного радіуса кочення та зменшення ковзання колеса при збільшенні тиску повітря в шині. Так, наприклад, для заднього колеса трактора John Deere 7130 при збільшенні тиску від 0,6 до 2,6 атм спостерігається збільшення радіуса кочення на 21 мм та зменшення коефіцієнту ковзання від 1,94% до 0,83%. Для переднього колеса при зміні тиску від 1 до 2 атм спостерігається збільшення радіуса кочення на 7 мм та зменшення коефіцієнта ковзання коліс від 1,76 % до 1,12 %. Індекс детермінації розрахункових та експериментально отриманих значень дійсного радіуса кочення становить η2 = 0,98 для передніх та η2 = 0,99 для задніх коліс, що свідчить про адекватність отриманих розрахункових залежностей. Високий рівень співпадіння розрах, On the basis of the developed model for determining the initial radius of the wheel and the length of the contact zone of the wheel with the support surface, the dependence for determining the actual radius of the wheel rolling was obtained. The obtained results allow estimating the effect of wheel deformation under the influence of vertical load (the weight of the power unit) on the actual wheel rolling radius and the slipping coefficient. As far as the vertical load is constant, than the actual rolling radius and the slipping coefficient while wheel rolling can be taken for the initial state of the wheel. The studies have confirmed an increase in the actual rolling radius and a decrease in wheel slip with an increase in air pressure in the tires. For example, for the rear wheel of a tractor John Deere 7130 with an increase in pressure from 0.6 to 2.6 atm, an increase in the rolling radius by 21 mm and a decrease in the slip coefficient from 1.94 to 0.83% were observed. For the front wheel, when the pressure changed from 1 to 2 atm, the rolling radius increased by 7 mm and the wheel slip coefficient decreased from 1.76 to 1.12 %. The index of determination of calculated and experimental values of the real rolling radius is η2 = 0,98 for the front and η2 = 0.99 for the rear wheels, which indicates the adequacy of the calculated dependences. The high level of coincidence between the calculated and experimental values of the actual wheel radii and wheel slipping coefficients indicates the adequacy of the developed methods and dependencies for practical application., В сельскохозяйственной технике все большей интенсивностью применяются системы автоматического управления, разработанные на основе анализа параметров движения машинно-тракторного агрегата. Отсутствие единого подхода, а также использование неточных методов определения действительного радиуса катания приводит к отклонениям расчетных величин, которые существенно влияют на работу МТА и использования систем автоматического управления. В данном исследовании обосновано методику определения действительного радиуса качения пневматических колес, уточнено выражение для определения скольжения колес, установлено влияние изменения давления в пневматической шине на смену действительного радиуса качения и скольжения приводных колес. На основе разработанной модели для определения начального радиуса колеса и исходя из длины зоны контакта колеса с опорной поверхностью, получены зависимости для определения действительного радиуса качения и скольжения колес. Полученные результаты позволяют оценить влияние деформации колеса под действием вертикальной нагрузки (веса энергосредства) на настоящий радиус качения колеса и коэффициент скольжения. Поскольку вертикальная нагрузка - величина постоянная, то действительный радиус качения и коэффициент скольжения при перекатывании колеса можно принимать за исходное состояние колеса. Выполненные исследования подтвердили увеличение действительного радиуса катания и уменьшения скольжения колеса при увеличении давления воздуха в шине. Так, например, для заднего колеса трактора John Deere 7130 при увеличении давления от 0,6 до 2,6 атм наблюдается увеличение радиуса качения на 21 мм и уменьшение коэффициента скольжения от 1,94% до 0,83%. Для переднего колеса при изменении давления от 1 до 2 атм наблюдается увеличение радиуса качения на 7 мм и уменьшение коэффициента скольжения колес от 1,76% до 1,12%. Индекс детерминации расчетных и экспериментально полученных значений действительного радиуса качения составляет η2 = 0,98 для передних и η2 = 0,99 для задних

Machine and tractor devices which consist of large tractors and devices corresponding to them, are widely used in the fields. The use of such machine-and-tractor devices results in reduction of both energy usage and labor inputs. But the wheels of large tractors deform and consolidate the soil that results in changes of healthy soil structure as well as in worsening of the agro-ecological soil condition. The use of large machine-and-tractor devices requires laying down of optimal constructional parameters for wheels. Optimized wheels will facilitate the decrease of both consolidation and devastation of the soil’s fertile layer. The paper considers the interaction between the soil and the wheels. The scheme for determining the distribution of tension in soil under condition of vertical loading, has been developed. The task for the calculation of the tense state of soil has been formed. This task makes it possible to determine the level of tension in soil under the wheels of machine-and-tractor devices. The determination of the level of tension in soil enables to determine and to substantiate the parameters of the wheel tires. The use of such tires will make it possible to provide the level of normal state of tension in soil lower than a permissible level. As follows from solving a reverse contact problem, and under condition of equal distribution of contact pressure, a mathematic model has been received. The received mathematic model makes it possible to perform a computer simulation of the effects of wheels’ width of the machine-and-tractor devices on tension which takes place in soil. The received model is universal and makes it possible to carry out the study of wheels of various standard sizes. A theoretical simulation of the performance of a machine-and-tractor device has been made. The distribution of tension in soil environment is given., На полях широко використовуються машинно-тракторні агрегати, що складаються із важких тракторів та відповідних їм агрегатів. Використання таких машинно-тракторних агрегатів забезпечує зниження енерговитрат та скорочення витрат праці. Проте рушії важкої техніки активно деформують та ущільнюють ґрунт, що призводить до зміни агрономічно цінної структури ґрунту та до значного погіршення агроекологічного стану ґрунту. Застосовування важких машинно-тракторних агрегатів вимагає встановлення для колісних рушіїв оптимальних конструкційних параметрів. Оптимізовані рушії сприятимуть зменшенню переущільненню та руйнуванню родючого шару ґрунту. В статті розглянуто взаємодію із ґрунтом пари колісних рушіїв та розроблена схема для визначення полів напружень для прикладеного вертикального навантаження. Сформоване завдання для розрахунку напруженого стану ґрунтового середовища. Сформоване завдання дозволяє визначити рівень напруженого стану під колісними рушіями машинно-тракторних агрегатів. Визначення рівня напруженого стану дозволяє знайти й обґрунтувати параметри колісних шин. Використання таких шин дозволить забезпечити рівень нормальних напружень в ґрунті нижче допустимих. У результаті рішення оберненої контактної задачі за умови рівномірного розподілення контактних напружень, отримано математичну модель. Рішення отриманої математичної моделі дозволяє виконати комп’ютерне моделювання впливу ширини колісних рушіїв машино-тракторних агрегатів на напруження, які виникають в ґрунті. Отримана модель є універсальною та дозволяє виконувати дослідження колісних рушіїв різного типорозміру. Виконано теоретичне моделювання роботи машинно-тракторного агрегату. Отримано розподіл напружень в ґрунтовому середовищі., На полях широко используются машинно-тракторные агрегаты, состоящие из тяжелых тракторов и соответствующих им агрегатов. Использование таких машинно-тракторных агрегатов обеспечивает снижение энергозатрат и сокращение затрат труда. Однако двигатели тяжелой техники активно деформируют и уплотняют почву, что приводит к изменению агрономически ценной структуры почвы и к значительному ухудшению агроэкологического состояния почвы. Применение тяжелых машинно-тракторных агрегатов требует установки для колесных движителей оптимальных конструкционных параметров. Оптимизированные двигатели будут способствовать уменьшению переуплотнением и разрушению плодородного слоя почвы. В статье рассмотрено взаимодействие с почвой пары колесных движителей и разработана схема для определения полей напряжений для приложенного вертикальной нагрузки. Сформирована задача для расчета напряженного состояния почвенной среды. Сложившаяся задача позволяет определить уровень напряженного состояния под колесными движителями машинно-тракторных агрегатов. Определение уровня напряженного состояния позволяет найти и обосновать параметры колесных шин. Использование таких шин позволит обеспечить уровень нормальных напряжений в почве ниже допустимых. В результате решения обратной контактной задачи при условии равномерного распределения контактных напряжений, получена математическая модель. Решение полученной математической модели позволяет выполнить компьютерное моделирование влияния ширины колесных движителей машино-тракторных агрегатов на напряжения, возникающие в почве. Полученная модель является универсальной и позволяет выполнять исследования колесных движителей разного типоразмера. Выполнено теоретическое моделирование работы машинно-тракторного агрегата. Получено распределение напряжений в грунтовой среде.