Дюжаєв Володимир Петрович. Обгрунтування технологічних та конструктивних параметрів пружної підвіски корпусу плуга

brief description

Дюжаєв Володимир Петрович. Обгрунтування технологічних та конструктивних параметрів пружної підвіски корпусу плуга : Дис... канд. наук: 05.05.11 - 2007.

Дюжаєв В.П.Обґрунтування технологічних і конструктивних параметрів пружної підвіски корпусу плуга. Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Таврійська державна агротехнічна академія, Мелітополь, 2007.
Робота присвячена дослідженню і моделюванню динаміки взаємодії корпуса плуга на пружній підвісці з грунтом. На основі експериментального дослідження корпусу плуга в умовах нормального функціювання розроблена математична модель динамічної системи корпус плуга грунт, яка представлена у вигляді нелінійного стохастичного диференціального рівняння другого порядку з жорсткою нелінійною кубічною характеристикою пружності та добавленого до нього формуючого фільтру дії у вигляді диференціального рівняння першого порядку з постійними коефіцієнтами, на характеристики системи накладені відповідні обмеження та визначено критерій оптимізації максимум спектральної щільності тягового опору корпусу плуга. Дослідженням системи на ЕОМ методом імітаційного моделювання визначені оптимальні параметри пружної підвіски, що дозволяє настроювати систему на роботу корпусу плуга у різних ґрунтових та технологічних умовах. Апробацією результатів дослідження доведено, що математична модель адекватно описує динаміку взаємодії корпусу плуга на пружній підвісці з грунтом. Розроблені методи, методики і алгоритми ідентифікації, моделювання і дослідження корпусу плуга на пружній підвісці можливо використовувати для оптимізації параметрів різноманітних конструкцій ґрунтообробних машин з робочими органами, що коливаються, при наявності випадкових процесів в системах.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове розв’язання наукового завдання, що виявляється в дослідженні динаміки взаємодії корпусу плуга на пружній підвісці з ґрунтом, у результаті чого обґрунтовані раціональні параметри пружної підвіски, які забезпечують зниження тягового опору при роботі плуга в різноманітних технологічних умовах.
1. Аналізом дослідження процесу обробки ґрунту знаряддями з вібруючими робочими органами встановлено, що настроювання параметрів пружної підвіски на оптимальний режим роботи в різноманітних технологічних умовах необхідно виконувати за допомогою математичного моделювання динамічної системи „корпус плуга - грунт”, що дозволяє вирішувати будь які задачі оптимізації параметрів системи.
2. Доведено, що коливальна система корпус плуга на пружній підвісці відноситься до систем з випадковим зовнішнім збуренням і математична модель динаміки взаємодії корпуса плуга на пружній підвісці з ґрунтом запропонована у вигляді нелінійного стохастичного диференціального рівняння з жорсткою кубічною характеристикою пружності
.
3. Запропоновано зобразити опір ґрунту - вхідну дію у динамічну систему „корпус плуга - грунт”, як результат проходження процесу типу білого шуму через формуючий фільтр дії, що описується диференційним рівнянням першого порядку з постійними параметрами
.
4. Визначена оптимальна жорсткість пружного елементу для ґрунтів твердістю від 1,0 до 8,0 МПа і для швидкості руху агрегату від 1,5 м/с до 2,25 м/с, що дає змогу визначити, пружину якої жорсткості необхідно встановити на підвіску для заданої швидкості руху та відомої твердості ґрунту.
5. Доказано, що встановлення на підвіску конічної пружини перемінної жорсткості з нелінійною характеристикою пружності більш раціональне ніж циліндричної пружини постійної жорсткості, тому що пружина перемінної жорсткості перекриває достатньо великий діапазон зміни технологічних параметрів.
6. Апробування результатів моделювання, що виконане у реальних умовах функціювання згідно рекомендованим параметрам роботи на швидкості руху агрегату V= 2 ±0,1 м/с для ґрунту твердістю 3,077±0,02 МПа з встановленою конічною пружиною, що перекриває діапазон С= 200000±50000 Н/м, показало зниження тягового опору на 12...15% порівняно з жорстко закріпленим корпусом плуга.
7. Адекватність математичної моделі об’єкту дослідження підтверджена у відповідності критерію Пірсона, тому що табличне значення критерію згоди Р(; q) = 0,994, що більше рівня значення [ 1 Ф(х)] = 0,1. Ступінь ідентичності моделі = 0,74, що підтверджує право ураховувати тільки один вхідний фактор опір грунту, що чинить основний вплив на тяговий опір корпусу плуга.
8. Впровадження пружної підвіски за рахунок підвищення продуктивності праці і економії пального дає річний економічний ефект Э= 1450 грн на один машинно тракторний агрегат.