У статті обґрунтована можливість використання однієї і тієї ж лемішно-відвальної поверхні для роботи агрегату на різних швидкостях руху. Розроблено покрокова методика універсалізації лемішно-відвальних поверхонь шляхом їх просторового повороту. Експериментальні дані підтверджують адекватність запропонованої методики універсалізації ЛОП для роботи на різних швидкостях руху грунтообробних агрегатів

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Свечников П. Г.


THE ALGORITHM MOVES KEVERSIBLE-MOLDBOARD PLOW SURFACES WHEN WORKING AT DIFFERENT SPEEDS

In the article the possibility of using the same-Reversible moldboard surface of the unit to work at different speeds. Developed step by step method of universalizing Reversible-dump surface by means of their spatial rotation. The experimental data confirm the adequacy of the proposed method for the universalization of LSP at different speeds tillage units.


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2012


    Журнал: Аграрний вісник Уралу


    Наукова стаття на тему 'Алгоритм переміщень лемішно-відвальної поверхні плуга при роботі на різних швидкостях'

    Текст наукової роботи на тему «Алгоритм переміщень лемішно-відвальної поверхні плуга при роботі на різних швидкостях»

    ?Інженерія

    АЛГОРИТМ ПЕРЕМІЩЕННІ лемішними-ОТВАЛЬНОІ ПОВЕРХНІ

    Плуг ПРИ РОБОТІ на різній швидкості

    П. Г. свечника,

    кандидат технічних наук, доцент, заслужений винахідник РФ, Челябінська державна Агроінженерний академія

    454080, м Челябінськ, пр. Леніна, д. 75; тел. 89858703856

    Позитивна рецензія представлена ​​В. А. Галкіним, доктором технічних наук, професором, генеральним директором «НТЦНІІОГР».

    Ключові слова: універсалізація поверхні, просторовий поворот, апроксимація координати точок, кут повороту, матриця перетворень.

    Keywords: the universalization of the surface, spatial rotation, the approximation of the coordinates of points, the angle of rotation, the matrix transformation.

    Однією з головних задач, що стоять перед сільським господарством Росії, є надійне забезпечення країни сільськогосподарською продукцією в потрібному обсязі і з відповідною якістю. Необхідно також врахувати, що сьогодні сільське господарство працює при великому дефіциті потрібних сільськогосподарських машин, зокрема ґрунтообробних знарядь.

    За даними органів статистики Челябінської області, забезпеченість сільськогосподарського виробництва, наприклад, відвальними плугами в 2007 р становила 65-70% від потреб [1]. У зв'язку з цим одним із шляхів зниження собівартості сільськогосподарської продукції є широка універсалізація наявних ґрунтообробних знарядь.

    Нами висунута гіпотеза про можливість використання однієї і тієї ж лемішно-відвальної поверхні (ЛОП) для роботи на різних швидкостях шляхом її просторового повороту.

    У роботах, що проводяться на кафедрі ППМ ЧГАА під керівництвом академіка РАСГН В. В. Блідих [2], розробляються методи проектування лемешноотвальних поверхонь виходячи з агротехнічних

    вимог. Розроблено та запропоновано аналітичні вирази для побудови ЛОП на основі рівнянь кінематики та динаміки руху пласта ґрунту.

    Наводимо остаточний вигляд рівняння для будь-якого перетину лемішно-відвальної поверхні вертикальною площиною ZOX (рис. 1), отриманого на основі аналізу руху пласта по заданій траєкторії руху:

    ? X

    У = ~ ------ Ф + ~

    2-п № (1),

    де? - крок гвинтової лінії лемішно-відвальної поверхні, м;

    Ф (рад) - кут нахилу нижньої межі пласта до гори-

    парасолю, радий .;

    ° - кут між лезом лемеша і стінкою борозни, град .;

    У, X - поточні координати конкретної точки перетину лемішно-відвальної поверхні, м.

    Лемішно-відвальна поверхню культурного типу характеризується лінійним зміною кроку в залежності від радіуса обертання пласта [2]:

    www. m-avu. narod. ru

    65

    Інженерія Д7

    (2),

    де 5о - 3 • п • Уо лінії, м; 3

    - початковий крок вінтовоі

    Ьо - робоча швидкість поступального руху знаряддя, м / с;

    Ь - ширина захвату корпусу, м;

    і0

    Ь - радіус обертання частинок нижньої межі пласта, м;

    до: = -

    де / Л - кут нахилу поперечного перерізу пласта по ходу руху корпуса, град.

    Для лемішно-відвальної поверхні полувінтовие типу має місце наступний закон зміни кроку [2]:

    координат х1, у1, z1 виходить обертанням вихідної системи координат xyz.

    Спочатку виконується поворот навколо осі z на кут ф; отриману систему координат позначимо х'у ^ '. Кут ф знаходимо з виразу [3]:

    БІП * -

    (V X р) • до

    \ Ху г ху)

    V.

    ху

    • р

    (5)

    ХУ

    Де VXy, pxy-проекції векторів v, р на площину ху; Визначається місце розташування вектора p в системі координат х'у ^ ': г

    px - собу + py - Б1іу

    р * - и

    рх • БІП * + ру • СВБ *

    рг

    (6)

    про

    (3),

    Далі здійснюємо поворот щодо осі х 'на кут 0 і приходимо до системи координат х "у" ^ ":

    де X = 0,002 мм - постійний коефіцієнт.

    Як видно з рівнянь (1) і (2), форма лемешноотвальной поверхні істотно залежить від швидкості, причому зі збільшенням швидкості зростає значення кроку, що призводить до зменшення кутів нахилу горизонтальних утворюють до стінки борозни.

    Як уже зазначалося, була висунута гіпотеза про можливість використання однієї і тієї ж лемешноотвальной поверхні для роботи на різних швидкостях шляхом її просторового повороту. Для цього необхідно визначити поворот ЛОП, спроектованої для швидкості V. ,, який максимально наближає її до ЛОП, призначеної для роботи на швидкості V.,. Пропонується наступний алгоритм повороту.

    1. Обидві лемішно-відвальні поверхні (позначимо їх і / ') аппроксимируются площинами (уі і ур):

    у = к-х + 1-2 + Ь

    Коефіцієнти X, I, Ь визначаються методом найменших квадратів. При цьому рівняння, що описують площині уі і ур, приймають вид [3]:

    БІП 0 -

    V

    Уг

    Р

    * I

    уг

    (7)

    Визначаємо місце розташування вектора Р в системі координат х "у" ^ ":

    рх • СВБ * + ру • БІП *

    - рх • БІП * • СОБ0 + ру • СВБ * • СОБ0 + рг • БІП0 рх • БІП * • БІП0 - р • СВБ * • БІП0 + рг • СОБ0

    РЄ -

    (8)

    Остаточне поєднання нормалей досягається поворотом навколо осі z "на кут ф:

    БІП ф -

    (Уху Х р0у) • до

    V

    ху

    р.

    (9)

    ху

    Матриця преобра ованія координат визначається як [3]:

    ТГГ ти тгз

    м - т2Г Т22 Т23 (10)

    ЩГ Т32 тзз _

    ^ • Ех »+/- Е;

    1 +

    ь-Е тп-Е у «-УП

    ь • ЄТП-ЕУп • Уп

    ^ Е ХП + ^ Ег »+ ь ^ н - Е у"

    п п п

    2. Визначаються нормалі до площин:

    gradyv

    п - V -

    (4)

    ^^ УУ | gradyp

    ^ Аур \

    3. Виконує ^: я суміщення нормалей шляхом повороту вектора р. Для цього визначаються ^ ся система координат хгуггг, в якій р - V. система

    66

    де

    шп = СОБФ - собу - Б1П Ф - СОБ0 - Б1Пу Ш12 = собф - БТУ + Бт ф - соб0 - собу Ш13 = Бт ф -Бт 0

    Ш21 = - БШ ф - собу - СОБф - СОБ0 - БТУ

    ш22 = - Бт ф - БТУ + СОБф - СОБ0 - собу

    Ш23 = СОБф -Бт0

    ш31 = Бт 0 - БТУ

    Ш32 = - Бт0 -СОБу

    Ш33 = СВБ 0

    4. Здійснюється поворот лемішно-відвальної поверхні f р. Координати точок поверхні знаходяться відповідно до виразу:

    'М'М'М. т-еуі. пегоб. ги

    2

    п

    п

    п

    Інженерія

    'Хр X р

    У Р = [м] • ур

    2р V ^ 2Р

    (11)

    Отримана поверхня буде максимально набли-

    / V

    .

    Таким чином, запропоновану методику універсалізації лемішно-відвальних поверхонь шляхом просторового повороту для роботи на різних швидкостях можна коротко сформулювати так:

    Наявна поверхню]?), Призначена для роботи на швидкості, апроксимується деякими площинами, і знаходяться нормалі до них (рівняння 4).

    Поверхня ^ р для роботи на іншій швидкості (У2), меншою або більшою, може бути або задана

    експериментально, або отримана розрахунковим шляхом. Ця поверхня також апроксимується деякими площинами, і знаходяться нормалі до них (рівняння 4).

    Потім поєднуються отримані нормалі шляхом послідовних поворотів по нормалі площини (р) навколо осей ^) і (х) і визначаються кути, на які потрібно повернути наявну лемішно-отвальную поверхню (^) щодо осей ^) і (х), щоб просторові параметри цієї поверхні були максимально близькі до шуканої поверхні (? р) (рівняння 5 і 7).

    Контроль якості збігу обох поверхонь здійснюється порівнянням координат точок обох поверхонь (рівняння 6 і 8).

    Наші експериментальні дані підтверджують адекватність запропонованої методики універсалізації ЛОП для роботи на різних швидкостях руху грунтообробних агрегатів.

    література

    1. Про стан сільського господарства Челябінської області: аналітична записка. Челябінськ, 2007. 38 с.

    2. Блідих В. В. Удосконалення робочих органів грунтообробних машин на основі математичного моделювання технологічних процесів: автореф. дис. ... д-ра техн. наук, 1989. 40 с.

    3. Мантуров О. В., Матвєєв М. М. Курс вищої математики. М.: Вища школа, 1986. 480 с.

    ммм. т-е? в. пегоб. ги

    67


    Ключові слова: універсалізація ПОВЕРХНІ /ПРОСТОРОВИЙ ПОВОРОТ /Апроксимації КООРДИНАТИ ТОЧОК /КУТ ПОВОРОТУ /МАТРИЦЯ ПЕРЕТВОРЕНЬ /THE UNIVERSALIZATION OF THE SURFACE /SPATIAL ROTATION /THE APPROXIMATION OF THE COORDINATES OF POINTS /THE ANGLE OF ROTATION /THE MATRIX TRANSFORMATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити