Математична модель дискового плуга

В роботі аналітично обґрунтоване розташування корпусів на рамі дискового плуга виходячи з забезпечення сталості виконання технологічного процесу при зміні кутів постановки диска до напрямку руху та вертикалі. Дослідження грунтуються на тому, що поверхня диска утворена переміщенням у просторі криво...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Геотехнічна механіка
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Мареніченко, В.В., Лепеть, Є.І.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2015
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138063
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Математична модель дискового плуга / В.В. Мареніченко, Є.І. Лепеть // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 121. — С. 246-250. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-138063
record_format	dspace
spelling	Мареніченко, В.В. Лепеть, Є.І. 2018-06-18T07:37:57Z 2018-06-18T07:37:57Z 2015 Математична модель дискового плуга / В.В. Мареніченко, Є.І. Лепеть // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 121. — С. 246-250. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138063 631.3:631.517 В роботі аналітично обґрунтоване розташування корпусів на рамі дискового плуга виходячи з забезпечення сталості виконання технологічного процесу при зміні кутів постановки диска до напрямку руху та вертикалі. Дослідження грунтуються на тому, що поверхня диска утворена переміщенням у просторі криволінійної твірної, що дозволяє в процесі побудови аналітичної моделі використовувати методи досліджень корпусу звичайного полицевого плуга, де твірна прямолінійна. Враховуючи те, що дисковий плуг не може конструктивно мати польову дошку, обгрунтовані раціональні параметри борозного колеса, що дозволяють максимально зменшити поперечну складову тягового опору дисків. Запропонована методика розрахунку компоновки дискового плуга дозволяє максимально зменшити дію бокових сил; використання у якості компенсуючого елементу замість польової дошки борозного колеса є найбільш виправданим. В работе аналитически обосновано расположение корпусов на раме дискового плуга, исходя из обеспечения устойчивости выполнения технологического процесса при изменении углов постановки диска к направлению движения и вертикали. Исследования основываются на том, что поверхность диска образована перемещением в пространстве криволинейной образующей, что позволяет в процессе построения аналитической модели использовать методы исследований корпуса обычного полочного плуга, где образующая прямолинейна. Учитывая то, что дисковый плуг конструктивно не может иметь полевую доску, обоснованы рациональные параметры бороздного колеса, позволяющие максимально уменьшить поперечную составляющую тягового сопротивления дисков. Предложенная методика расчета компоновки дискового плуга позволяет максимально снизить действие боковых сил; использование в качестве компенсирующего элемента вместо полевой доски бороздного колеса является наиболее оправданным. . Location of cases on the disk plow frame is analytically grounded in terms of ensuring a stable technological process at changing angles of the discs to the direction of drive and vertical line. The research is based on the fact that surface of the disk is formed by in-space-moving of the curvilinear generatrix; this allows, in designing of an analytical model, applying research methods for the case of standard rack plow where the generatrix is rectilinear. Taking into account that the disk plow can’t constructively have a landside, rational parameters are grounded for the furrow wheel allowing to minimize a transverse component of the disk tractive resistance. The proposed method for computing plow disk layout can minimize effect of lateral forces. Furrow wheel used as a compensating element instead of the landside is mostly justified. uk Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Математична модель дискового плуга Математическая модель дискового плуга Mathematical model of the disk plow Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Математична модель дискового плуга
spellingShingle	Математична модель дискового плуга Мареніченко, В.В. Лепеть, Є.І.
title_short	Математична модель дискового плуга
title_full	Математична модель дискового плуга
title_fullStr	Математична модель дискового плуга
title_full_unstemmed	Математична модель дискового плуга
title_sort	математична модель дискового плуга
author	Мареніченко, В.В. Лепеть, Є.І.
author_facet	Мареніченко, В.В. Лепеть, Є.І.
publishDate	2015
language	Ukrainian
container_title	Геотехнічна механіка
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
format	Article
title_alt	Математическая модель дискового плуга Mathematical model of the disk plow
description	В роботі аналітично обґрунтоване розташування корпусів на рамі дискового плуга виходячи з забезпечення сталості виконання технологічного процесу при зміні кутів постановки диска до напрямку руху та вертикалі. Дослідження грунтуються на тому, що поверхня диска утворена переміщенням у просторі криволінійної твірної, що дозволяє в процесі побудови аналітичної моделі використовувати методи досліджень корпусу звичайного полицевого плуга, де твірна прямолінійна. Враховуючи те, що дисковий плуг не може конструктивно мати польову дошку, обгрунтовані раціональні параметри борозного колеса, що дозволяють максимально зменшити поперечну складову тягового опору дисків. Запропонована методика розрахунку компоновки дискового плуга дозволяє максимально зменшити дію бокових сил; використання у якості компенсуючого елементу замість польової дошки борозного колеса є найбільш виправданим. В работе аналитически обосновано расположение корпусов на раме дискового плуга, исходя из обеспечения устойчивости выполнения технологического процесса при изменении углов постановки диска к направлению движения и вертикали. Исследования основываются на том, что поверхность диска образована перемещением в пространстве криволинейной образующей, что позволяет в процессе построения аналитической модели использовать методы исследований корпуса обычного полочного плуга, где образующая прямолинейна. Учитывая то, что дисковый плуг конструктивно не может иметь полевую доску, обоснованы рациональные параметры бороздного колеса, позволяющие максимально уменьшить поперечную составляющую тягового сопротивления дисков. Предложенная методика расчета компоновки дискового плуга позволяет максимально снизить действие боковых сил; использование в качестве компенсирующего элемента вместо полевой доски бороздного колеса является наиболее оправданным. . Location of cases on the disk plow frame is analytically grounded in terms of ensuring a stable technological process at changing angles of the discs to the direction of drive and vertical line. The research is based on the fact that surface of the disk is formed by in-space-moving of the curvilinear generatrix; this allows, in designing of an analytical model, applying research methods for the case of standard rack plow where the generatrix is rectilinear. Taking into account that the disk plow can’t constructively have a landside, rational parameters are grounded for the furrow wheel allowing to minimize a transverse component of the disk tractive resistance. The proposed method for computing plow disk layout can minimize effect of lateral forces. Furrow wheel used as a compensating element instead of the landside is mostly justified.
issn	1607-4556
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/138063
citation_txt	Математична модель дискового плуга / В.В. Мареніченко, Є.І. Лепеть // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 121. — С. 246-250. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT mareníčenkovv matematičnamodelʹdiskovogopluga AT lepetʹêí matematičnamodelʹdiskovogopluga AT mareníčenkovv matematičeskaâmodelʹdiskovogopluga AT lepetʹêí matematičeskaâmodelʹdiskovogopluga AT mareníčenkovv mathematicalmodelofthediskplow AT lepetʹêí mathematicalmodelofthediskplow
first_indexed	2025-11-24T15:49:08Z
last_indexed	2025-11-24T15:49:08Z
_version_	1850848859356397568
fulltext	ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2015. № 121 246 УДК 631.3:631.517 Мареніченко В.В., доцент, Лепеть Є.І., аспірант (ДДАЕУ) МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДИСКОВОГО ПЛУГА Марениченко В.В., доцент, Лепеть Е.И., аспирант (ДГАЭУ) МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИСКОВОГО ПЛУГА Marenichenko V.V., Associate Professor Lepet Ye.I., Doctoral Student (DSAEU) MATHEMATICAL MODEL OF THE DISK PLOW Анотація. В роботі аналітично обґрунтоване розташування корпусів на рамі дискового плуга виходячи з забезпечення сталості виконання технологічного процесу при зміні кутів постановки диска до напрямку руху та вертикалі. Дослідження грунтуються на тому, що по- верхня диска утворена переміщенням у просторі криволінійної твірної, що дозволяє в проце- сі побудови аналітичної моделі використовувати методи досліджень корпусу звичайного по- лицевого плуга, де твірна прямолінійна. Враховуючи те, що дисковий плуг не може констру- ктивно мати польову дошку, обгрунтовані раціональні параметри борозного колеса, що до- зволяють максимально зменшити поперечну складову тягового опору дисків. Запропонована методика розрахунку компоновки дискового плуга дозволяє максимально зменшити дію бо- кових сил; використання у якості компенсуючого елементу замість польової дошки борозно- го колеса є найбільш виправданим. Ключові слова: дисковий плуг, грунт, тяговий опір Постановка проблеми. Дослідження робочих органів дискового типу та машин на їх основі являють собою досить складну задачу. Складність аналіти- чного дослідження обумовлена перш за все багатофакторністю процесів, що описуються та їх імовірнісним характером. Відсутність чіткої математичної мо- делі у свою чергу ускладнює розрахунок та проектування машини. Як наслідок, основний тягар на відпрацювання конструктивних параметрів лягає на польові та лабораторні випробування. Аналіз досліджень та публікацій. Аналізом встановлено, що практично всі параметри даних машин відпрацьовувались експериментально і мають об- межену аналітичну основу; сили, що діють на диск практично не можливо при- вести до однієї рівнодіючої і тому в розрахунках доводиться користуватись го- ловним вектором та моментом. Дисковий плуг з розташуванням дисків за класичною схемою полицевого плуга має переваги у порівнянні з дискатором при використанні на глибинах обробітку 15 см та більше. Проте, невирішеною є проблема стабілізації його ходу при кількості дисків більше за три. Метою роботи є аналітичне обґрунтування схеми розташування дисків на рамі дискового плуга. © Мареніченко В.В., Лепеть Є.І., 2015 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2015. № 121 247 Виклад основного матеріалу до- сліджень. Напрямок дії результуючої сили тяги дискового плуга при зміні ку- тів постановки диска на відміну від ди- скатора буде змінюватись. Розглянемо розрахункову схему (рисунок 1). Помістимо площину XOY перпе- ндикулярно напрямку руху диска. Сам диск розмістимо в площині, встановле- ній під кутом  до напрямку руху і ку- том  до вертикалі. Коло диска утворе- не переміщенням точки В при зміні центрального кута . Перпендикуляр ОС співпадає з віссю стояка диска і проходить через ОZ. Про- екція на XOY точки В буде являти собою про- філь борозни. Особливе значення в проекції буде мати точ- ка А, яка являє собою ма- ксимальне значення гли- бини борозни і положення якої відносно ОZ суттєво впливає на напрямок ре- зультуючої сили тяги. З розрахункової схеми рівняння профілю борозни  cos sin cos ,X R     (1)  1 sin cos .Y R    (2) Аналіз залежностей показує, що положення борозни та її профіль суттєво залежать від кутів постановки диска. Так, абсолютний максимум дна борозни може змінювати своє положення в межах 0,63R, що при R = 450 мм та R = 650 мм становить відповідно 284 мм та 410 мм. Проте, більш реальний діа- пазон зміни становить 0,07R, відповідно 32 мм та 45 мм. У відповідності до розрахункової схеми (рис. 2) визначаємо 1 та 2, від- повідно відстані між осями стояків та по ходу машини. З розрахункової схеми (рис. 2) відстань 1 не повинна перевищувати 1 2 cos 2 cos arcsin 1 . cos h h R R R               (3) Рисунок 1 – Розрахункова схема до ви- значення профілю борозни Рисунок 2 – Розрахункова схема до визначення Δ1 та Δ2 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2015. № 121 248 Відстань  (2) між дисками в продольному напрямку повинна забезпечувати вільне проходжен- ня ґрунтового потоку при зміні кутових параметрів постановки дисків (рис. 2). Як показує практика екс- плуатації дискаторів, диск збері- гає працездатність при зануренні у ґрунт не більше ніж на 2/3 його радіусу. Це відповідає централь- ному куту  = 20. Максимальна глибина борозни в цьому випадку 0,66 cos .a R  (4) Ширина захвату диска     cos sin cos20 cos sin cos 180 20 1,88 cos .Pb R R R            Таким чином, відстань між дисками у повздовжній площині 1,88 cos ,R   (5) кут нахилу поздовжньої балки рами cos arcsin 1 cos arcsin . 0,94cos h R             (6) За своїм призначенням заднє опорне колесо повинно компенсувати дію реакції ґрунту у поперечній площині, тобто його дія аналогічна дії польової дошки полицевого плуга. Конструктивно опорне колесо складається з диска 1 і опорного котка 2 (рис. 3). Бокове зусилля сприймається диском колеса, а опорний коток обмежує його занурення. Таким чином, робоча частина диска 1 обмежена площею сег- менту BCEF. З розрахунку тягового опору нами отримане значення повздовжньої скла- дової сили опору. Поперечна складова цієї сили WГ = WΣ sinα. (7) Ця сила повинна бути компенсована силою зминання ґрунту диском ко- леса i Г ГW W qSh  (8) або Рисунок 3 – Розрахункова схема заднього опор- ного колеса ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2015. № 121 249 ,ГW S q h   (9) де q – коефіцієнт об’ємного зминання ґрунту; S – площа контакту; h – припус- тима глибина зминання. Введемо позначення k = r/R. Тоді рівняння (9) прийме вид  2 2arccos 1 .S R k k k      (10) Якщо задатися величиною R, то площа контакту буде визначатись вели- чиною k; представимо результати розрахунку наведені на рис. 4. У зв’язку з тим, що у довідковій літературі одиниці виміру як правило q [Н/см 3 ] та h [см], площу контакту наводимо у [см 2 ]. Таким чином, для визначення радіусу котка борозного колеса необхідно визначити мінімально необхідну площу контакту і потім, задавши величину R за графіком (рис. 4), визначити k. Потрібний радіус буде дорівнювати r = k·R. Висновки. Особливістю дискового плуга є те, що на- прямок дії сили тяги не спів- падає з полицевим плугом і тому змінюється у відповід- ності до зміни кутів постанов- ки дисків. Тому, використання рами серійного плуга хоча і є можливим, але не оптималь- ним. Запропонована методика розрахунку компоновки дис- кового плуга дозволяє макси- мально зменшити дію бокових сил, але повністю їх компенсувати не є можли- вим. Використання у якості компенсуючого елементу замість польової дошки диска борозного колеса в даній конструкції є найбільш виправданим. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Семенюта, А.М. Результати польових випробувань дискового плуга, адаптованого для роботи в умовах півдня України / А.М. Семенюта, Б.А. Волик, В.О. Дубовик // Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. – Кіровоград: КНТУ, 2013. – Вип. 43, ч. 1. – С.335- 340. 2. Павленко, С.И. Влияние угла постановки дисков дискового плуга на структурно – агрегатный состав почвы и тяговое сопротивление орудия / Павленко С.И., Волик Б.А., Марениченко В.В., Семе- нюта А.Н. // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: Материалы Меж- дународной научно-практической конференции, посвященной ведущим ученым БГАТУ, создателям научной школы по автотракторостроению Д.А.Чудакову, В.А.Скотникову (Минск, 28 – 30 ноября 2013 г.) / Под.общ. ред. И.Н.Шило. – Минск: БГАТУ, 2013. С. 348-351. 3. Результати польових досліджень дискового плуга в умовах півдня України / Теслюк Г., Волик Б., Лісунов П., Лепеть Є. // Техніка і технології в АПК: науково-виробничий журнал. – Дослідницьке, УкрЦВТ. – 2014. – Вип.6(57). – С. 22-26. Рисунок 4 – Залежність площі контакту диска боро- зного колеса від співвідношення k = r/R ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2015. № 121 250 REFERENCES 1. Semenyuta, A.M., Volyk, B.A. and Dubovyk, V.O. (2013), “The results of field trials disk plow, adapted to work in the south of Ukraine”, Design, production and operation of agricultural machinery, no. 43, vol. 1, pp. 335-340. 2. Pavlenko, S.I., Volik, B.A., Marenichenko, V.V. and Semenyuta, A.N. (2013), “The impact angle of the plow disk drives setting on the structural – aggregate composition of the soil and the draft of the instru- ment”, Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy vedushchim uchenym BGATU, sozdatelyam nauchnoy shkoly po avtotraktorostroyeniyu D.A.Chudakovu, V.A.Skotnikovu [Proceedings of the International scientific and practical conference dedicated to famous BSATU scientists, the founders of scientific school of tractor D.A. Chudakov, V.A. Skotnikov], Nauchno-tekhnicheskiy pro- gress v sel’skokhozyaystvennom proizvodstve [Scientific-technical progress in agriculture production], Minsk, Belarus, November 28-30, pp. 348-351. 3. Teslyuk, G.B., Volyk, B.A., Lisunov, P. and Lepet, E. (2014), “The results of field studies of disk plow in the south of Ukraine”, Engineering and technology in agriculture, research and production maga- zine, no. 6 (57), pp. 22-26. Про авторів Мареніченко Валентин Васильович, доцент, доцент кафедри сільськогосподарських машин Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету, Дніпропетровськ, Україна, info@dsau.dp.ua Лепеть Євген Іванович, аспірант кафедри сільськогосподарських машин Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету, Дніпропетровськ, Україна, info@dsau.dp.ua About the authors Marenichenko Valentin Vasilyevich, Assistant Professor, Assistant Professor of agricultural machines Dnepropetrovsk State Agrarian-Economic University, Dnepropetrovsk, Ukraine, info@dsau.dp.ua Lepet Yevhen Ivanovich, doctoral student of agricultural machines Dnepropetrovsk State Agrarian- Economic University, Dnepropetrovsk, Ukraine, info@dsau.dp.ua Аннотация. В работе аналитически обосновано расположение корпусов на раме дискового плу- га, исходя из обеспечения устойчивости выполнения технологического процесса при изменении уг- лов постановки диска к направлению движения и вертикали. Исследования основываются на том, что поверхность диска образована перемещением в пространстве криволинейной образующей, что позво- ляет в процессе построения аналитической модели использовать методы исследований корпуса обычного полочного плуга, где образующая прямолинейна. Учитывая то, что дисковый плуг кон- структивно не может иметь полевую доску, обоснованы рациональные параметры бороздного колеса, позволяющие максимально уменьшить поперечную составляющую тягового сопротивления дисков. Предложенная методика расчета компоновки дискового плуга позволяет максимально снизить дей- ствие боковых сил; использование в качестве компенсирующего элемента вместо полевой доски бо- роздного колеса является наиболее оправданным. Ключевые слова: дисковый плуг, почва, тяговое сопротивление Abstract. Location of cases on the disk plow frame is analytically grounded in terms of ensuring a sta- ble technological process at changing angles of the discs to the direction of drive and vertical line. The research is based on the fact that surface of the disk is formed by in-space-moving of the curvilinear generatrix; this allows, in designing of an analytical model, applying research methods for the case of stand- ard rack plow where the generatrix is rectilinear. Taking into account that the disk plow can’t constructively have a landside, rational parameters are grounded for the furrow wheel allowing to minimize a transverse component of the disk tractive resistance. The proposed method for computing plow disk layout can mini- mize effect of lateral forces. Furrow wheel used as a compensating element instead of the landside is mostly justified. Keywords: disk plow, soil, traction resistance Статья поступила в редакцию 15.04.2015 Рекомендовано к печати д-ром техн. наук, проф. В.И. Дырда mailto:info@dsau.dp.ua mailto:info@dsau.dp.ua mailto:info@dsau.dp.ua mailto:info@dsau.dp.ua

Математична модель дискового плуга

Institution

Ähnliche Einträge