ДОСЛІДЖЕННЯ ПЛАВНОСТІ ХОДУ БАГАТООСНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ.

Abstract

UKR : Мета. Підвищення плавності ходу модульного енергетичного засобу шляхом створення пружно-дисипативного зв’язку енергетичного модуля з технологічним. Методи. Математична формалізація досліджуваного процесу базувалася на положеннях теоретичної механіки, теорії трактора, статистичної динаміки, частотних методах теорії автоматичного регулювання лінійних динамічних систем за відпрацювання ними статистично випадкових збурю- вальних впливів. Експериментальні дослідження базувалися як на загаль- ноприйнятих стандартних, так і на розроблених оригінальних методиках із застосуванням тензометричного, вібрографічного обладнання із записом сигналів, що реєструються на ПК за допомогою аналоговоцифрового перетворювача. Обробку результатів експериментів проводили на ПК з ви- користанням теорії ймовірностей та кореляційно-спектрального аналізу. Результати. За результатами проведеного дослідження отримано адекватну динамічну модель модульного енергетичного засобу в складі орного агрегату, як багатовісної динамічної системи, що дає змогу досліджувати її рух у поздовжньо-вертикальній площині. Отримано значення амплітудних характеристик вертикальних переміщень заднього моста енергетичного мо- дуля під час відтворення ним коливань профілю шляху і тягового опору плуга за різних величин коефіцієнта опору дисипативного зв’язку двох модулів модульного енергетичного засобу. На основі цих експериментальних до- сліджень отримано залежності нормованих кореляційних функцій та спектральних щільностей прискорень вертикальних коливань заднього моста енергетичного модуля за різних величин коефіцієнта опору дисипативного зв’язку двох модулів. Їх аналіз дав змогу обґрунтувати величину раціональ- ної жорсткості пружно-дисипативного зв’язку енергетичного і технологіч- ного модулів модульного енергетичного засобу універсально-просапного призначення. Висновки. Проведеними дослідженнями встановлено, що зі збільшенням коефіцієнта опору дисипативного зв’язку двох модулів до 1,80 кН·с·м – 1, амплітуди коливань заднього моста енергетичного мо- дуля зменшуються в 10 разів, а резонансні піки частотних характеристик зміщуються в область низьких частот із 16,5 с – 1 до 6,0 с – 1 з одночасним зменшенням їх максимальних значень у 4 рази. Піки амплітудно-частотних характеристик за відтворення модульним енергетичним засобом коливань тягового опору плуга зміщуються з 13 до 10 с – 1 з одночасним зменшенням їх максимальних значень у 3 рази. Доведено, що раціональна жорсткість пружно-дисипативного зв’язку двох модулів припадає на значення коефіцієнта опору 1,65 кН·с·м – 1. При цьому дисперсії прискорень вертикальних коливань модульного енергетичного засобу зменшуються в 3 рази. Установлено, що коливання тягового опору сільськогосподарських знарядь у 10 разів менше впливають на плавність ходу модульного енергетичного засобу у складі орного агрегату, ніж коливання поздовжнього профілю колії. ENG :Goal. To improve the smooth running of the modular energy unit by creating an elastic-dissi- pative connection of the energy module with the technological one. Methods. Mathematical formal- ization of the studied process was based on the provisions of theoretical mechanics, tractor theory, statistical dynamics, frequency methods of the the- ory of automatic control of linear dynamical systems for testing statistically random perturbing effects. The experimental studies were based on both gen- erally accepted standards and developed original methods using tensometric, vibrographic equipment with the recording of signals recorded on a PC using an analog-to-digital converter. Processing of experimental results was performed on a PC using probability theory and correlation spectral analysis. Results. According to the results of the study, an adequate dynamic model of a modular power tool in the plow unit as a multi-axis dynamic system is ob- tained, which allows studying its motion in the lon- gitudinal-vertical plane. The values were obtained of the amplitude characteristics of the vertical displace- ments of the rear axle of the power module during the reproduction of the oscillations of the path profile and traction resistance of the plow at different val- ues of the coefficient of dissipative resistance of the two modules of the modular power vehicle. Based on these experimental studies, the dependences of the normalized correlation functions and the spec- tral densities of the accelerations of the vertical oscillations of the rear axle of the energy module at different values of the coefficient of resistance of the dissipative connection of the two modules were obtained. Their analysis made it possible to substantiate the value of the rational rigidity of the elastic-dissipative connection of the energy and technological modules of the modular energy unit of universal use. Conclusions. Studies proved that with increasing the coefficient of resistance of the dissipative connection of the two modules to 1.80 kN·s·m–1, the amplitude of oscillations of the rear axle of the power module decreased 10 times, and resonant peaks of frequency characteristics were shifted to low frequencies from 16.5 s–1 to 6.0 s–1 with simultaneous reduction of their maximum val- ues by 4 times. The peaks of the amplitude-fre- quency characteristics for the reproduction of the modular energy unit of oscillations of the traction resistance of the plow shifted from 13 to 10 s–1 with a simultaneous decrease in their maximum values by 3 times. It is proved that the rational stiffness of the elastic-dissipative connection of two modules falls on the value of the resistance coefficient 1.65 kN·s·m–1. The dispersion of the accelerations of the vertical oscillations of the modular energy unit was reduced by 3 times. It is established that the oscillations of the traction resistance of agricultural tools have 10 times less effect on the smoothness of the modular power tool in the plowing unit than the oscillations of the longitudinal profile of the track.