Optimization of the parameters of tillage units

Abstract

EN: Among the many methods and techniques for optimizing the soil-cultivating unit parameters, the method of Lagrange multipliers occupies a special place. In this article, the Lagrange method is used to develop analytical dependencies that make it possible to determine the optimal values of the operating width and operating speed of tillage (ploughing and cultivating) units at a set value of tractor engine power and the linear nature of the dependence of its slipping on traction force. As a result, it was found that the decreasing intensity in the ploughing unit operating width (B) with an increase in the plough’s specific resistance coefficient ( K ) is practically independent of the ploughing depth (h). When changing the value of this parameter in the range of 0.22–0.30 m, increasing the value of the K coefficient from 50 to 65 kN m− 2 requires reducing the value of parameter B by 23%. The maximum performance of the tractor with the plough occurs at the minimum possible values of the K , h and V parameters. This result is achieved by increasing the ploughing unit operating width. At the same time, the maximum performance of the tractor with the cultivator is achieved at the maximum possible values of the K (3.6 kN m− 1) and V (3.0 m s− 1) parameters and amounts to 8.6 ha h− 1. Compared to the option for the minimum values of the K (3.0 kN m− 1) and V (2.0 m s− 1) p parameters, this is 28.4% more. /// UA: Серед багатьох методів і технік оптимізації параметрів одиниць обробки ґрунту особливе місце займає метод множників Лагранжа. У цій статті метод Лагранжа використовується для розробки аналітичних залежностей, які дозволяють визначити оптимальні значення робочої ширини та швидкості роботи обробітку (орання та обробки) одиниць за заданим значенням потужності тракторного двигуна та лінійний характер залежності його ковзання від тягової сили. Внаслідок цього було виявлено, що зменшення інтенсивності робочої ширини орного блоку (B) з підвищенням коефіцієнта питомого опору плуга (K) практично не залежить від глибини орки (h). При зміні значення цього параметра в діапазоні 0,22–0,30 м, збільшуючи значення K коефіцієнт від 50 до 65 кН м− 2вимагає зменшення значення параметра B на 23%. Максимальна продуктивність трактора з плугом досягається при мінімально можливих значеннях K, h та V параметри. Цього результату досягають шляхом збільшення робочої ширини орного блока. Водночас максимальна продуктивність трактора з культиватором досягається при максимально можливих значеннях K (3,6 кН м− 1) та V (3,0 м с− 1) параметрів і становить 8,6 га год.− 1. Порівняно з опцією для мінімальних значень K (3,0 кН м− 1) та V (2,0 м с− 1) — це на 28,4% більше.