Modeling Movement Stability of Machine-Tractor Units Based on Modular Type Tracto

Abstract

EN: The object of the present research is a machine-tractor unit based on a tractor consisting of an energy (high-energy tractor-EM) and a technological (additional traction axle-TM) module. This tractor uses three-row crop cultivators, each with an operating width of 4.2 m. One of these cultivators is attached centrally to the technological module, and the other two are connected to the sides of the energy module in its front part. The research aimed to determine the influence degree of such a unit scheme and design parameters on the stability of its movement in the horizontal plane. The theoretical analysis was performed using amplitude (AFC) and phase (PFC) frequency characteristics obtained based on the developed mathematical model of the modular unit movement when it processes a disturbing effect. The difference in traction resistances of the unit’s side cultivators was adopted as the latter. Finally, it was established that blocking the vertical hinge of the TM contributes to a significant increase in the unit motion stability. The practical implementation of this method of joining EM and TM in the horizontal plane allows the unit to work out a disturbing influence in the frequency range 0.65–5.50 s−1 to eliminate the resonant AFC peaks and reduce their value. When the TM hinge is locked at a torque oscillation frequency of 2.5 s−1, the AFC is 2.82 times less than when it is free. Blocking the TM vertical hinge increases the delay in the unit’s response to a disturbance. At an oscillation frequency of the latter of 1.5 s−1, this delay is 0.6 s, and at a frequency of 0.5 s−1, it increases by more than three times, reaching a level of 1.9 s. /// UA: Об'єктом нинішніх досліджень є машинно-тракторна установка на основі трактора, що складається з енергетичного (високоенергетичного трактора - ЕМ) та технологічного (додаткова тягова вісь - TM) модуля. Цей трактор використовує трьохрядкові культиватори, кожен з яких має робочу ширину 4,2 м. Один із цих культиваторів прикріплений центрально до технологічного модуля, а два інші — до боків енергетичного модуля в його передній частині. Метою дослідження було визначити ступінь впливу такої одиничної схеми та параметрів конструкції на стійкість її руху в горизонтальній площині. Теоретичний аналіз проводився з використанням амплітудних (AFC) та фазових (PFC) частотних характеристик, отриманих на основі розробленої математичної моделі руху модульної одиниці при обробці збурювального ефекту. Різниця у опорі тяги бічних культиваторів блоку була прийнята як остання. Нарешті було встановлено, що блокування вертикального шарніра TM сприяє значному підвищенню стабільності руху одиниці. Практичне впровадження цього методу з'єднання EM і TM у горизонтальній площині дозволяє пристрою виявити тривожний вплив у частотному діапазоні 0,65–5,50 с−1 усунути резонансні піки AFC і зменшити їхню цінність. Коли шарнір TM заблокований на частоті коливання крутного моменту 2,5 с−1, AFC у 2,82 раза менший, ніж коли він безкоштовний. Блокування вертикального шарніра TM збільшує затримку у реакції пристрою на порушення. При частоті коливань останньої становить 1,5 с−1, ця затримка становить 0,6 с, а частота - 0,5 с-1, збільшується більш ніж утричі, досягаючи рівня 1,9 с.