Методика определения характеристик траекторного движения пропашного машинно-тракторного агрегата
Автор: Кравченко Владимир Алексеевич, Кравченко Людмила Владимировна, Сергеев Николай Владимирович, Журба Виктор Викторович
Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu
Рубрика: Технологии, машины и оборудование
Статья в выпуске: 2, 2026 года.
Бесплатный доступ
Введение. Успешное выполнение задач по обеспечению продовольственной безопасности страны, стоящих перед работниками агропромышленного комплекса Российской Федерации, и интегрирование сельскохозяйственной продукции в мировой рынок неразрывно связано с проблемой повышения эффективности функционирования сельскохозяйственных агрегатов на базе колесных пропашных тракторов. При выполнении технологических операций пропашной агрегат перемещается с боковым уводом колес трактора, что отрицательно сказывается на его тягово-энергетических показателях и качестве выполнения работ за счет недопустимого по агротехническим требованиям отклонения в боковом направлении рабочих органов. Повышение функциональных показателей агрегата при культивации междурядий пропашных культур можно обеспечить установкой на колеса трактора шин, обладающих рациональной величиной коэффициентов сопротивляемости боковому уводу. Цель исследования. Снижение эксплуатационных и энергетических затрат, а также повышение качества технологической операции при траекторном движении сельскохозяйственных пропашных агрегатов путем комплектования колес ходовых систем универсально-пропашных тракторов шинами с рациональной боковой жесткостью. Материалы и методы. Объектами испытаний в полевых условиях являлись серийные шины 9.00R-20 и 15,5R-38, пропашной агрегат, состоящий из трактора Беларус 80.1 и навесного культиватора КРН-5,6. Исследования проводились на базе теоретико-экспериментального метода, основанного на одновременном проведении аналитических расчетов и экспериментальных работ. Результаты исследования. Определены рациональные величины коэффициентов сопротивления уводу шин трактора Беларус 80.1. Обсуждение и заключение. При развиваемом трактором Беларус 80.1 крюковом усилии около 9 кН и его буксовании 12–15 % необходимо комплектовать его управляемые колеса шинами с боковой жесткостью более 18 кН/рад, а ведущие колеса – шинами с боковой жесткостью не менее 50 кН/рад. Предлагаемую методику можно использовать при комплектовании шинами ходовых систем любых пропашных сельскохозяйственных агрегатов.
Пропашной агрегат, траекторное движение, пневматическое колесо, шина пневматического колеса, увод шины, коэффициент сопротивления боковому уводу
Короткий адрес: https://sciup.org/147254617
IDR: 147254617 | УДК: 631.316.4 | DOI: 10.15507/2658-4123.26362.238-261
The methods for determining the characteristics of the trajectory movement of a row machine-tractor unit
Introduction. At present, the workers of the agro-industrial complexes in the Russian Federation are faced with the task of ensuring the country food security and integrating into the global market of agricultural products. The successful implementation of these tasks depends on the solution of increasing the efficiency of agricultural units based on wheeled row tractors. When performing technological operations, the row unit moves with lateral wheel slip that negatively affects its traction and energy indicators and the quality of operating, because of the deviation in the lateral direction of the working bodies of agricultural machines unacceptable according to agrotechnical requirements. Improving the unit functional indicators during the cultivation of row-spacing of row crops can be ensured by installing tires having a rational value of lateral recovery resistance coefficients on the tractor wheels. Aim of the Study. The study is aimed at reducing operating and energy costs and improving the quality of technological operation during the trajectory movement of agricultural row units through completing the wheels of running systems of universal row tractors with tires of rational lateral stiffness. Materials and Methods. The objects of field testing were standard tires 9.00R-20 and 15,5R-38, a row unit consisting of a tractor Belarus 80.1 and an attached cultivator KRN-5,6. The studies were conducted using a theoretical and experimental method based on simultaneous carrying out of analytical calculations and experimental works. Results. There have been determined rational values of the coefficients of resistance to the tire drift of the tractor Belarus 80.1. Discussion and Conclusion. When the tractor Belarus 80.1 generates a drawbar pull of about 9 kN and its slipping is 12–15%, it is necessary to equip its dirigible wheels with tires having a lateral rigidity of more than 18 kN/rad, and driving wheels with tires having a lateral rigidity of at least 50 kN/rad. The proposed technique can be used when equipping tires of running systems of any row agricultural units.
Текст научной статьи Методика определения характеристик траекторного движения пропашного машинно-тракторного агрегата
Rostov-on-Don, Russian Federation, b Don State Agrarian University,
Zernograd, Russian Federation,
М ,
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Объект исследования
Материалы и процедура исследования
Показатели почвы на поле, предназначенного для посева Indicators of the soil in the field for sowing
q
X0Y.
Источник:
Source: figu
XO, YO
O
U ,
O
-
V, Vf , V V c
a , b , c OO
ров масс соо d – координа
ветственно переднего и заднего мостов МЭС та центра инерции OO относительно крайней
M , M j чих органов ентра инерци
– отклоняющий момент из-за неравномерного культиватора и инерциальный момент агрегата
O O P . P f , P y . P y
нтра OO , соп вая составля тственно, Н;
-
YO O O
Y f ’ Y r ’ Yc -
f r ,
X
P j + Y f cos 0 + Y r - P y cos ф - Pf sin 0 = 0
M j + bY r + cYc - aYf cos 0 + P j a sin 0- M = 0 .
Yf = Kf a f ; Y r = K. a r ; Y c = K c a c ,
K f , K r , K c
|
a. U - a ^ a f = 0 H-- ; a f V |
U + b Q |
_ U + c Q |
|
|
~ tg a r V , a c ~ tg a c |
. V |
(3) |
|
|
Внешние силы P и P , а т |
акже момент M , действующи |
е на пропашной |
- |
|
jy установили по уравнения |
м P j = mU, P y = m Q 2 R t = m ^ V , cos ф M j = I & , |
(4) (5) (6) |
|
|
m – масса агрегата, кг; R |
– радиус поворота агрегата, |
м; I – момент ин |
ерции |
U +
Q +
Kf + K + K ( bK + cK - aKf ^ Pf sin 0-0 Kf
-
-^—r—c и +1 —r---c---f - v Iq = -ff
mV \ mV J b2K + c2K + a2Kf bK + cK + aK f a(K0-Pf sin0) ---r-----c-----f q + —r c f u =
IV IVI
+ 1M
I
A = f ^^c, , mV
„ bKr + cK
B = —r---- mV
— aK r
----f — V,
C = b 2 K r + c 2 K c
IV
“ a 2 Kf ,
bK + cK - aKf D = — --- cf
IV
,
Pf sin 0
Kf e 1 —a-
m
, e 2
a K
f
^
P f sin 0 и
I
, e з _ у •
U + AU + B Q = e 1 0
.
^ + C О + DU = e 20 + e 3 M ф-Q y согласно схеме рисунка 1 составило:
y - U +Q d - V ф
U ,
U = Va-bQ
V a + VA a- b Q + ( B - Ab )Q = e 1 0 VD a + Q + ( c - bD )Q = e 2 0 + e 3 M y + V ф-( b - d )Q = 0 _ф = Q
p
ра y , а входн M .
вие θ, как и
W My ( p )
WMy (p ) =
lye ~T p
Tp + 1
d
p = dt
l y
– 0,3 с); T
Т = 0,1 – 0
l y
V (P + A )a + [- bp + (B - bA )1Q--l1ly----y = 0
L J e - p ( TP + 1 )
lJV
\ VDa + [P + (c - bD)]Q---^—- y = lM e - p (TP +1) 3
P ф-П = 0
_ PY + V ф-V a + ( b - d )Q = 0
мом траекторном движении агрегата входное воздей M от разного сопротивления почвы на рабочие орган
Среднеквадратичные отклонения показателей траекторного движения пропашного агрегата Standard deviations of indicators of the row unit trajectory movement
M M
y
m
K
c
P f
c
P
cr
I
d
a
V = 6; b
ст2 = —f S(го)dго, 2л -“
S (
IW (j «01
S Ы = W(j®)|2 Sbx (w),
Sbx (®)
M ,
D M
С
с
e τ p
a ( p
a (p ) =
b (p ) =
c (p ) =
S m Ы = 2 D M a C M --^^__,
^ (a2 +p2-®2) + 4a2®2
bp cp
m D, M
e τ p
p.
С
с
WMa (p ) = b^, WM (p ) = c¥±,
a (p) a (p)
V (p + a) (tp +1) (Tp +1) [—bp +(B — bA )](tp +1)( Tp +1)
VD (tp +1)( Tp +1) [ p + (c — bD )(tp +1)( Tp +1)]
0 — 1
—V (b—d)
—
—
[ - bp + ( B - bA ) ] ( t p + 1 )( Tp + 1 )
1 3 ( t p + 1 )( Tp + 1 ) [ p + ( c — bD )] ( t p + 1 )( Tp + 1 )
— 1
( b — d )
—
—
p
V
l 1 l y l 2 l y 0
p
,
p
V
l 1 l y l 1 l y 0
p
,
V ( p + a )( % p + 1 )( Tp + 1 ) VD ( t p + 1 )( Tp + 1 )
- V
[ - bp +( B - bA ) ] ( t p + 1 )( Tp + 1 ) [ p + ( c - bD ) ] ( t p + 1 )( Tp + 1 )
- 1
( b - d )
p
V
(tp + 1)( Tp + 1)
.
WM (p)
b 0
, a1 p + a 0
WM (p)
c 0
a 1 p + a 0
a = AC – BD; b = e (C + Db) – e (B – Ab); c = e (Ab – B p = j
Sa (ω) и Sy
b = x и c = x
a 2
Sa (®) =
Sy (Ю) =
b 0
a 1 j ® + a 0
2 2 D M a C M (ю 2 +a 2 +p 2 ) Л
' 2 ;
(a2 +p2-®2) + 4a2®2
2 2 D M a C M ( ю 2 +a 2 + p 2 ) c 0 %
----------------------------- . ----------------------------------------------------------------------------
, a i j й+ a о ( a 2 +p 2 -ю 2 ) + 4 a 2 Ю 2
S (®) =
x 0 • J IBM a MM • ( j й + J a 2 + P 2 ) я
( a 1 j й + a 0 )( -и 2 +a 2 +P 2 + 2 a j и )
, „ 2 D M a C M x 02 ( щ 2 + a 1 +p 2 ) d Щ
1- J,------;------J-n----;----я-----;----?
2 я ■,. - a 1 j ® 2 - ( 2 a 1 a + a 0 ) ® 2 + [ a 1 ( a 2 +P 2 ) + 2 a 0 a ] j ® + a 0 ( a 2 + P 2 )
J
n
1 f Gn ^ ,
~— —r-n—7—d ®,2^ j L Hn (®) Hn (-®)
Hn (го) = A0ron + A1ron4 +... + An Gn (ro) = B0ro2n-2 + B*n-4 +... + Bn-1
H
n
n
Hn (ro) = - a 1 jro3 -(2 a 1a + a 0 )ro2 +[ a 1 (a2 + p2) + 2 a 1a] j ro + a 0 (a2 + p2)
Gn (ro) = (-1)3 j 2DMaCMx2 (ro2 +a2 +p2) л a = A + C.
A 0 =- ja 1 ; A 1 =- ( 2 a 1 a + a 0 )
A 2 = j [ a 1 ( a 2 +p 2 ) + 2 a 0 a ] ; A 3 = a 0 ( a 2 +P 2 )
в о = 0;
B i =- j
2 D m a C m * 02 ;
%
, =- j 2 D m a C m X 02
2 %
•(a2 +p2)
σ
ст 2
A1B2
B 1 -
a(A о Aз - Ai A 2).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
y
K
r
K f
1 – K = 35 кН/рад; 2 – K уу
3 – K у
1 – Kу = 35 kN/rad; 2 – Kу = 25 kN/rad; 3 – Kу
; 2
y
y
K .
r
K f
ОБСУЖДЕНИЕ
K
з
y
K f
K f
Kf
K
r
ИНЖЕНЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ Том 36, № 2. 2026 блокировка навесной системы МЭС может оказаться недостаточной, указанная величина Kr может быть малоэффективной для соблюдения точности траекторного движения. Тогда с учетом реальных значений Kf ≤ 17кH/рад предельная минимальная величина Kr должна составлять не менее 30 кН/рад (рис. 3), что дает 95 % a< 1°/ Kr -
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
V
y
c
