Динамика движения упруго закрепленного рабочего органа культиваторного МТА

Почвообрабатывающие машины, имеющие в своей конструкции упругие звенья в креплении рабочих органов, при определенных условиях могут генерировать действующие незатухающие колебания рабочих органов за счет особенности процесса резания почвенного пласта, что позволяет снижать общий уровень силового нагружения и динамичность функционирования всей системы. При этом актуальным становится вопрос о влиянии колебаний рабочего органа на агротехнические показатели работы МТА, в частности на отклонение глубины обработки от среднего значения. В статье рассматривается математическая модель, описывающая динамику движения упруго закрепленного рабочего органа культиваторного МТА, учитывающая силовые, упругие и диссипативные характеристики звеньев системы. Анализ автокорреляционной функции горизонтальной составляющей тягового сопротивления рабочего органа культиватора, полученной по экспериментальной осциллограмме, показал наличие в процессе скрытой периодической составляющей, что позволило аппроксимировать экспериментальные данные рядом Фурье; относительная разность средних значений аппроксимации и экспериментальных данных составила 0,3 %. Диссипативные свойства почвы в работе характеризуются коэффициентом затухания почвенной среды. Жесткость упругого элемента в креплении рабочего органа определялась из условия равенства частоты собственных колебаний системы и частоты возмущающей силы, что соответствует резонансному режиму работы. Расчет по данной математической модели позволил в итоге определить среднеквадратическое отклонение глубины обработки и сравнить его значение со значением разработанного технологического допуска на изменение жесткости упругого элемента в креплении рабочего органа, в результате чего были сделаны следующие выводы: использование режима автоколебаний рабочих органов может существенно влиять на устойчивость хода рабочего органа в вертикальной плоскости, особенно это сказывается на почвах со слабыми диссипативными свойствами, также можно предположить, что значительные амплитуды колебания рабочего органа в горизонтальной плоскости могут приводить к повышенному истиранию почвенного фона рабочим органом и, как следствие, к повышению количества эродирующих частиц в почве и развитию ветровой эрозии.

упругий элемент, рабочий орган культиватора, почвенный фон, глубина обработки, тяговое сопротивление