ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ЦЕНТРА МАСС ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ С ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЕМ

С. А. СОЛОВЬЕВ¹, доктор технических наук, член-корреспондент РАН, зам. главного ученого секретаря Президиума РАН (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
М. М. КОНСТАНТИНОВ², доктор технических наук, профессор (e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
Н. К. КОМАРОВА², доктор сельскохозяйственных наук, профессор
С. Н. ДРОЗДОВ², кандидат технических наук, доцент
И. В. ТРОФИМОВ², аспирант
О. Н. ЕГОРОВ², магистрант
¹Российская академия наук, Ленинский просп., 14, Москва, 119991, Российская Федерация
²Оренбургский государственный аграрный университет, ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014, Российская Федерация

Резюме. Исследования проводили с целью теоретического определения влияния внешних факторов среды на амплитуду вынужденных колебаний вибрационного почвообрабатывающего орудия при его движении. Для ее достижения использовали теорему о движении центра масс и результаты экспериментальных исследований. Рассмотрена модель почвообрабатывающего орудия на примере культиватора КПС-4 с установленным на нём маятниковым вибровозбудителем. Решение проблемы снижения энергоемкости процесса почвообработки основано на использовании вибрационных способов воздействия на почвенный пласт с учетом того, что неуравновешенные силы, влияющие не только на почву, но и на почвообрабатывающую машину в процессе работы могут вывести орудие в режим резонанса. Для обоснования этого положения предложены теоретические зависимости определения амплитуды колебания центра тяжести почвообрабатывающей машины с учётом направленных вынужденных колебаний. Полученные формулы описывают движение центра масс вибрирующего почвообрабатывающего орудия вне резонанса с учётом поступательного движения машинно-тракторного агрегата. На основании теоретических расчётов согласно составленной динамической модели почвообрабатывающей машины КПС-4 определены частоты собственных колебаний системы по направлению осей k_х = 84,6 рад/с, k_y = 101,1 рад/с и коэффициенты демпфирования n_х = 53,03 Н•с/(м•кг), n_y = 52,92 Н•с/(м•кг). Относительное демпфирование при ω = k для предложенного почвообрабатывающего орудия λ_х = 0,62, λ_y = 0,52. Тогда коэффициента нарастания колебаний β_х = 0,8, β_y = 0,96, что свидетельствует об отсутствии режима резонанса благодаря рассеиванию энергии в большей степени в почву. В этом случае амплитуды колебаний центра тяжести почвообрабатывающей машины по осям х = 1,37•10^-3 м, y = 0,959•10^-3 м. Коэффициент нарастания колебаний зависит не только от отношения частоты вибратора к частоте собственных колебаний орудия, но и от коэффициента демпфирования.

Ключевые слова: тяговое сопротивление, почвенный пласт, режим резонанса, направленные вынужденные колебания, движение центра масс.

Для цитирования: Теоретическое обоснование движения центра масс почвообрабатывающего орудия с вибровозбудителем / С. А. Соловьев, М. М. Константинов, Н. К. Комарова и др. // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 7. С. 70–75. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10717.