CC BY
14
ного аграрного университета. 2021. № 2 (88). С. 98 - 102. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2021-88-2-98-102.
References
1. Methodical approach to the study of the effectiveness of technological subprocesses of wind-sieve cleaning of a grain harvester / A.P. Lovchikov, S.A. Turchaninov, A.O. Brzezovsky et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 83(3): 178-184.
2. To the development of a stationary process of threshing grain mass by a combine with a classic threshing and separating device / A.I. Ryadnov, A.P. Lovchikov, V. A. Shak-hov et al. Proceedings of Nizhnevolzhskiy agrouniversity complex: science and higher vocational education. 2019; 54(2): 314-322.
3. Lovchikov A.P., Bzhezovsky A.O., Makarovskaya Z.V. Development of a combined system for cleaning the grain heap of a combine harvester. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 83(3): 157-159.
4. Application of a structural-topological model in the optimization of the working elementsofa combine harvester / S.V. Tronev, A.S. Ovchinnikov, A.I. Ryadnov et al. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Conference on Innovations in Agricultural and Rural Development. 2019. P. 012121.
5. Comparative evaluation of the operation of a combine harvester with an additional sieve with adjustable holes for sunflower harvesting / A.S. Startsev, S.A. Makarov, E.S. Nesterov et al. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: International AgroScience Confer-
ence, AgroScience 2019, Cheboksary, 01-02 June 2019. Cheboksary: Institute of Physics Publishing, 2020. P. 012007. https://doi.Org/10.1088/1755-1315/433/1/012007.
6. Lovchikov A.P., Ognev I.I. Theoretical background for the development of stationary process of grain mass threshing with a combine harvester // E3S Web of Conferences, Sevastopol, 07-11 September 2020. Sevastopol, 2020. P. 01004. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019301004.
7. Tishaninov K.N. Problems of modern post-harvest grain cleaning. Science in the Central Russia. 2020; 43(1): 27-36.
8. Results of analytical studies of the technical parameters of grain harvesters / E.E. Demin, A.S. Startsev, E.S. Nesterov et al. Agrarian Scientific Journal. 2018; 9: 56-60.
9. Startsev A.S. System analysis of the work of a grain harvester in sunflower harvesting. Agrarian Scientific Journal. 2018; 12: 78-80.
10. Byshov N.V., Ryadnov A.I., Fedorova O.A. Machine for harvesting grain crops. Proceedings of Nizhnevolzhskiy agrouniversity complex: science and higher vocational education. 2018; 49(1): 220-227.
11. Sorochenko S.F. Mathematical model of grain separation in the cleaning system of a sloping grain harvester. Bulletin of Altai State Agricultural University. 2017; 158(12): 134-140.
12. Lovchikov A.P., Kulagin S.N. Theoretical aspect of the combination of sieves of the cleaning system of a combine harvester. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 88(2): 98-102. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2021-88-2-98-102.
Александр ПетровичЛовчиков, доктор технических наук, профессор, [email protected], https://orcid. org/0000-0002-8598-252X
Aleksandr P. Lovchikov, Doctor of Technical Sciences, Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-8598-252X
Статья поступила в редакцию 05.05.2022; одобрена после рецензирования 11.05.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 05.05.2021; approved after reviewing 11.05.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-
Научная статья
УДК 621.313.33:631.3
doi: 10.37670/2073-0853-2022-95-3-119-126
Математическая модель линейного электропривода двухножевого режущего аппарата зерноуборочного комбайна
Дмитрий Сергеевич Леонтьев, Денис Евгеньевич Валишин, Рустам Сагитович Аипов
Башкирский государственный аграрный университет, Уфа, Россия
Аннотация. Перспективным направлением уменьшения потерь при уборке полёглых зерновых и бобовых культур является увеличение поступательной скорости движения зерновых комбайнов. Добиться этого можно путём применения в жатках зерноуборочных комбайнов режущих аппаратов с двумя подвижными ножами. Привод двухножевого режущего аппарата имеет сложную конструкцию из-за необходимости обеспечения встречного возвратно-поступательного движения ножей. Для упрощения данной конструкции предлагается использовать линейный асинхронный электропривод. Применение электропривода позволяет не только повысить надёжность и увеличить время безаварийной работы комбайна, но и увеличить его поступательную скорость за счёт появления возможности регулирования параметров колебаний ножевых полос. Проанализирована математическая модель электропривода двухножевого режущего аппарата жатки зерноуборочного комбайна с применением двухсторонних плоских линейных асинхронных двигателей, индукторы (статор) которого охватывают с двух сторон вторичный элемент (бегун), одновременно связанный с тягами ножей. Ножи с противоположных сторон соединяются с упругими элементами, накапливающими
механическую энергию. В этом случае электропривод имеет широкие возможности регулирования параметров колебаний ножей применительно к уборке культур в данных условиях.
Ключевые слова: двухножевой режущий аппарат, плоский асинхронный двигатель, электропривод.
Для цитирования: Леонтьев Д.С., Валишин Д.Е., Аипов Р.С. Математическая модель линейного электропривода двухножевого режущего аппарата зерноуборочного комбайна // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 119 - 126. https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-119-126.
Original article
Mathematical model of a linear electric drive two-knife cutting unit of a grain harvester
Dmitry S. Leontev, Denis E. Valishin, Rustam S. Aipov
Bashkir State Agrarian University, Ufa, Russia
Abstract. A promising way to reduce losses when harvesting laid grain and legumes is to increase the forward speed of grain combines. This can be achieved by using cutters with two movable knives in the headers of combine harvesters. The drive of the two-knife cutting device has a complex design due to the need to ensure the oncoming reciprocating movement of the knives. To simplify this design, it is proposed to use a linear asynchronous electric drive. The use of an electric drive allows not only to increase the reliability and increase the time of trouble-free operation of the combine, but also to increase its forward speed due to the possibility of adjusting the oscillation parameters of the knife strips. The mathematical model of the electric drive of the two-knife cutting unit of the header of a combine harvester is analyzed using two-sided flat linear asynchronous motors, the inductors (stator) of which cover the secondary element (runner) on both sides, which is simultaneously connected with the knife rods. Knives from opposite sides are connected with elastic elements that accumulate mechanical energy. In this case, the electric drive has ample opportunities for regulating the parameters of knife oscillations in relation to harvesting crops under these conditions.
Keywords: two-knife cutting unit, flat asynchronous motor, electric drive
For citation: Leontev D.S., Valishin D.E., Aipov R.S. Mathematical model of a linear electric drive two-knife cutting unit of a grain harvester. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 95(3): 119-126. (In Russ.). https://doi.org/10.37670/2073-0853-2022-95-3-119-126.
Обзор существующих типов режущих аппаратов показывает, что наибольшее применение при уборке зерновых культур находит стандартный сегментно-пальцевый режущий аппарат (РА) нормального резания с одинарным пробегом ножа [1, 2].
При уборке на высоких поступательных скоростях, а также уборке полёглых зерновых и бобовых культур РА такого типа применяется ограниченно из-за его частого забивания культурой. Наиболее подходящим для данных условий уборки является РА с двумя подвижными ножами, работающими оппозитно [3].
Недостатками данного двухножевого режущего аппарата (ДРА), сдерживающими его широкое применение в жатках комбайнов, являются сложная конструкция привода ножей, большая металлоёмкость из-за наличия большого числа кинематических звеньев в приводах ножей, а также необходимость преобразования вида движения из вращательного (приводного вала) в поступательное движение ножей [4]. Из-за сложности и громоздкости конструкции привода ДРА происходит снижение его надёжности в ходе эксплуатации, а также становится проблематичным регулировать параметры колебательного процесса ножей.
Предложено внедрение в ДРА электропривода ножей, построенного на базе двухстороннего плоского линейного асинхронного двигателя (ДПЛАД) [5]. Применение ДПЛАД в приводе ножей ДРА обеспечивается преобразованием
электрической энергии, вырабатываемой генератором, в механическую энергию поступательного движения ножей, при этом исключается участие преобразователей вида движения и дополнительных кинематических звеньев и передач, что открывает новую область совершенствования жаток зерноуборочных комбайнов [6].
Цель исследования - повышение эффективности работы ДРА жатки зерноуборочного комбайна путём применения электропривода на базе ДПЛАД.
Материал и методы. В ранее опубликованных работ [7, 8] представлен вариант кинематической схемы колебательного линейного асинхронного электропривода (КЛАЭП) режущего аппарата жатки комбайна. На рисунке 1 показан процесс реализации кинематической схемы КЛАЭП ДРА жатки комбайна на основе ДПЛАД.
Возвратно-поступательное движение ножевых полос обеспечивается применением ДПЛАД совместно с упругими накопителями механической энергии, причём прямой ход ножей обеспечивает непосредственно ДПЛАД, а обратное движение происходит за счёт накопленной в упругих элементах кинетической энергии. Данный тип электропривода позволяет получать и регулировать как одинарный, так и двойной ходы ножевых полос одного режущего аппарата за счёт смены упругих элементов и соответствующей настройки блока управления.
Линейный электропривод ДРА жатки комбайна получает питание от силового трёхфазного синхронного генератора 12 (рис. 1) мощностью 30 кВт. Синхронный генератор переменного тока соединяется с главным контрприводом комбайна с помощью электромагнитной муфты.
Вырабатываемое трёхфазное напряжение переменного тока поступает в стабилизатор 11 для выравнивания по величине. После стабилизации напряжение поступает на клеммы тиристорного коммутирующего устройства 10 и блока управления вращательным движением 14, что даёт возможность управлять работой ДПЛАД привода ножей и электродвигателем вращения 15 привода мотовила и транспортёра (шнека) жатки. За счёт передачи энергии к приводам жатки комбайна электрически, а не механически, снижаются потери мощности, что в общем повышает коэффициент полезного действия привода.
На рисунке 2 показана расчётная схема КЛА-ЭП режущего аппарата с указанием сил, которые действуют на нож и соединённый с ним вторичный элемент (бегун) ДПЛАД. Была составлена
система уравнений сил, которые действуют на нож и соединённый с ним вторичный элемент (бегун). По данным уравнениям осуществлено построение математической модели, описывающей движение электропривода ДРА [9]. При формировании данной математической модели привода ДРА принята неподвижная относительно корпуса ДПЛАД система координат (Х0У) [10].
Подключение ДПЛАД к синхронному генератору осуществляется тиристорным коммутирующим устройством в импульсном режиме по закону в функции координаты вторичного элемента (ножа).
Приведём уравнения для верхнего ножа ДРА, уравнения для нижнего ножа аналогичны.
Ускорение ножа и соединённого с ним вторичного элемента ДПЛАД имеет вид, м/с2:
1
и„
(F
_ f _ F _ F ) (1)
ДПЛАД срез. упр.нак. тр.нож.v '
где тподэл. - суммарная масса поступательно-движущихся элементов привода (ножа и вторичного элемента ДПЛАД), кг;
Рис. 1 - Реализация кинематической схемы КЛАЭП ДРА жатки комбайна на основе ДПЛАД:
1, 13 - упругие накопители механической энергии; 2 - вторичный элемент (бегун) ДПЛАД верхнего ножа; 3, 4 - индукторы ДПЛАД верхнего ножа; 5, 6 - верхний и нижний подвижные ножи; 7, 8 - индукторы ДПЛАД нижнего ножа; 9 - вторичный элемент (бегун) ДПЛАД нижнего ножа; 10 - тиристорное коммутирующее устройство; 11 - стабилизатор трёхфазного напряжения переменного тока; 12 - генератор переменного тока (синхронный); 14 - блок управления работой двигателя вращения; 15 - двигатель вращения в приводе мотовила и транспортёра (шнека) жатки; 16 - система управления тиристорным коммутатором и блоком управления вращательным движением
Рис. 2 - Схема сил, действующих на перемещение ножа:
1 - ДПЛАД; 2 - подвижный нож; 3 - упругий накопитель механической энергии
К
перемещение ножа, м; дплад - развиваемое усилие ДПЛАД, Н; Ксрез. - усилие сопротивления от срезаемой массы растений, Н;
Купр.нак. - усилие от упругого накопителя механической энергии, Н;
К
тр.нож.
^нагр.
„2.
Записанная для ДПЛАД система уравнений Парка - Горева в системе координат Х0Г выглядит следующим образом:
- усилие от трения ножа об поверхности прижимов и другой нож, Н. Усилие сопротивления от срезаемой массы растений, Н, выражаем как:
Рсрез. = У ' ^нагр. ' П / Храб.нож., (2)
где у - удельная работа, которая затрачивается на срезание растений с площади в 1 м2, Дж/м2; Хягп - площадь нагрузки, приходящаяся на
лезвие сегмента, м п - количество сегментов ножа ДРА; Храб. - рабочий ход (перемещение) ножа между началом и окончанием резания, м. В рассматриваемом ДРА площадь нагрузки на лезвие ножа равна, м2:
^нагр. = Н • ^сегм., (3)
где Н - величина подачи жатки комбайна, м; 5сегм. - расстояние между центрами сегментов ножа ДРА, м.
Усилие от трения ножа о поверхности прижимов и другой нож, Н, выразим как:
Р = f • т • д ¡л\
тр.нож. ^ нож. нож. о 5 ^
где /нож. - коэффициент трения ножа; тнож. - масса ножа, кг; д - ускорение свободного падения, м/с2. Накопителем механической энергии в электроприводе ДРА выступают винтовая цилиндрическая пружина. Жёсткость винтовой цилиндрической пружины в электроприводе изменяется по линейному закону. При разработке математической модели упругие элементы реализованы по линейному закону Гука, Н:
Р = С • X
упр.нак. упр. упр.' (5)
где Супр. - коэффициент, характеризующий жёсткость упругого накопителя энергии, Н/м; Хупр. - линейное растяжение упругого накопителя механической энергии, м. Продольную силу Рэд = /(и, хв э ), которую развивает ДПЛАД, описывает система уравнений Парка - Горева [7, 8], характеризующая электромеханическое преобразование энергии. На данную продольную силу ДПЛАД оказывает влияние непосредственно величина питающего напряжения на клеммах ДПЛАД иь линейная скорость вторичного элемента V ДПЛАД, а также параметры схемы замещения ДПЛАД, полюсное деление т и синхронная линейная скорость Vo ДПЛАД.
С использованием схемы замещения и системы уравнений Парка - Горева математически моделировались электромагнитные процессы ДПЛАД [9, 10] с применением общепринятых допущений.
5фх
дt
5ф,
. = и---V •-
^ т-1 ' п
Я1 • Хк
Х8 • ХЯ - Х ст
•Фх 1 +
__^гАт П
ХS • ХЯ - Хст
—11 = и —•V •
. Г1 у 0
дt т
Я1 • Хя
• ХЯ - Хст
ФX2 +-^0 •Фп; т
•Фп +
+ П-К • Я • ^
дф
дt т
Х6 • ХЯ - Хст
Я2 • XS
•фг 2 +-•V0 •ф ХР
т
2 ^фХ 2 +
XV Х 2
S • ХЯ - Х ст
(6)
п Я2 • Х п т_
+ -V0 • V \ 2 •фХ 1 + — (V0 - V) ^
т Х 6 • Х Я - Хст т
дфг
дt
. =---V •-
' п
Ч '"■Я Я2 • XS
XS • ХЯ - Хст
•фг 2 +
п т_ Я2 • Х п т_
+ -V0 • V \ 2 •фп + — (V0 - V) •ф Х 2;
Х „ = Х, + Хст;
6 1 ст'
ХЯ = Х2 + Х ст.
где Ць ип - напряжения индуктора ДПЛАД по осям 0Х и 01, В;
т - полюсное деление обмотки индуктора ДПЛАД;
Хб, Хя - значения сопротивлений индуктора и вторичного элемента ДПЛАД, вводимых в математическую модель, Ом; Я1, Х1, Я2', Х2- активное и реактивное сопротивления индуктора и вторичного элемента, приведённое к обмотке индуктора ДПЛАД, Ом;
Ха - сопротивление взаимоиндукции между индуктором и вторичным элементом ДПЛАД, Ом;
V0 - синхронная скорость ДПЛАД, м/с; ФХ1, Фг1, ФХ2, Фг2 - потокосцепления по осям 0Х, 0г индуктора и вторичного элемента ДПЛАД, Вб;
V - линейная скорость перемещения вторичного элемента ДПЛАД, м/с. Сила, которую развивает ДПЛАД, учитывая переходные процессы в приводе, находится по следующему дифференциальному уравнению Парка - Горева:
К
3 !-М„
Хст
ДПЛАД
2 т Х 6 • Х я - Х
6 я (
(7)
х(фХ2 •фг 1 -фХ 1 •фг2); ®с = 2/и
где ©0 - угловая частота питающей сети, рад/с.
Чтобы найти составляющие потребляемых токов по осям Х и г, воспользуемся выражениями потокосцеплений:
т
т
1
т
х
lX 1 _ Г Xr 1
L X Xr -X и J
1Г1 ~ Xr
X S Xr X и J
lX 2 _ Xr
L X • Xr- - X и J
1Г 2 _ Xr
X S Xr - -X и
•Ф A-1
•Фг 1-
•Ф X 2
•Фг 2
X и
_X s • Xr - X и
X и
X s Xr - X и J
X и
L X s • Xr - X и
X и
XS • XR - X и
• Ф X 2
•Фг 2
• Ф X 1
• Фг1
(8)
Результаты и обсуждение. В ходе исследования математической модели конструкции привода ДРА на основе ДПЛАД были определены параметры схемы замещения ДПЛАД: = 6,95 Ом, Я2 = 4,11 Ом, Х1 = 4,92 Ом, Х2' = 0,23 Ом, X = 2,69 Ом, и = 220 В, ю0 = 314 рад/с, ^ = 0,036 м, Уо = 3,6 м/с. В качестве индукторов ДПЛАД приняты к установке серийно изготавливаемые изделия (ПК «Электромеханический завод», г. Ставрополь), выпускаемые под маркой БЭИ-02. Тепловое состояние индукторов данных ДПЛАД, работающих в режиме вынужденных колебаний, изучено ранее [11, 12].
Математическую модель электропривода ДРА реализовывали в пакете Simulink программы
МАТЪАВ, в нём также проведено исследова-ниие модели. На рисунке 3 показана реализация электропривода ДРА на основе ДПЛАД в данной программе.
В ходе исследования математической модели выявлено, что основной параметр, который характеризует энергетические затраты в приводе ДРА при срезании массы убираемой культуры, является сопротивление резанию ^рез., равное отношению усилия, развиваемого ДПЛАД к скорости его вторичного элемента:
П _ 1 ДПЛАД (9)
рез. у ■
На величину сопротивления резанию ^рез. оказывает влияние непосредственно плотность убираемой культуры, а также поступательная скорость движения зерноуборочного комбайна.
Изменение сопротивления резанию ^рез. в зависимости от поступательной скорости движения зерноуборочного комбайна Узк показано на рисунке 4. Диапазон изменения скорости зерноуборочного комбайна Узк при исследовании находится в пределах 2,5 — 8 км/ч.
На рисунке 5 приведена зависимость изменения сопротивления резанию ^рез. от частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД при работе
Рис. 3 - Реализация математической модели линейного электропривода ДРА на основе ДПЛАД с использованием пакета БтиНпк программы визуального моделирования МА^АВ
ДРА на холостом ходу. При частоте колебаний вторичного элемента выше 3 Гц сопротивление резанию изменяется незначительно.
На рисунке 6 показано, как изменяется сопротивление резанию ^рез. при изменении частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД и ножей ДРА при разной поступательной скорости движения зерноуборочного комбайна. Исходя из графиков (рис. 6) видно, что при изменении частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД от 3,5 Гц и выше сопротивление резанию Ярез. можно считать практически неизменным.
На рисунках 7 и 8 приведены графики изменения частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД в приводе ДРА в зависимости от действующих значений потребляемых тока и мощности электродвигателя на различных скоростях движения комбайна. При частоте колебаний вторичного элемента ДПЛАД выше 3,5 Гц действующие значения тока и потребляемая мощность ДПЛАД изменяются незначительно.
:о,н------
О
и -----
: 1.» з м '
Чини кйлгЁанкг ■тбркчкогй мшкта ДП.1АД, Гц
Рис. 6 — Зависимость величины сопротивления резанию Лрез. от частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД ДРА при постоянстве скорости комбайна Узк
Рис. 4 — Зависимость изменения величины поступательной скорости движения зерноуборочного комбайна Узк от сопротивления резанию Лрез при постоянной частоте колебаний (3,5 Гц) вторичного элемента ДПЛАД
Рис. 7 — Зависимость изменения значений
потребляемого тока ДПЛАД I от частоты колебаний его вторичного элемента при постоянстве поступательной скорости комбайна Узк
£
^ 731
I *
Ш
£
"В и*
Ум
йк ■ 4 а*ь /
Рис. 5 — зависимость изменений величины
сопротивления резанию Лрез. в
Чкт+тй 1*^ннн мрри^н^г^ >1* чектл ДШлД, Г и
Рис. 8 — зависимость потребляемой мощности зависимости от частоты колебаний ДПЛАД от частоты колебаний
вторичного элемента ДПЛАД при работе вторичного элемента при постоянстве
ДРА на холостом ходу поступательной скорости комбайна ¥зк
Рис. 9 — Зависимость частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД от величины подаваемого на ДПЛАД напряжения при постоянстве скорости комбайна Узк = 8 км/ч
В ходе проведения исследований был получен график зависимости частоты колебаний вторичного элемента ДПЛАД от величины подаваемого на него напряжения от синхронного генератора (рис. 9). При частоте колебаний вторичного элемента ДПЛАД в диапазоне от 3 до 4 Гц, фазное напряжение ДПЛАД, подаваемое синхронным генератором, отклоняется от номинальной величины в допустимых пределах.
Выводы
1. Линейный асинхронный электропривод ДРА, работающий в режиме вынужденных колебаний, обладает возможностями регулирования параметров колебаний ножей ДРА непосредственно до 4 Гц.
2. Потребляемая приводом мощность растёт с увеличением скорости движения и частоты колебаний ножей ДРА.
3. Выявлено, что для рациональных частот колебаний ножей ДРА в диапазоне 3.. .4 Гц для различных скоростей движения комбайна сопротивление резанию в приводе изменяется незначительно, не выходя за допустимые пределы.
Список источников
1. Кленин Н.И., Киселев С.Н., Левшин А.Г. Сельскохозяйственные машины: учебник для студентов вузов, обуч. по напр. «Агроинженерия». М.: КолосС, 2008. 816 с.
2. Резник Н.Е. Кормоуборочные комбайны. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1980. 376 с.: ил.
3. Минин П.С., Ловчиков А.П. К обоснованию конструктивных параметров режущего аппарата бесподпорного резания для комбайновых жаток с поступательным движением режущих элементов // Вестник КрасГАУ. 2013. № 8. С. 161 - 167.
4. Трубилин Е.И., Аблихов В.А. Машины для уборки сельскохозяйственных культур (конструкция, теория и расчёт): учебн. пособ. 2-е изд., перераб. и доп. Краснодар: Краснодарский ГАУ, 2010. 325 с.
5. Леонтьев Д.С. Экспериментальная установка для исследования вынужденных колебаний ножевых полос в электроприводе режущих аппаратов косилок // Молодёжная наука и АПК: проблемы и перспективы: матер.
VII Всерос. науч.-практич. конф. молодых учёных. Уфа: Башкирский ГАУ, 2014. С. 106 - 111.
6. Аипов, Р.С. Экспериментальное исследование линейного электропривода двухножевого режущего аппарата жатки зерноуборочного комбайна / Р.С. Аипов, Д.С. Леонтьев, В.Ю. Кабашов // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2019. № 3 (51). С. 74 - 82.
7. Аипов Р.С. Линейные электрические машины и приводы на их основе: учебн. пособ. Уфа: Башкирский ГАУ, 2003. 201 с.
8. Аипов Р.С. Основы построения и теории линейных асинхронных приводов с упругими накопителями энергии. Монография. Уфа: Башкирский ГАУ, 2006. 295 с.
9. Аипов Р.С., Леонтьев Д.С. Моделирование электропривода режущего аппарата // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. № 3. С. 21 - 22.
10. Леонтьев Д.С. Математическое моделирование электропривода режущего аппарата с колебательным движением ножевых полос // Молодёжная наука и АПК: проблемы и перспективы: матер. III науч.-практич. конф. молодых учёных и аспирантов. Уфа: Башкирский ГАУ, 2009. С. 98 - 100.
11. Кафиев И.Р., Нугуманов Р.Р. Моделирование теплового состояния двухстороннего линейного асинхронного двигателя // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2019. № 1 (49). С. 126 - 133.
12. Кафиев И.Р., Галлямова Л.Р., Нугуманов Р.Р. Математическая модель тепловых процессов в линейном асинхронном двигателе // Матер. Междунар. науч.-практич. конф. в рамках XXVII Междунар. специализир. выставки «Агрокомплекс-2017». Уфа: Башкирский ГАУ, 2017. С. 340 - 343.
References
1. Klenin N.I., Kiselev S.N., Levshin A.G. Agreecultural machines. Agreecultural equipment: тextbook for university students, obuch. for example «Agroengineering». M.: Kolos, 2008. 816 p.
2. Reznik N.E. Forage harvesters. 2nd ed., revised. M.: Mashinostroenie, 1980. 376 p.: ill.
3. Minin P.S., Lovchikov A.P. On the substantiation of the design parameters of the cutterbar without support cutting for combine harvesters with translational movement of cutting elements. Bulletin of KrasGAU. 2013; 8: 161-167.
4. Trubilin E.I., Ablikhov V.A. Machines for harvesting agricultural crops (design, theory and calculation): textbook. allowance 2nd ed., revised. and additional Krasnodar: Krasnodar State Agrarian University, 2010. 325 p.
5. Leontiev D.S. Experimental setup for the study of forced oscillations of the knife strips in the electric drive of the cutting units of mowers // Youth science and agriculture: problems and prospects: mater. VII All-Russian. scientific-practical. conf. young scientists. Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2014. P. 106-111.
6. Aipov, R.S. Experimental study of a linear electric drive of a two-blade cutting device of a harvester harvester / R.S. Aipov, D.S. Leontiev, V.Yu. Kabashov. Bulletin of the Bashkir State Agrarian University. 2019; 51(3): 74-82.
7. Aipov R.S. Linear electrical machines and drives based on them: textbook. allowance. Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2003. 201 p.
8. Aipov R.S. Fundamentals of construction and theory of linear asynchronous drives with elastic energy storage devices. Monograph. Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2006. 295 p.
9. Aipov R.S., Leontiev D.S. Modeling of the electric drive of the cutting device // Mechanization and Electrification of Agriculture. 2010; 3: 21-22.
10. Leontiev D.S. Mathematical modeling of the electric drive of the cutting device with the oscillatory movement of the knife strips. III scientific-practical. conf. young scientists and graduate students. Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2009. P. 98-100.
11. Kafiev I.R., Nugumanov R.R. Modeling the thermal state of a two-way linear asynchronous motor.
Bulletin of the Bashkir State Agrarian University. 2019; 49(1): 126-133.
12. Kafiev I.R., Galliamova L.R., Nugumanov R.R. Mathematical model of thermal processes in a linear asynchronous motor // Mater. International scientific-practical. conf. in the framework of the XXVII International. specialized exhibition «Agrocomplex-2017». Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2017. P. 340-343.
Дмитрий Сергеевич Леонтьев, старший преподаватель, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6977-1098
Денис Евгеньевич Валишин, кандидат технических наук, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-2209-1874
Рустам Сагитович Аипов, доктор технических наук, профессор, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-5874-3187
Dmitry S. Leontev, senior Lecturer, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6977-1098
Denis E. Valishin, Candidate of Technical Sciences, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-2209-1874
Rustam S. Aipov, Doctor of Technical Sciences, Professor, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-5874-3187
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contribu ted equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 31.03.2022; одобрена после рецензирования 18.04.2022; принята к публикации 11.05.2022.
The article was submitted 31.03.2021; approved after reviewing 18.04.2022; accepted for publication 11.05.2022. -♦-
Научная статья УДК 631.33
Применение современных технологий для модернизации шнекового туковысевающего аппарата
Михаил Анатольевич Канаев, Олег Михайлович Парфенов, Сергей Александрович Иванайский,
Сергей Владимирович Денисов, Наталья Викторовна Крючина, Ринат Хамидуллович Баймишев
Самарский государственный аграрный университет, Кинель, Самарская область, Россия
Аннотация. Рассмотрены возможности использования современных 3D-принтеров для печати шнеков туковысевающих аппаратов сеялки УПС-8 «Веста». Проведён анализ технических характеристик основных видов пластиков для 3D-принтеров и выбран оптимальный. Объектом исследования были шнеки различных диаметров, шага и высоты витков. Изучена дозирующая способность изготовленных шнеков и определены коэффициенты вариации неравномерности внесения удобрений. Установлено, что использование современных пластиков для печати на 3D-принтерах позволяет существенно экономить средства на изготовление определённых деталей сельскохозяйственных машин, по техническим характеристикам они мало чем уступают деталям, изготовленным в промышленных условиях. При изготовлении возможно легко варьировать геометрические размеры шнеков посредством изменения 3D-модели будущей детали. Ввиду различного среднего размера гранул различных типов удобрений возможно изготовление шнеков под каждый конкретный тип при средней стоимости изготовленного шнека для одного бункера примерно 253 руб.
Ключевые слова: 3D-принтер, шнек, пластик, удобрения, туковысевающий аппарат.
Для цитирования: Применение современных технологий для модернизации шнекового туковысевающего аппарата / М.А. Канаев, О.М. Парфенов, С.А. Иванайский и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 3 (95). С. 126 - 130.
Original article
Application of modern technologies for modernization of screw fertilizer seeding machine
Mikhail A. Kanaev, Oleg M. Parfenov, Sergey A. Ivanaisky,
Sergey V. Denisov, Natalya V. Kryuchina, Rinat Kh. Baimishev
Samara State Agrarian University, Kinel, Samara Region, Russia
Abstract. The possibilities of using modern 3D printers for printing the augers of the fertilizer seeders of the UPS-8 "Vesta" seeder are considered. The analysis of the technical characteristics of the main types of plastics for 3D printers was carried out and the optimal one was selected. The object of the study were screws of vari-
