Научная статья на тему 'Применение имитационной модели для оптимизации режима работы высевающего аппарата'

Применение имитационной модели для оптимизации режима работы высевающего аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
78
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / КОЛЕБАНИЯ / ОПТИМИЗАЦИЯ / MATHEMATICAL MODELING / VIBRATION / OPTIMIZATION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Богульская Н. А., Богульский И. О., Вишняков А. А.

Работа посвящена исследованию оптимального по некоторым параметрам режима работы высевающего аппарата вибрационного типа. Построена модель движения семян в лотке высевающего устройства, предложен численный алгоритм решения задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений, на основе которого проведен численный эксперимент. Программа реализована в среде Delphi. Представлены результаты (оптимальные значения амплитуды и частоты колебаний) работы программы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMITATING MODEL APPLICATION FOR THE OPERATING MODE OPTIMIZATION of SOWING DEVICE

The article is devoted to the research of the optimum operating mode in the vibrating type sowing device. The seeds movement model in the sowing device tray is constructed. The numerical algorithm of the Cauchy problem decision for the ordinary differential equations system on the basis of which the numerical experiment is led is offered. The program is realized in Delphi environment. The program results (optimum values of fluctuation amplitude and frequency) are submitted.

Текст научной работы на тему «Применение имитационной модели для оптимизации режима работы высевающего аппарата»

образцов (деталей). Так, при увеличении гидростатического давления рабочей жидкости от 12 до 18 МПа происходит значительное сокращение на поверхности трения площади, покрытой ВС II, и увеличение площади, занятой ВС I, что привело к значительному росту износа (см. рис., в).

Таким образом, анализ характера нормального окислительного изнашивания деталей трибоузлов объемного гидропривода в режиме граничной смазки и установление основных факторов, интенсифицирующих его (изнашивание), позволит разработать способы управления изнашиванием и оптимизации износа узлов трения. Это один из основных путей существенного повышения технического ресурса гидроагрегатов мобильных машин.

Литература

1. Сорокин, Г.М. Установка для триботехнических испытаний материалов в жидких средах под давлением / Г.М. Сорокин, В.Ф. Вагнер // Заводская лаборатория. - 1990. - Т. 56. - № 2. - С. 100-103.

2. Надежность и долговечность машин / Б.И. Костецкий [и др.]; под ред. Б.И. Костецкого. - Киев: Техника, I975. - 408 с.

3. Krause, H. Tribochemical reactions in the frictions and wearing process of iron / H. Krause // Wear. - 1971. -V.18. - №5. - Р. 403-412.

4. Поверхностная прочность материалов при трении / Б.И. Костецкий [и др.]; под ред. Б. И. Костецкого. -Киев: Техника, 1976. - 292 с.

---------♦'-----------

УДК 631.331.62-66 Н.А. Богульская, И.О. Богульский, А.А. Вишняков

ПРИМЕНЕНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМА РАБОТЫ ВЫСЕВАЮЩЕГО

АППАРАТА

Работа посвящена исследованию оптимального по некоторым параметрам режима работы высевающего аппарата вибрационного типа. Построена модель движения семян в лотке высевающего устройства, предложен численный алгоритм решения задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений, на основе которого проведен численный эксперимент. Программа реализована в среде Delphi. Представлены результаты (оптимальные значения амплитуды и частоты колебаний) работы программы.

Ключевые слова: математическое моделирование, колебания, оптимизация.

N.A.Bogulskaja, I.O.Bogulskii, A.A.Vishnjakov IMITATING MODEL APPLICATION FOR THE OPERATING MODE OPTIMIZATION of SOWING DEVICE

The article is devoted to the research of the optimum operating mode in the vibrating type sowing device. The seeds movement model in the sowing device tray is constructed. The numerical algorithm of the Cauchy problem decision for the ordinary differential equations system on the basis of which the numerical experiment is led is offered. The program is realized in Delphi environment. The program results (optimum values of fluctuation amplitude and frequency) are submitted.

Key words: mathematical modeling, vibration, optimization.

Одним из основных показателей качества вибрационного высевающего аппарата является равномерность высева.

В настоящей работе рассматривается лотковое высевающее устройство, в котором лоток представляет собой параллелепипед длиной а и высотой Ь, который в неподвижном состоянии заполнен семенами на высоту h (рис. 1).

Свободное истечение семян из бункера в вибрационном аппарате происходит в условиях постоянного подпора, который создается слоем семян в колеблющемся высевающем устройстве. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы объем семян, прошедших через высевные отверстия, пополнялся точно таким

же, поступившим из бункера. Такое равновесие обеспечит постоянство уровня семян в высевающем устройстве и одинаковые условия для их прохода через высевные отверстия.

Рис. 1. Схема лотка

В лотковых высевающих аппаратах предусматривается вибрация лишь той части посевного материала, которая непосредственно примыкает и контактирует с колеблющимися рабочими элементами. Эта часть посевного материала не отделена и не изолирована от общего объема семян в бункере. Давление всего слоя семян на нижерасположенные слои, в том числе и непосредственно примыкающие к вибрирующим элементам, будет препятствовать созданию однородного разрыхленного слоя, а следовательно, и равномерному его истечению через высевающие отверстия.

В настоящей работе вычислительный эксперимент проводятся для того, чтобы выбрать оптимальный вариант расположения отверстий в днище высевающего устройства, обеспечивающий равномерность истечения семян через высевные отверстия. Будем считать часть сыпучей среды уплотненной, если частицы касаются всех «соседей» и разрыхленной в противном случае. Очевидно, необходимо, чтобы отверстия находились в зоне разрыхления. Использовалась созданная авторами имитационная модель работы высевающего устройства [1]. Модель представляет собой комплекс программ, работающих в среде Ье1рЫ.

■у -'■и"м---------------------------------------------------------------------------ион*)

Введите значения. ™ [7 «стог^ ^

нажмите “ввод данных*

Рис. 2. Модель лотка с тремя отверстиями

По показаниям счетчиков, расположенных рядом с отверстиями (44, 67, 49), можно судить о том, что через левое и правое отверстия истечение частиц материала затруднено. Это объясняется тем, что они расположены рядом со стенками. При вибрации стенки начинают колебаться и создают зоны уплотнения. Свободное истечение частиц в зонах уплотнения нарушается.

Рис. 3. Расположение зон разрыхления

На рисунке 3 светлыми изображены частицы, расположенные в зоне уплотнения материала, темными - в зоне разрыхления. Уплотнение материала в данном случае вызвано: у левой и правой стенок лотка -колебаниями, у горловины бункера - давлением столба материала, находящегося в бункере. Отверстия в днище для данной конструкции расположены в зоне разрыхления. В этом случае свободное истечение частиц через отверстия не нарушается.

Достоверность вычислительного эксперимента подтверждается лабораторными исследованиями на стендах.

Литература

1. Богульская, Н.А. Имитационный подход к моделированию движения гранулированных сред / Н.А. Бо-гульская, И.О. Богульский, А.А. Вишняков; Краснояр. гос. агр. ун-т // Вестн. КрасГАУ.- Красноярск, 2005. - Вып. 9. - С. 214-218.

--------♦'----------

УДК 631.3.072

И.Е. Донцов

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

В статье проанализированы дифференциальные уравнения свободных колебаний навесных орудий в горизонтальной плоскости. Описаны схемы агрегатирования фронтальных и задних навесных орудий, обеспечивающие устойчивость движения.

Ключевые слова: агрегат, орудие, устойчивость, свободные колебания.

STABILITY AUGMENTATION DEVICES OF COMBINED MACHINE-TRACTOR UNIT MOTION

The differential equations of the free fluctuations of attached instruments in the horizontal plane are analyzed in the article. The aggregation diagrams of frontal and rear attached instruments ensuring stability of motion are described.

Key words: aggregate, instrument, instrument, free fluctuations.

Для снижения антропогенного влияния и повышения эффективности работ, как в растениеводстве, так и на лесовосстановлении, используют комбинированные МТА с орудиями фронтальной и задней навески. Основным условием их работоспособности является устойчивое движение машин и орудий относительно трактора при получении конечных возмущений.

В статье проанализированы дифференциальные уравнения колебаний фронтальных и задних навесных орудий. На основании анализа описаны устройства для повышения устойчивости движения комбинированных МТА.

Расчетная схема фронтально-навесного орудия показана на рисунке 1. Принято допущение, что колебания орудия малы и происходят в горизонтальной плоскости XoYol которая движется по неподвижной плоскости XY равномерно и прямолинейно со скоростью Уо вместе с центром тяжести трактора - точка О. На схеме обозначено: ф1, ф2, - углы поворота, соответственно, навесного устройства и орудия; R, MD - главный вектор и главный момент сил сопротивления орудия с центром приведения в точке О; PL = I - расстояние от точки Р присоединения тяг навески к трактору до оси подвеса орудия, на которой находится точка Ц LS = s - расстояние от точки L до центра тяжести орудия (ЦТО) - точка 5; LD = d - расстояние между точками L и О; Уо - скорость точки О в плоскости ХУ; 5 - угол между вектором скорости Уо и продольной осью орудия, х - угол между главным вектором R сил сопротивления и продольной осью орудия; а, Ь - расстояния между точками крепления тяг, соответственно, к трактору и орудию.

При навешивании орудия сзади трактора расчетная схема трансформируется в схему, показанную пунктиром. Заметим, что при этом т. Р поворотом на 1800 перемещается в положение Р, т. L - в положение

I.E. Dontsov

Г

Рис. 1. Расчетная схема агрегата

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.