CC BY
12МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
Федоров Сергей Евгеньевич
кандидат технических наук, доцент, кафедра мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
seregafedorov1989@mail. ru
Жданкина Анастасия Олеговна
студент, Институт механики и энергетики, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
Жалнин Алексей Александрович
магистрант, Институт механики и энергетики, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
УДК 68.85.29
РЕГУЛЯТОР ЖЕСТКОСТИ УПРУГИХ СТОЕК КУЛЬТИВАТОРА
В данной статье рассмотрено устройство регулятора жесткости упругих 8-образных стоек культиватора, позволяющее повысить качество поверхностной обработки почвы. Представлены результаты экспериментальных исследований.
Ключевые слова: комбинированный культиватор, тяговое сопротивление, упругая стойка, регулятор, жесткость.
В настоящее время для поверхностной обработки почвы широкое распространение получили комбинированные машины и агрегаты. Одними из основных рабочих органов данных машин являются упругие стойки. Однако данные стойки имеют отклонение от установленной глубины обработки. Поэтому, на кафедре МЭС и СХМ им. профессора А. И. Лещанкина
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
Мордовского государственного университета разработан регулятор жесткости упругих стоек (рис. 1).
Культиватор содержит раму 1 с жестко закрепленными S-образными упругими стойками 2 с лапами 3. Регуляторы 4 соединены между собой жестко с помощью штанги 5 и шарнирно - с рамой 1. К регуляторам 4 жестко прикреплены пластины 6, касающиеся упругих S-образных стоек 2. На штанге 5 жестко закреплен рычаг 7. Кроме того, введен электроцилиндр 8, который с одной стороны с помощью соединительного пальца 9 шарнирно прикреплен к рычагу 7 со штангой 5. С другой стороны электроцилиндр 8 шарнирно закреплен на стойке рамы 10 культиватора.
1 - рама; 2 - 8-образные упругие стойки; 3 - лапы; 4 - регулятор;
5 - штанга; 6 - пластины; 7 - рычаг; 8 - электроцилиндр; 9 - палец;
10 -стойка рамы культиватора
Рис. 1. Регулятор жесткости
Комбинированный культиватор работает следующим образом. При обработке почвы на рабочие органы (лапы 3) действует переменная сила сопротивления почвы Р, которая зависит от ее свойств, а также от глубины обработки (данная сила сопротивления на различных участках поля различная). Так как плотность почвы по всему полю на одной и той же глубине разная, лапы
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
3 культиватора, закрепленные на S-образных упругих стойках 2, начинают совершать колебания. В результате сил сопротивления почвы упругая стойка 2 начинает отклоняться (ось 0X - направление движения агрегата, ось 0У глубина обработки). Это объясняется малой жесткостью упругой S-образной стойки 2. Такое явление приводит к невыполнению агротехнических требований.
Поэтому, для увеличения жесткости стоек в их конструкции установлены регуляторы 4. Увеличение жесткости стоек 2 происходит за счет уменьшения их рабочей длины. С помощью электроцилиндра 8, шарнирно закрепленного на стойке рамы 10 и на раме культиватора 1, перемещаем рычаг 7. В свою очередь рычаг 7 жестко закреплен на штанге 5, которая жестко зафиксирована регуляторами 4. Вследствие этого жесткость стоек 2 увеличивается. После перемещения рычага 7 электроцилиндром 8 относительно рамы 1, его положение остается неизменным. Таким образом, выполняя автоматические перемещения рычага 7 на различные углы в зависимости от свойств почв, можно получить требуемую жесткость стоек культиватора на разных участках поля и тем самым обеспечить снижение времени регулировки жесткости упругих стоек и повысить качество обработки почвы.
Для проверки работы регулятора был использован почвенный канал и лабораторная установка, монтируемая на рабочую тележку (рис. 2) [1, 2,].
Рис. 2. Лабораторная установка
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
Колебания пружинной стойки замерялось тензодатчиками, которые были наклеены на поверхность стойки. Для регистрации сигналов датчиков использовался комплекс ZETlab, который был подключен к компьютеру.
Для определения рациональных режимов работы упругих S-образных стоек нами был проведен многофакторный эксперимент. В таблице 1 приведены факторы и уровни их варьирования.
В качестве основных факторов, влияющих на работу упругих стоек, нами были приняты глубина обработки (h), м (x7); скорость движения стойки (V), м/с (x2); жесткость стойки (Кжест), кН/м (x3).
Таблица 1.
Факторы и интервалы их варьирования
Уровни Факторы рабочего процесса, в единицах измерения
(xi) - h, м (х2) - V, м/с (Хз) - Кжест, кН/м
Верхний 0,12 3 6,826
Нижний 0,04 2 21,815
Основной 0,08 2,5 14,3205
Интервал варьирования 0,04 0,5 7,4945
Параметрами оптимизации работы упругой Б-образной стойки были выбраны: отклонение носка лапы от заданной глубины обработки и тяговое усилие [2, 3].
Исключая незначимые коэффициенты, были получены уравнения регрессии:
тяговое сопротивление:
Р = -72,3 + 5890,62Н + 26,25У - 6,25К , (1)
' ' 77 жест ' V /
отклонения носка лапы от заданной глубины обработки:
ЛИ = 0,0257 + 0,1933Н + 0,0030У - 0 ,0017К , (2)
77 7 7 жест7 V /
Адекватность полученных моделей проверялась по критерию Фишера. Анализ моделей показывает, что увеличение глубины обработки и скорости агрегата приводит к увеличению тягового сопротивления и отклонения носка лапы. Увеличивание жесткости стойки приводит к уменьшению тягового сопротивления и отклонения носка лапы.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal. ru
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск ^D-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
Список использованных источников
1. Исследование упругой Б-образной стойки комбинированного культиватора / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. С. Костин, Н. В. Колесников // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 12-15.
2. Федоров С. Е., Костин А. С., Чаткин М. Н. Определение деформаций упругих стоек культиватора // Сельский механизатор. 2015. № 10. С. 18-19.
3. Экспериментальное исследование упругой S-образной стойки культиватора / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. А. Жалнин, Н. А. Жалнин // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 5. С. 53-57.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
Fedorov Sergey
PhD in Technical science, associate Professor, prof. A. I. Leshchankin department of mobile power tools and agricultural machines, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
Zhdankina Anastasia
student, Institute of mechanics and power engineering, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
Zhalnin Aleksey
undergraduate, Institute of mechanics and power engineering, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
THE STIFFNESS REGULATOR FOR THE ELASTIC STANDS
OF THE CULTIVATOR
This article considers the construction of elastic S-shaped stands for stiffness regulator on the cultivator, which allows to improve the quality of surface tillage. The results of experimental studies are presented.
Key words: combined cultivator, traction resistance, elastic stand, regulator, stiffness.
© АНО СНОЛД «Партнёр», 2019 © Федоров С. Е., 2019 © Жданкина А. О., 2019 © Жалнин А. А., 2019
Учредитель и издатель журнала:
Автономная некоммерческая организация содействие научно-образовательной и литературной деятельности «Партнёр» ОГРН 1161300050130 ИНН/КПП 1328012707/132801001
Адрес редакции:
430027, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Ульянова, д.22 Д, пом.1 тел./факс: (8342) 32-47-56; тел. общ.: +79271931888; E-mail: [email protected]
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ www.srjournal.ru
Федоров С. Е. Регулятор жесткости упругих стоек культиватора [Электронный ресурс] / С. Е. Федоров, А. О. Жданкина, А. А. Жалнин // Научное обозрение: электрон. журн. - 2019. - № 3. - 1 электрон. опт. диск ^D-ROM). Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 Мгц; 128 Мб; 10 Мб; Windows XP/Vista/7/8/10; Acrobat 6 x.
ISSN: 2500-4212. Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 67083 от 15.09.2016 Научное обозрение. Раздел II. Наука и практика. 2019. № 3. ID 190
О журнале
S Журнал имеет государственную регистрацию СМИ и ему присвоен международный стандартный серийный номер ISSN.
S Материалы журнала включаются в библиографическую базу данных научных публикаций российских учёных Российский индекс научного цитирования (РИНЦ).
S Журнал является официальным изданием. Ссылки на него учитываются так же, как и на печатный труд.
S Редакция осуществляет рецензирование всех поступающих материалов, соответствующих тематике издания, с целью их экспертной оценки.
S Журнал выходит на компакт-дисках. Обязательный экземпляр каждого выпуска проходит регистрацию в Научно-техническом центре «Информрегистр».
S Журнал находится в свободном доступе в сети Интернет по адресу: www.srjournal.ru. Пользователи могут бесплатно читать, загружать, копировать, распространять, использовать в образовательном процессе все статьи.
Прием заявок на публикацию статей и текстов статей, оплата статей осуществляется через функционал Личного кабинета сайта издательства "Партнёр" (www.anopartner.ru) и не требует посещения офиса.
