ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ КРЮКОВОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ТРАКТОРА В СОСТАВЕ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА НА ВСПАШКЕ
Вестник Курганской ГСХА. 2023. № 3 (47). С. 75–81
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2023; (3-47): 75–81
Научная статья
УДК 629.3.014.2:629.3.032 EDN: YIFTMQ
Код ВАК 4.3.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ КРЮКОВОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ТРАКТОРА В СОСТАВЕ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА НА ВСПАШКЕ
Дмитрий Дмитриевич Нехорошев1, Дмитрий Артёмович Нехорошев2*, Александр
Юрьевич Попов3, Павел Владимирович Коновалов4, Никита Дмитриевич Нехорошев5
1, 2, 3, 4, 5 Волгоградский государственный аграрный университет, Волгоград, Россия
1 ndd.volgau.@yandex.ru
2 dmitr-nech@yandecx.ru
3 popova800@mail.ru
4 konovalov.1977@mail.ru
5 nikita.nech@yandex.ru
Аннотация. В работе представлены исследования по использованию упругодемпфирующих устройств в навесной системе тракто
ра, способствующих обеспечить снижение повышенных динамических нагрузок на МТА и его показатели экономической эффективности.
Цель исследований – определение оптимальной жёсткости упругодемпфирующего элемента в агрегате трактора и сельскохозяйствен
ной машины, которая даёт возможность эмитировать процесс формирования крюкового усилия трактора при взаимодействии рабочих
органов сельхозмашин с почвой в различных условиях эксплуатации МТА. Для определения жёсткости упругого элемента выбрана ме
тодика математического моделирования, которая позволяет на основе теоретических и экспериментальных исследований определить
степень снижения динамических нагрузок при взаимодействии МТА с обрабатываемой поверхностью вызывающую колебания крюковой
нагрузки, а также получать алгоритмы расчета на ЭВМ передаточных функций параметров эквивалентной системы, оценивающих эконо
мические показатели работы МТА. Предложенная методика экспериментальных исследований апробирована на полях учхоза «Горная
поляна» Волгоградской области, на примерах работы МТА с гусеничным трактором на пахотном агрегате ДТ-175С+ПЛП-6-35 (масса
трактора – 8000 кг, плуга – 1150 кг, масса подвижных частей навески – 200 кг). Жёсткость упругого элемента в навеске трактора ис
следовалась в пределах от 400кН/м до 1000кН/м с интервалом 200кН/м. Результаты экспериментальных исследований подтвердили
работоспособность составленной математической модели, на которой проводилась экспериментальная проверка формирования крю
кового усилия в сцепном устройстве трактора, оснащённого упругим элементом, при взаимодействии рабочих органов сельхозмаши
ны с почвой в тяжелых условиях эксплуатации на вспашке. Наибольшая эффективность получена при выполнении трудоёмких работ
с максимальными колебаниями нагрузки на вспашке. Оптимальная жёсткость сочленения трактора и машин-орудий соответствует
530 кН/м при вспашке, 200 кН/м – при культивации. Следует отметить, что использование в навесном устройстве трактора упругого
элемента позволяет повысить производительность МТА, защитить двигатель и трансмиссию трактора от динамических нагрузок за счет
снижения колебаний крюковой нагрузки.
Ключевые слова: двигатель, трактор, упругий элемент, импульс силы, гармонические колебания, трансмиссия, навеска, математическая модель.
Для цитирования: Нехорошев Д.Д., Нехорошев Д.А., Попов А.Ю., Коновалов П.В., Нехорошев Н.Д. Определение средней крюковой нагруженности трактора в составе машинно-тракторного агрегата на вспашке // Вестник Курганской ГСХА. 2023. № 3 (47). С. 75–81. EDN: YIFTMQ.
Scientific article
DETERMINATION OF THE AVERAGE HOOK LOADING OF A TRACTOR AS PART OF THE MACHINE-TRACTOR AGGREGATE DURING PLOWING
Dmitry D. Nekhoroshev1, Dmitry A. Nekhoroshev2*, Alexander Yu. Popov3, Pavel V. Konovalov4,
Nikita D. Nekhoroshev5
1, 2, 3, 4, 5 Volgograd State Agricultural University, Volgograd, Russia
1 ndd.volgau.@yandex.ru
2 dmitr-nech@yandecx.ru
3 popova800@mail.ru
4 konovalov.1977@mail.ru
5 nikita.nech@yandex.ru
Abstract. The paper presents a research on using elastic damping devices in the tractor attachment system, which help to reduce the
increased dynamic loads on the machine-tractor aggregate (MTA) and to provide its economic efficiency. The purpose of the research is to de
termine the optimal stiffness of the elastic damping element in the aggregate of a tractor and agricultural implement, which makes it possible to
imitate the process of forming the tractor hook force during the interaction of the working elements of agricultural implements with the soil in various operating conditions of the MTA. To determine the stiffness of the elastic element, a mathematical modeling technique was chosen, and based on theoretical and experimental studies, it allows, to determine the degree of dynamic load reduction during MTA interaction with the treated surface causing oscillations in the hook load, as well as to obtain algorithms for computer calculations of the transfer functions of the equivalent system parameters that assess the economic performance of the MTA. The proposed method of experimental research has been tested in the fields of the Gornaya Polyana instructional farm in the Volgograd region, using the examples of operation of the MTA with a tracked tractor, specifically, the ДТ-175С+ПЛП-6-35 [DT-175S+PLP-6-35] plowing unit (tractor weight-8000 kg, plow-1150 kg, weight of the attachment moving parts– 200 kg). The stiffness of the elastic element in the tractor attachment was studied in the range from 400 kN/m to 1000kN/m with an interval of 200 kN/m. The results of the experimental research have confirmed the operability of the mathematical model obtained, on its base, the experimental testing of hook force formation in the tractor tow drawbar equipped with an elastic element was carried out during the interaction of the working elements of the agricultural implement with the soil in severe operating conditions during plowing. The greatest efficiency is obtained when performing labor-intensive work with maximum load oscillations during plowing. The optimal joint stiffness of the tractor and implements corresponds to 530 kN/m during plowing, 200 kN/m during cultivation. It should be noted that using an elastic element in the tractor attachment makes it possible to increase the MTA performance, protect the engine and tractor transmission from dynamic loads by reducing the oscillations of the hook load
Keywords: engine, tractor, elastic element, force pulse, harmonic oscillations, transmission, tow drawbar, mathematical model.
For citation: Nekhoroshev D.D., Nekhoroshev D.A., Popov A.Yu., Konovalov P.V., Nekhoroshev N.D. Determination of the average hook loading of a tractor as part of the machine-tractor aggregate during plowing. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2023; (3-47): 75–81. EDN: YIFTMQ. (In Russ).
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2023; (3-47): 75–81
Научная статья
УДК 629.3.014.2:629.3.032 EDN: YIFTMQ
Код ВАК 4.3.1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ КРЮКОВОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ТРАКТОРА В СОСТАВЕ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА НА ВСПАШКЕ
Дмитрий Дмитриевич Нехорошев1, Дмитрий Артёмович Нехорошев2*, Александр
Юрьевич Попов3, Павел Владимирович Коновалов4, Никита Дмитриевич Нехорошев5
1, 2, 3, 4, 5 Волгоградский государственный аграрный университет, Волгоград, Россия
1 ndd.volgau.@yandex.ru
2 dmitr-nech@yandecx.ru
3 popova800@mail.ru
4 konovalov.1977@mail.ru
5 nikita.nech@yandex.ru
Аннотация. В работе представлены исследования по использованию упругодемпфирующих устройств в навесной системе тракто
ра, способствующих обеспечить снижение повышенных динамических нагрузок на МТА и его показатели экономической эффективности.
Цель исследований – определение оптимальной жёсткости упругодемпфирующего элемента в агрегате трактора и сельскохозяйствен
ной машины, которая даёт возможность эмитировать процесс формирования крюкового усилия трактора при взаимодействии рабочих
органов сельхозмашин с почвой в различных условиях эксплуатации МТА. Для определения жёсткости упругого элемента выбрана ме
тодика математического моделирования, которая позволяет на основе теоретических и экспериментальных исследований определить
степень снижения динамических нагрузок при взаимодействии МТА с обрабатываемой поверхностью вызывающую колебания крюковой
нагрузки, а также получать алгоритмы расчета на ЭВМ передаточных функций параметров эквивалентной системы, оценивающих эконо
мические показатели работы МТА. Предложенная методика экспериментальных исследований апробирована на полях учхоза «Горная
поляна» Волгоградской области, на примерах работы МТА с гусеничным трактором на пахотном агрегате ДТ-175С+ПЛП-6-35 (масса
трактора – 8000 кг, плуга – 1150 кг, масса подвижных частей навески – 200 кг). Жёсткость упругого элемента в навеске трактора ис
следовалась в пределах от 400кН/м до 1000кН/м с интервалом 200кН/м. Результаты экспериментальных исследований подтвердили
работоспособность составленной математической модели, на которой проводилась экспериментальная проверка формирования крю
кового усилия в сцепном устройстве трактора, оснащённого упругим элементом, при взаимодействии рабочих органов сельхозмаши
ны с почвой в тяжелых условиях эксплуатации на вспашке. Наибольшая эффективность получена при выполнении трудоёмких работ
с максимальными колебаниями нагрузки на вспашке. Оптимальная жёсткость сочленения трактора и машин-орудий соответствует
530 кН/м при вспашке, 200 кН/м – при культивации. Следует отметить, что использование в навесном устройстве трактора упругого
элемента позволяет повысить производительность МТА, защитить двигатель и трансмиссию трактора от динамических нагрузок за счет
снижения колебаний крюковой нагрузки.
Ключевые слова: двигатель, трактор, упругий элемент, импульс силы, гармонические колебания, трансмиссия, навеска, математическая модель.
Для цитирования: Нехорошев Д.Д., Нехорошев Д.А., Попов А.Ю., Коновалов П.В., Нехорошев Н.Д. Определение средней крюковой нагруженности трактора в составе машинно-тракторного агрегата на вспашке // Вестник Курганской ГСХА. 2023. № 3 (47). С. 75–81. EDN: YIFTMQ.
Scientific article
DETERMINATION OF THE AVERAGE HOOK LOADING OF A TRACTOR AS PART OF THE MACHINE-TRACTOR AGGREGATE DURING PLOWING
Dmitry D. Nekhoroshev1, Dmitry A. Nekhoroshev2*, Alexander Yu. Popov3, Pavel V. Konovalov4,
Nikita D. Nekhoroshev5
1, 2, 3, 4, 5 Volgograd State Agricultural University, Volgograd, Russia
1 ndd.volgau.@yandex.ru
2 dmitr-nech@yandecx.ru
3 popova800@mail.ru
4 konovalov.1977@mail.ru
5 nikita.nech@yandex.ru
Abstract. The paper presents a research on using elastic damping devices in the tractor attachment system, which help to reduce the
increased dynamic loads on the machine-tractor aggregate (MTA) and to provide its economic efficiency. The purpose of the research is to de
termine the optimal stiffness of the elastic damping element in the aggregate of a tractor and agricultural implement, which makes it possible to
imitate the process of forming the tractor hook force during the interaction of the working elements of agricultural implements with the soil in various operating conditions of the MTA. To determine the stiffness of the elastic element, a mathematical modeling technique was chosen, and based on theoretical and experimental studies, it allows, to determine the degree of dynamic load reduction during MTA interaction with the treated surface causing oscillations in the hook load, as well as to obtain algorithms for computer calculations of the transfer functions of the equivalent system parameters that assess the economic performance of the MTA. The proposed method of experimental research has been tested in the fields of the Gornaya Polyana instructional farm in the Volgograd region, using the examples of operation of the MTA with a tracked tractor, specifically, the ДТ-175С+ПЛП-6-35 [DT-175S+PLP-6-35] plowing unit (tractor weight-8000 kg, plow-1150 kg, weight of the attachment moving parts– 200 kg). The stiffness of the elastic element in the tractor attachment was studied in the range from 400 kN/m to 1000kN/m with an interval of 200 kN/m. The results of the experimental research have confirmed the operability of the mathematical model obtained, on its base, the experimental testing of hook force formation in the tractor tow drawbar equipped with an elastic element was carried out during the interaction of the working elements of the agricultural implement with the soil in severe operating conditions during plowing. The greatest efficiency is obtained when performing labor-intensive work with maximum load oscillations during plowing. The optimal joint stiffness of the tractor and implements corresponds to 530 kN/m during plowing, 200 kN/m during cultivation. It should be noted that using an elastic element in the tractor attachment makes it possible to increase the MTA performance, protect the engine and tractor transmission from dynamic loads by reducing the oscillations of the hook load
Keywords: engine, tractor, elastic element, force pulse, harmonic oscillations, transmission, tow drawbar, mathematical model.
For citation: Nekhoroshev D.D., Nekhoroshev D.A., Popov A.Yu., Konovalov P.V., Nekhoroshev N.D. Determination of the average hook loading of a tractor as part of the machine-tractor aggregate during plowing. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2023; (3-47): 75–81. EDN: YIFTMQ. (In Russ).
