ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ РУХУ САМОХІДНОЇ МАШИНИ З РОБОЧИМИ ОРГАНАМИ РЕАКТИВНОГО ТИПУ

В. П. Кувачов; В. М. Дружич; С. О. Шевченко; К. О. Зеленов

doi:10.32782/2220-8674-2024-24-2-3

В. П. Кувачов Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0000-0002-5762-256X
В. М. Дружич Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0009-0007-5361-5921
С. О. Шевченко Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0009-0007-3371-1262
К. О. Зеленов Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0009-0001-1235-6341

DOI: https://doi.org/10.32782/2220-8674-2024-24-2-3

Ключові слова: плоско паралельний рух, стійкість руху, самохідна машина, збурювальний вплив, теоретичні дослідження.

Анотація

Анотація. Проблема стійкості руху одноосьової машини з робочими органами реактивного типу полягає в тому, що така динамічна система має обмежену здатність до самовирівнювання, тому необхідно враховувати не лише розподіл маси та силу тяги, а й постійно коригувати траєкторію її руху. Досліджень в цьому плані було проведено науковцями не достатньо. Метою досліджень є підвищення стійкості руху агрегатів у складі одновісних енергетичних засобів та с.-г. знарядь реактивного типу, шляхом обґрунтування схеми, параметрів та режимів їх роботи. Наукова новизна полягає в отриманні математичних моделей, використання яких дозволяють обґрунтувати параметри і режими руху самохідної одноосьової машини з позиції її стійкого руху. Практична цінність досліджень полягає у наданні рекомендацій щодо промислового виробництва вказаних машин та вибір оптимальних режимів їх роботи. В результаті проведених досліджень встановлено, що для забезпечення найкращої стійкості руху одноосьової самохідної машини з робочими органами реактивного типу її швидкість робочого руху має не перевищувати 1 м/с. Водночас, на частотах збурювального впливу близьких до нуля збільшений швидкісний режим призводить до поперечного відхилення машини на 20 мм на 1кН коливань тягового опору с.-г. знаряддя, що вимагає більшої ширини агротехнічного допуску на операції зі смугового обробітку ґрунту. Покращення стійкості руху самохідної одноосьової машини з робочими органами реактивного типу можна досягти зменшенням характеру звурювального впливу від тягового опору робочих органів, шляхом вдосконалення їх конструкції та принципу вертикального різання ґрунту. Водночас питання керованості самохідної машини з силовим (бортовим) способом її керування потребує подальшого дослідження.

Посилання

1. Надикто В. Т. [та ін.]. Нові мобільні енергетичні засоби України. Теоретичні основи використання в землеробстві: навч. посібник. Мелітополь: Видавничий будинок «ММД», 2005. 338 с.
2. Надикто В. Т., Кюрчев В. М., Кувачов В. П. Використання техніки в АПК: підручник. Херсон: ОЛДІ-ПЛЮС, 2020. 268 с.
3. Кобець А. С., Теслюк Г. В., Пугач А. М. [та ін.]. Мостове землеробство. Елементи теорії та результати досліджень: монографія. Дніпро: Акцент ПП, 2023. 367 с.
4. Булгаков В. М., Адамчук В. В., Кувачов В. П. Результати експериментальних досліджень блоково-модульного сільсько-господарського агрегату. Вісник аграрної науки. 2021. № 7 (820). С. 49–58.
5. Адамчук В. В., Булгаков В. М., Надикто В. Т. [та ін.]. Теорія стійкого руху дискової борони. Механізація та електрифікація сільського господарства, 2021. № 6. С. 10–22.
6. Bulgakov V., Ivanovs S., Volskyi V., Kuvachov V. Simulation of the Flat-parallel Movement of a Bridge Agricultural Unit with an Articulated Frame. Rural sustainability research. 2020. Vol. 44(339). Р. 8–14.
7. Bulgakov V., Olt J., Ivanovs S., Kuvachov V. Research into Dynamics of Motion Performed by Modular Power Unit as Part of Ploughing Tractor-Implement Unit. Proceedings of the 32nd DAAAM International Symposium (Vienna, Austria). P. 0576–0585.
8. Bulgakov V., Olt J., Chernovol M., Kuvachov V. та ін. A study of the interaction between soil and the neumatic wheels of agricultural gantry systems. AGRAARTEADUS: Journal of Agricultural Science. 2020. Vol. 1. XXXI. P. 3–9.
9. Juzwik J. Incorporation of tracers and dozomet by rotary tillage and spading machines. Soil and Tillage Research. 1997. № 41. P. 237–248.
10. Адамчук В. В., Булгаков В. М., Головач І. В., Кувачов В. П. Дослідження кочення рушіїв мостових агрозасобів по слідах постійної технологічної колії. Вісник аграрної науки. 2020. №10. С. 48–56.
11. Bulgakov V., Adamchuk V., Shymko L., Kuvachov V. A theoretical and experimental study of combined agricultural gantry unit with a mineral fertiliser spreader. Agraarteadus: Journal of Agricultural Science. 2020. № 2. XXXI. Р. 139–146.
12. Булгаков В., Адамчук В., Надикто В. [та ін.]. Розробка та обґрунтування нового методу теоретичного дослідження коливальних процесів функціонування сільськогосподарських машин і машинних агрегатів. Вісник аграрної науки, 2022. Вип.100 (6). С. 48–54.
13. Olt J., Bulgakov V., Nadykto V. [et al.]. A mathematical model of the rear-trailed top harvester and an evaluation of its motion stability. Agronomy Research. 2020. Vol. 20(2). 371–388.
14. Bulgakov V., Aboltins A., Nadykto V. et al. A mathematical model of plane-parallel movement of the tractor aggregate modular type. Agriculture (Switzerland). 2020. Vol. 10(10). P. 1–22.
15. Адамчук В., Булгаков В., Надикто В. та ін. Теоретичне дослідження стійкості руху асиметричного посівного машинно-тракторного агрегату. Вісник аграрної науки. 2023. Вип. 101(5). С. 57–64.
16. Bulgakov V., Aboltins A., Nadykto V. et al. Theoretical investigation of selection (calculation) of design parameters of modular draft device in aggregation of semitrailers. Applied Sciences. 2022. Vol.12 (20). P. 10267.
17. Li Wang, Zhao Chen. Dynamic Modeling and Stability Analysis of Single-Axis Autonomous Vehicles with Reactive Work Units. Journal of Systems and Control Engineering. 2022.
18. Smith J., Hanson E. Finite Element Modeling of Stability in Single-Axis Autonomous Vehicles: Impact of Surface Irregularities. International Journal of Vehicle Dynamics. 2021. 206–218.
19. Kim J., Lee S., Park H. Adaptive Real-Time Stabilization of Single-Axis Autonomous Vehicles Using AI and Machine Learning Algorithms. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2023. 163–178.
20. Jones M., Lee H. Optimization Algorithm for Stability Control of Single-Axis Vehicles Under External Disturbances. International Journal of Control, Automation and Systems. 2022. 64–72.
21. Bulgakov V., Pascuzzi S., Ivanovs S., Kuvachov V. та ін. Study of the steering of a wide span vehicle controlled by a local positioning system. Journal of Agricultural Engineering. 2021. Vol. LII. P.1144.
22. Bulgakov V., Pascuzzi S., Ivanovs, S.,Kuvachov V. та ін. Measure of the deflections from linear trajectory of a skid-steer gantry tractor during its motion. 2021 IEEE International Workshop on Metrology for Agriculture and Forestry (MetroAgriFor). 2021. P. 22–26.
23. Bulgakov V., Olt J., Smolinskyi S., Kuvachov V. A theoretical and experimental study of the traction properties of agricultural gantry systems. AGRAARTEADUS: Journal of Agricultural Science. 2020. Vol. 1. XXXI. Р. 10–16.
24. Bulgakov V., Ivanovs S., Viktor M., Kuvachov V. Simulation of elastic-dissipative connection of multi-axle block-modular agricultural tractor modules. Proceeding 20th International Scientific Conference engineering for rural development (Jelgava, 26.-28.05.2021). 2021. Р. 628–634.
25. Müller F., Schmidt A., Bauer L. Experimental Validation of Mathematical Models for Single-Axis Machines: Insights from Large-Scale Prototyping. Journal of Mechanical Engineering and Robotics. 2023. P. 72–81.
26. Fukuda T., Yamada K. Impact of Surface Irregularities on the Stability of Autonomous Vehicles: A Case Study on Single-Axis Machines. Journal of Robotics and Autonomous Systems. 2022. P. 121–128.
27. Brown J., Cohen D. Multidisciplinary Approach to Enhancing Stability in Single-Axis Vehicles: Insights from Mechanics, Cybernetics, and Material Science. Journal of Advanced Vehicle Systems. 2023. P. 265–273.