Budzanivskyi, M.
(2022).
Mathematical modelling of oscillations of a machine for cutting tops of root crops.
Machinery & Energetics,
13(4),
16-27.
https://doi.org/10.31548/machenergy.13(4).2022.16-27
Високоякісне зрізання гички коренеплідних культур на корені обумовлює не тільки збирання її високого врожаю, а й визначає кондиційні властивості коренеплодів перед їх викопуванням з ґрунту. Тому пошук умов, які будуть це забезпечувати є важливою і актуальною проблемою виробництва цих культур. Метою даної статті було визначення шляхом аналітичного дослідження оптимальних параметрів нової конструкції машини для збирання гички коренеплідних культур, яка навішується попереду агрегатуючого трактора і здійснює коливальні рухи у повздовжньо-вертикальній площині. Були використані методи, які пов’язані з моделюванням складних динамічних систем, що складаються з агрегатуючого трактора та передньонавішеної машини, складання та розв’язування в кінцевому вигляді диференційних рівнянь коливального руху та комп’ютерного моделювання коливального процесу. Згідно розробленої еквівалентної схеми було розв’язане у кінцевому вигляді нове диференціальне рівняння кутових коливань машини. Здійснено також числове моделювання на ПК, яке дало можливість побудувати графічні залежності кута повороту машини за різної швидкості її поступального руху та значень коефіцієнта жорсткості та коефіцієнта демпфірування пневматичних шин копіювальних коліс, а також за різних значень нерівностей поверхні ґрунту і основних конструктивних параметрів машини. Було встановлено, що при збільшенні з 1.5 м∙с–1 до 2.5 м∙с–1 амплітуда коливань кута повороту машини зростає з 0.88о до 1.18о. Однак, при 1.5 м∙с–1 тривалість перехідного процесу становить 0.22 с, а за швидкістю 2.5 м∙с–1 цей показник вже становить 0.14 с, тобто зменшується на 36%. Позитивна амплітуда коливань кута повороту машини досягає 1.2о, а від’ємна амплітуда не перевищує 0.3о, тобто розмах коливань є незначним. У діапазоні розглянутих перевагу слід надавати її більшим значенням. Шляхом моделювання на ПК визначені конструктивні й кінематичні параметри досліджуваної системи. Наведена методика математичного моделювання коливального процесу може бути використаною при дослідженні будь-яких машин, які начіплюються попереду агрегатуючого трактора
буряк цукровий, збирання, коливання, диференціальне рівняння, розв’язування на ПК, графіки
[1] Bulgakov, V.M., Golovach, V.I., Ruzhilo, Z.V., Ignatiev, E.I., Adamchuk, O.V., & Trokhanyak, O.M. (2021). Theory and technical means for harvesting sugar beet pulp. Kyiv: Agrarian Science.
[2] Bulgakov, V., Pascuzzi, S., Anifantis, A.S., & Santoro, F. (2019). Oscillations analysis of front-mounted beet topper machine for biomass harvesting. Energies, 12, article number 2774. doi: 10.3390/en12142774.
[3] Vasilenko, P. (1996). Introduction to agricultural mechanics (1st ed.). Kyiv: Agricultural Education.
[4] Ihnatiev, Y. (2017). Theoretical research and development of new design of beet tops harvesting machinery. Mechanization in Agriculture & Conserving of the Resources, 63(4), 137-139.
[5] Ihnatiev, Y.I. (2016). Development of a new structural and technological scheme for harvesting sugar beet stalks using a rowing tractor. Bulletin of Agrarian Science, 8, 67-71.
[6] Morozov, B.I., & Gringauz, N.M. (2019). Calculation of the movement of a wheeled vehicle on a rough road. Mechanization and Electrification of Socialist Agriculture, 7, 11-14.
[7] Nadykto, V.T. (2011). Features of the aggregation of the frontal projectiles. Technics and Technologies of the Agro-Industrial Complex, 8, 8-11.
[8] Pogorely, L.V. (Ed.). (1983). Beet harvesters: Design and calculation. Kyiv: Technique.
[9] Bell, B., & Rickatson, M. (2015). Farm Machinery (6th ed.). Sheffield: 5M Publishing Ltd.
[10] Bzowska-Bakalarz, M., & Ostroga, K. (2012). The capacity of sugar beet farms’ machinery and equipment. Journal of Central European Agriculture, 13, 769-781. doi: 10.5513/JCEA01/13.4.1128.
[11] Finkenstadt, V. (2013). A review on the complete utilization of the sugarbeet. Sugar Tech, 16, 339-346. doi: 10.1007/s12355-013-0285-y.
[12] Fang, Z., Zhu, Z., Wu, P., & Moradi, Z. (2023). Vibration and damping analysis of sandwich electrorheological fluid deep arches with bi-directional FGM containers. Engineering Structures, 276, article number 115325. doi: 10.1016/j.engstruct.2022.115325.
[13] Zhou, L., Moradi, Z., Al-Tamimi, H.M., & Ali, H.E. (2022). On propagation of elastic waves in an embedded sigmoid functionally graded curved beam. Steel & Composite Structures, 44(1), 17-31. doi: 10.12989/scs.2022.44.1.017.
[14] Nadykto, V.T., & Kistechok. O.D. (2015). Study of the stability of the movement of the plow MTA according to the “push-pull” scheme. Mechanization and Electrification of Agriculture, 101(2), 273-280.
[15] Battiato, A., & Diserens, E. (2013). Influence of tyre inflation pressure and wheel load on the traction performance of a 65 kW MFWD tractor on a cohesive soil. Journal of Agricultural Science, 5(8), 197-215. doi: 10.5539/jas.v5n8p197.
[16] Adamchuk, V., Bulgakov V., Korenko M., Boris, A., Boris, M., & Ihnatiev, Ye. (2018). Laboratory and field equipment workingout and the results of experimental studies of pre-harvesting sugar beet field. Mechanization in Agriculture & Conserving of the Resources, 64(6), 188-190.
[17] Prikner, P., Kotek, M., Jindra, P., & Prazhan, R. (2017). Field compaction capacity of agricultural tyres. Agronomy Research, 15(3), 806-816.
[18] Ivanov, S., Bulgakov, V., Nadykto, V., Ihnatiev, Ye., Smolinskyi, S., & Kiernicki, Z. (2020). Experimental study of the movement controllability of a machine-and-tractor aggregate of the modular type. INMATEH – Agricultural Engineering, 61(2), 9-16. doi: 10.35633/inmateh-61-01.
[19] Nadykto, V.T. (2017). Fundamentals of scientific research. Kherson: TDATU.
[20] Boldrin, D., Knappett, J.A., Leung, A.K., Brown, J.L., Loades, K.W., & Bengough, A.G. (2022). Modifying soil properties with herbaceous plants for natural flood risk-reduction. Ecological Engineering, 180, article number 106668. doi: 10.1016/j.ecoleng.2022.106668.
[21] Bіgаn, Z., Derechkei, P., Mazur, V., & Pop, O. (2022). Study of the cross-section for the 122Te(γ, n)121Te reaction by the activation method. Scientific Herald of Uzhhorod University. Series “Physics”, 51, 18-23.