Исследование очесывающего аппарата устройства для уборки зерновых культур как колебательной системы

Владимир Юрьевич Савин

Владимир Юрьевич Савин Калужский филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана» https://orcid.org/0000-0002-2476-9768

Ключевые слова: колебательная система, уборка зерновых, вибропривод, очесывающее устройство, очесывающий барабан, очесывающая гребенка

Аннотация

Введение. Потери зерна неочесом являются основной проблемой, которую необходимо решать при разработке устройств очесывающего типа. Для их снижения предложена конструкция очесывающего аппарата с виброприводом. Устройство совмещает процессы очеса зерновых культур и вибрационного воздействия гребенок на колос растений.
Материалы и методы. Предложена расчетно-графическая схема колебательной системы с одной степенью свободы. Для составления дифференциального уравнения движения очесывающей гребенки использован метод, основанный на применении уравнения Лагранжа II рода. Колебания рассматриваемой системы возникают благодаря приведению в движение точки системы по заданному закону. Задача о кинематическом возбуждении сведена к задаче о силовом возмущении.
Результаты исследования. Получено уравнение движения гребенки, совершающей вибрационные возвратно-поступательные движения. Предложено в расчетной схеме выделить упругий элемент и получить более общий случай движения очесывающей гребенки. Движение гребенки в данном случае рассмотрено как сложное. Характерной особенностью математического описания является наличие обобщенной силы потенциальных сил. Получены дифференциальное уравнение движения гребенки при наличии упругого элемента и решение данного уравнения.
Обсуждение и заключение. Вынужденные колебания очесывающей гребенки будут являться гармоническими с постоянной амплитудой. Отмечено, что при близких значениях угловой частоты колебаний выходного звена вибропривода и корня из отношения коэффициента жесткости упругого элемента к массе гребенки имеет место случай резонанса. Параметры системы необходимо выбирать таким образом, чтобы избежать возникновения данного явления.

Биография автора

Владимир Юрьевич Савин, Калужский филиал ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана»

доцент кафедры тепловых двигателей и гидромашин Калужского филиала ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана» (248000, Российская Федерация, г. Калуга, ул. Баженова, д. 2), кандидат технических наук, Researcher ID: D-4378-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2476-9768, savin.study@yandex.ru

Литература

1. Алдошин, Н. В. Совершенствование конструкции очесывающих устройств для уборки зернобобовых культур / Н. В. Алдошин, М. А. Мосяков. – DOI 10.26897/1728-7936-2018-2-23-27 // Вестник ФГБОУ ВО «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». – 2018. – № 2. – С. 23–27. – Рез. англ.

2. Ковлягин, Ф. В. Уборка зерновых культур методом очеса / Ф. В. Ковлягин, Г. Г. Маслов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1991. – № 8. – С. 5–6. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26520095 (дата обращения: 04.02.2021).

3. Савин, В. Ю. Очесывающие устройства для уборки зерновых / В. Ю. Савин, И. В. Горбачев // Сельский механизатор. – 2019. – № 3. – С. 8–10. – URL: http://selmech.msk.ru/319.html#_Очесывающие_устройства_для (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

4. Review of Grain Threshing Theory and Technology / J. Fu, Z. Chen, L. Han, L. Ren. – DOI 10.25165/j.ijabe.20181103.3432 // International Journal of Agricultural and Biological Engineering. – 2018. – Vol. 11, Issue 3. – Pp. 12–20.

5. Жалнин, Э. В. Уборка с очесом на корню: за и против / Э. В. Жалнин // Сельский механизатор. – 2013. – № 8. – С. 10–12. – URL: http://selmech.msk.ru/813.html#_Уборка_с_очесом (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

6. Савин, В. Ю. Определение состава очесанного вороха при уборке пшеницы с использованием прицепного очесывающего устройства / В. Ю. Савин. – DOI 10.17238/issn2071-2243.2016.4.96 // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. – 2016. – № 4 (51). – С. 96–99. – Рез. англ.

7. Патент № 2726110 Российская Федерация, МПК A01D 41/08, A01F 12/00. Очесывающий аппарат : № 2019117319 : заявл. 04.06.2019 : опубл. 09.07.2020 / Савин В. Ю. ; заявитель и патентообладатель Савин В. Ю. – URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2726110C1_20200709 (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

8. Сравнительная оценка очесывающих адаптеров различных конструкций / Э. В. Жалнин, А. Т. Табашников, В. А. Анисимов [и др.] // Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства. – 1992. – № 83. – С. 21–24. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25438516 (дата обращения: 04.02.2021).

9. Уборка зерновых культур методом очеса / П. А. Шабанов, А. Н. Шокарев, И. К. Голубев [и др.]. – Текст : непосредственный // Техника в сельском хозяйстве. – 1985. – № 8. – С. 12.

10. Конструктивные особенности вибрационных транспортно-технологических машин / А. А. Дерябин, Д. Ю. Проскура, А. И. Федорова, С. Д. Угрюмова // Научные труды Дальрыбвтуза. – 2014. – Т. 32. – С. 117–121. – URL: https://nauch-tr.dalrybvtuz.ru/images/Issues/32/32_16.pdf (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

11. Шурлаков, М. А. Проведение исследований в области создания новых антифрикционных материалов в узлах трения тяжелых путевых машин / М. А. Шурлаков, С. И. Баташов // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. – 2019. – № 14. – С. 115–122. – URL: https://elib.pstu.ru/vufind/EdsRecord/edselr,edselr.38558378 (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

12. Experimental and Theoretical Evaluation of Side Tamping Method for Ballasted Railway Track Maintenance / М. Przybylowicz, М. Sysyn, V. Kovalchuk [et al.]. – DOI 10.21307/tp-2020-036 // Transport Problems. – 2020. – Vol. 15, Issue 3. – Pp. 93–106.

13. Маслов, Н. А. Модернизация привода спутника путевых машин Duomatic 09-32 CSM и ПМА-1 / Н. А. Маслов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2017. – № 1 (40). – С. 57–65. – URL: https://elib.pstu.ru/EdsRecord/edselr,edselr.28351862 (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

14. Дударев, А. С. Эффективность вибрационного сверления полимерных композиционных материалов / А. С. Дударев, А. Г. Добринский. – DOI 10.15593/2224-9877/2019.4.05 // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2019. ‒ № 4 (21). – С. 42–48. – Рез. англ.

15. Alkhalefah, H. Precise Drilling of Holes in Alumina Ceramic (Al2O3) by Rotary Ultrasonic Drilling and Its Parameter Optimization Using MOGA-II / H. Alkhalefah. – DOI 10.3390/ma13051059. – Текст : электронный // Materials. – 2020. – Vol. 13, Issue 5.

16. Савин, В. Ю. Определение усилий, необходимых для очеса колоса пшеницы / В. Ю. Савин. – DOI 10.15507/2658-4123.029.201903.456-466 // Инженерные технологии и системы. – 2019. – № 3. – С. 456–466. – Рез. англ.

17. Липовский, М. И. Обоснование рационального двухфазного обмолота зерновых культур / М. И. Липовский // Технологии и технические средства механизированного производства продук- ции растениеводства и животноводства. – 2004. – № 76. – С. 25–38. – URL: https://clck.ru/Wdv3W (дата обращения: 04.02.2021).

18. Хоанг, К. Л. Кинематика и динамика бесшатунных механизмов преобразования движения / К. Л. Хоанг, А. Ф. Дорохов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2015. – № 3. – С. 79–87. – URL: https://clck.ru/WdvCq (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.

19. Попов, И. П. Диссипативная, реактивная и полная мощности виброприводов машин / И. П. Попов // Вестник Вологодского государственного университета. Серия: Технические науки. – 2019. – № 3 (5). – С. 72–74. – URL: https://vestnik.vogu35.ru/docs/2019/tekhnich/3/72.pdf (дата обращения: 04.02.2021). – Рез. англ.