vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2025-400-11-138-143vetpress-3901Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESМетод расчета частот и форм собственных колебаний 14-массовой крутильно-колебательной системы мобильного энергетического средства с орудием при выполнении технологических операций на склонеA method for calculating the frequencies and forms of natural vibrations of a 14-mass torsion-oscillating system of a mobile power tool with a tool when performing technological operations on a slopehttps://orcid.org/0009-0001-8347-2534ТарасоваС. В.TarasovaS. V.

 Сария Валейевна Тарасова, кандидат технических наук, доцент 

 ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014 

 Saria Valeyevna Tarasova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 

 18 Chelyuskintsev Str., Orenburg, 460014 

saria20@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7168-0099АсманкинЕ. М.AsmankinE. M.

 Евгений Михайлович Асманкин, доктор технических наук, профессор 

 ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014 

 Evgeny Mikhailovich Asmankin, Doctor of Technical Sciences, Professor 

 18 Chelyuskintsev Str., Orenburg, 460014 

aem500@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7383-5442УшаковЮ. А.UshakovYu. A.

 Юрий Андреевич Ушаков, доктор технических наук, профессор 

 ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014 

 Yuriy Andreevich Ushakov, Doctor of Technical Sciences, Professor 

 18 Chelyuskintsev Str., Orenburg, 460014 

1u6j1a159@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4505-7428ИвановП. А.IvanovP. A.

 Павел Александрович Иванов, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент 

 ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014 

 Pavel Alexandrovich Ivanov, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor 

 18 Chelyuskintsev Str., Orenburg, 460014 

stprepodivanoff@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-8590-2852НейфельдЕ. В.NeifeldE. V.

 Елена Викторовна Нейфельд, кандидат педагогических наук, доцент кафедры физики и математики 

 ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014 

 Elena Victorovna Neifeld, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor of the Department of Physics and Mathematics 

 18 Chelyuskintsev Str., Orenburg, 460014 

ebneif1978@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7862-7829РотоваВ. А.RotovaV. A.

 Виктория Анзорьевна Ротова, кандидат технических наук, доцент

 ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, 460014 

 Victoria Anzoryevna Rotova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor 

 18 Chelyuskintsev Str., Orenburg, 460014 

rotova_va@mail.ruОренбургский государственный аграрный университетРоссияOrenburg State Agrarian UniversityRussian Federation202519112025011138143Copyright © Тарасова С.В., Асманкин Е.М., Ушаков Ю.А., Иванов П.А., Нейфельд Е.В., Ротова В.А., 20252025Тарасова С.В., Асманкин Е.М., Ушаков Ю.А., Иванов П.А., Нейфельд Е.В., Ротова В.А.Tarasova S.V., Asmankin E.M., Ushakov Y.A., Ivanov P.A., Neifeld E.V., Rotova V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/3901

Устойчивость движения колесных тракторов является одним из основных факторов, способствующих уменьшению энергозатрат. Современные разработки, связанные с усовершенствованием конструкции сельскохозяйственных тракторов, решая проблемы повышения их эффективности, сталкиваются с рядом трудностей, обусловленных нестабильными процессами при движении по наклонным опорным поверхностям. Вопрос модернизации конструкции трактора следует рассматривать в параметрическом аспекте на реализацию собственной частоты и формы колебаний, которые влияют на его устойчивость движения в технологическом коридоре. Проведенные расчетно-теоретические исследования механических процессов силовой передачи самоходного шасси класса 1.4 классической компоновки с разработанной укрупненной расчетной схемой трактора «Беларус 952.3» (для 14 элементов распределенной массы) в агрегате с культиватором КРН-5,6 легли в основу создания методики расчета частоты и формы собственных колебаний. Система «Машинно-тракторный агрегат (МТА)» имеет довольно большое значение частоты свободных колебаний, которое позволяет рассчитать условия работы конструкции на длительных эксплуатационных режимах при частотах, близких к резонансным. Изменение спектра частоты собственных колебаний системы может служить дополнительному износу деталей, шин и т. п. При исследовании разрабатываемой системы «МТА» был принят за основу метод, описанный профессором В.А. Лашко, а также применен матричный метод. Матричные формы записи уравнений движения крутильно-колебательной системы «МТА» со многими степенями свободы удобны для расчетов по определению амплитудно-частотных характеристик. Для расчета крутильно-колебательной системы силовой передачи самоходного шасси, агрегатированного с культиватором, разработана динамическая модель, представляющая вариационные возможности анализа сочетания исследуемых факторов и параметров.

The stability of movement of wheeled tractors is one of the main factors contributing to the reduction of energy costs. Modern developments related to the improvement of the design of agricultural tractors, solving the problems of increasing their efficiency face a number of difficulties caused by unstable processes when moving on inclined support surfaces. The issue of modernizing the tractor design should be considered in the parametric aspect of the implementation of its own frequency and shape of oscillations that affect its stability of movement in the technological corridor. A complex task to improve the manufacturability of the tractor must necessarily take into account the fact that new elements change the entire system. Therefore, at the stage of developing a new or modernizing a serial mobile machine, reliability is necessary when determining the dynamic characteristics.The conducted calculation and theoretical studies of the mechanical processes of the power transmission of a self-propelled chassis of class 1.4 of the classic layout with the developed enlarged calculation scheme of the “Belarus 992” tractor (for fourteen elements of distributed mass) in an aggregate with a KRN-5.6 cultivator. Formed the basis for the creation of a method for calculating the frequency and shape of natural oscillations. The “Machine-tractor unit (MTU)” system has a fairly high value of the frequency of free oscillations, which allows calculating the operating conditions of the structure in long-term operating modes at frequencies close to resonance. A change in the spectrum of the frequency of natural oscillations of the system can serve as an additional wear of parts, tires, etc. When studying the developed “MTU” system, the method described by Professor V.A. Lashko was taken as a basis, and the matrix method was also used. Matrix forms of recording the equations of motion of the torsional-oscillatory system of the “MTU” with many degrees of freedom are convenient for calculations to determine the amplitude-frequency characteristics. To calculate the torsional-oscillatory system of the power transmission of a self-propelled chassis aggregated with a cultivator, a dynamic model was developed representing the variational possibilities of analyzing the combination of the factors and parameters under study.

самоходное шассикультиватортехнологический коридорустойчивость тракторадвижение по наклонной поверхностидинамическая модельматричный методself-propelled chassiscultivatortechnological corridortractor stabilitymovement on an inclined surfacedynamic modelmatrix methodИсследования, выполнены в рамках программы научных исследований по теме «Разработка высокоэффективных зональных машинных технологий и оборудования нового поколения для производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции растениеводства» в соответствии с приказом Минсельхоза РФ от 25.06.2007 № 342 «О концепции развития аграрной науки и научного обеспечения АПК России до 2025 года» и с темой научных исследований ФГБОУ ВО «Оренбургский ГАУ» № 01201465495 «Методы и технологическая реализация экспериментальных исследований сельскохозяйственной техники».The research was carried out as part of the research program on the topic “Development of highly efficient zonal machine technologies and new generation equipment for the production of competitive agricultural crop production” in accordance with the Order of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation dated 06/25/2007 No. 342 “On the concept of agricultural development science and scientific support of the Russian agro-industrial complex until 2025” and with the topic of scientific research of the Orenburg State Agrarian University No. 01201465495 “Methods and technological implementation of experimental research on agricultural machinery”ReferencesСенькевич С.Е., Годжаев З.А., Ильченко Е.Н., Алексеев И.С. Определение частот и форм собственных крутильных колебаний многомассовой системы самоходного шасси тягового класса 0,6. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2024; (4): 387–419. https://www.elibrary.ru/ifymfrSenkevich S.E., Gojaev Z.A., Ilchenko E.N., Alekseev I.S. Determination of frequencies and shapes of natural torsional oscillations of a multimass system of a self-propelled chassis of traction class 0.6. Proceedings of Nizhnevolzskiy agrouniversity complex: science and higher vocational education. 2024; (4): 387–419 (in Russian). https://www.elibrary.ru/ifymfrФасхутдинов М.Х., Зиганшин Б.Г., Галиев И.Г., Мухаметшин А.А. Динамика маневренности трактора с полугусеничным движителем в составе машинно-тракторного агрегата. Вестник НГИЭИ. 2020; (10): 43–52. https://www.elibrary.ru/koonrhFaskhutdinov M.H., Ziganshin B.G., Galiev I.G., Muhametshin A.A. Dynamics of maneuverability of the tractor with a half-tracked stroke in the composition of machine-tractor unit. Bulletin NGIEI. 2020; (10): 43–52 (in Russian). https://www.elibrary.ru/koonrhTarasova S., Asmankin E., Ushakov Yu., Ivanov P., Neifeld E., Rotova V. Methodological foundations of directional stability of a machine-tractor unit in sloping agriculture. BIO Web of Conferences. 2024; 130: 02005. https://doi.org/10.1051/bioconf/202413002005Tarasova S., Asmankin E., Ushakov Yu., Ivanov P., Neifeld E., Rotova V. Methodological foundations of directional stability of a machine-tractor unit in sloping agriculture. BIO Web of Conferences. 2024; 130: 02005. https://doi.org/10.1051/bioconf/202413002005Тарасова С.В. Обоснование способа курсовой стабилизации колесного трактора при выполнении сельскохозяйственных операций на наклонной опорной поверхности. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Оренбург. 2015; 158. https://www.elibrary.ru/dmgexyTarasova S.V. Substantiation of the method of course stabilization of a wheeled tractor when performing agricultural operations on an inclined support surface. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. Orenburg. 2015; 158 (in Russian). https://www.elibrary.ru/dmgexyКазаков Ю.Ф., Медведев В.И., Павлов В.С., Пыркин А.В. Пути снижения детерминизма скоростей в почвообрабатывающих машинно-тракторных агрегатах. Аграрная наука. 2022; (6): 104–111. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-360-6-104-111Kazakov Yu.F., Medvedev V.I., Pavlov V.S., Pyrkin A.V. Ways to reduce the determinism of speeds in tillage machine-tractor units. Agrarian science. 2022; (6): 104–111 (in Russian). https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-360-6-104-111Гучинский Р.В. Оптимизация конструкции кузова вагона электропоезда по значению частоты собственных колебаний. Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2021; 80(3): 152–159. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-3-152-159Guchinsky R.V. Optimization of an EMU train carbody by the value of the natural bending frequency. Russian Railway Science Journal. 2021; 80(3): 152–159 (in Russian). https://doi.org/10.21780/2223-9731-2021-80-3-152-159Белинис С.М. Определение собственных частот колебаний ротора. Вестник Димитровградского инженернотехнологического института. 2017; (1): 88–92. https://elibrary.ru/ysroqfBelinis S.M. Determination of natural frequencies of oscillation of the rotor. Bulletin of the Dimitrovgrad Engineering and Technology Institute. 2017; (1): 88–92 (in Russian). https://elibrary.ru/ysroqfКожевников И.Ф. Собственные частоты и собственные формы колебаний нагруженной вращающейся шины. Труды Московского физико-технического института (национального исследовательского университета). 2017; 9(3): 29–35. https://elibrary.ru/nueskjKozhevnikov I.F. Natural frequencies and natural forms of vibrations of a loaded rotating tire. Proceedings of Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University). 2017; 9(3): 29–35 (in Russian). https://elibrary.ru/nueskjКожевников И.Ф. Вынужденные колебания нагруженной вращающейся шины. XIV Всероссийское совещание по проблемам управления. Сборник научных трудов. М.: ИПУ РАН. 2024; 686–690. https://elibrary.ru/gzuoieKozhevnikov I.F. Forced vibrations of a loaded rotating tire. XIV All-Russian Conference on Management Problems. Collection of Scientific papers. Moscow: V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of the Russian Academy of sciences. 2024; 686–690 (in Russian). https://elibrary.ru/gzuoieKim B.S., Chi C.H., Lee T.K. A study on radial directional natural frequency and damping ratio in a vehicle tire. Applied Acoustics. 2007; 68(5): 538–556. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2006.07.009Kim B.S., Chi C.H., Lee T.K. A study on radial directional natural frequency and damping ratio in a vehicle tire. Applied Acoustics. 2007; 68(5): 538–556. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2006.07.009Miroshnichenko I., Parinov I. Determination of the Stress-Strain State in Plane-Layered Constructions Made of Transverse-Isotropic Materials with Various Options for the Location of the Axis of Material Symmetry of the Materials of Layers. Parinov I.A., Chang S.-H., Soloviev A.N. (eds.). Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications. Proceedings of the International Conference PHENMA 2021-2022. Cham: Springer. 2023; 380–390. https://doi.org/10.1007/978-3-031-21572-8_31Miroshnichenko I., Parinov I. Determination of the Stress-Strain State in Plane-Layered Constructions Made of Transverse-Isotropic Materials with Various Options for the Location of the Axis of Material Symmetry of the Materials of Layers. Parinov I.A., Chang S.-H., Soloviev A.N. (eds.). Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications. Proceedings of the International Conference PHENMA 2021-2022. Cham: Springer. 2023; 380–390. https://doi.org/10.1007/978-3-031-21572-8_31Арефин Ю.В., Ларин А.Н., Субочев А.И. Моделирование собственных колебаний шины на основе плоской профильной модели. Наукові нотатки. 2010; 28: 28–31. https://elibrary.ru/pykrnxArefin Yu.V., Larin A.N., Subochev A.I. Modeling of natural tire vibrations based on a flat profile model. Naukovì notatki. 2010; 28: 28–31 (in Russian). https://elibrary.ru/pykrnxПархоменко С.Г., Пархоменко Г.Г. Математическое моделирование функционирования почвообрабатывающего машинно-тракторного агрегата. Тракторы и сельхозмашины. 2018; 85(4): 55–62. https://doi.org/10.17816/0321-4443-66405Parhomenko S.G., Parhomenko G.G. Mathematical modeling of functioning of a tillage machine-tractor unit. Tractors and Agricultural Machinery. 2018; 85(4): 55–62 (in Russian). https://doi.org/10.17816/0321-4443-66405Bulgakov V., Ivanovs S., Nadykto V., Kuvachov V., Masalabov V. Research on the turning ability of a two-machine aggregate. INMATEH — Agricultural Engineering. 2018; 54(1): 139–146. https://elibrary.ru/yblkepBulgakov V., Ivanovs S., Nadykto V., Kuvachov V., Masalabov V. Research on the turning ability of a two-machine aggregate. INMATEH — Agricultural Engineering. 2018; 54(1): 139–146. https://elibrary.ru/yblkep

The authors declare that there are no conflicts of interest present.