Метод расчета частот и форм собственных колебаний 14-массовой крутильно-колебательной системы мобильного энергетического средства с орудием при выполнении технологических операций на склоне

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.

1. Сенькевич 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/ifymfr

2. Фасхутдинов 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/koonrh

3. Tarasova 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/202413002005

4. Тарасова 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/dmgexy

5. Казаков 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/10.32634/0869-8155-2022-360-6-104-111

6. Гучинский 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/10.21780/2223-9731-2021-80-3-152-159

7. Белинис С.М. Определение собственных частот колебаний ротора. Вестник Димитровградского инженернотехнологического института. 2017; (1): 88–92. https://elibrary.ru/ysroqf

8. Кожевников 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/nueskj

9. Кожевников 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/gzuoie

10. Kim 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.2006.07.009

11. Miroshnichenko 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_31

12. Арефин 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/pykrnx

13. Пархоменко С.Г., Пархоменко Г.Г. Математическое моделирование функционирования почвообрабатывающего машинно-тракторного агрегата. Тракторы и сельхозмашины. 2018; 85(4): 55–62. https://doi.org/10.17816/0321-4443-66405

14. Bulgakov 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