УДК 631.372

, аспирант

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ОТ УСТРОЙСТВА ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ

В данной статье приведены результаты экспериментальных исследований силы сопротивления движению от устройства противоскольжения. Получено уравнение регрессии, позволяющие обосновать силу сопротивления движению от параметров устройства противоскольжения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: УСТРОЙСТВО ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ, КОНУСНОСТЬ СТОЙКИ, СИЛА СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ, КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЕМНОГО СМЯТИЯ, УРАВНЕНИЕ РЕГРЕССИИ, КРИТЕРИЙ ФИШЕРА.

Влияние исследуемых факторов на величину силы сопротивления движению Pfу от устройства противоскольжения оценивалось после обработки результатов опытов по разработанному алгоритму (табл. 1).

Сравнение коэффициентов регрессии при факторах, рассчитанных по плану второго порядка с соответствующим доверительным интервалом, показывает, что наибольшее влияние на силу сопротивления движению от устройства Pfу оказывает фактор диаметра стойки устройства противоскольжения, а наименьшее − фактор глубины внедрения устройства противоскольжения в почву. Влияние коэффициента объемного смятия почвыниже в 0,81 раз от наиболее значимого фактора (табл. 2). Что касается влияния конусности стойки устройства противоскольжения, то оно составляет 73,8% от наименее значимого фактора.

Постановка эксперимента с реализацией центральных композиционных планов второго порядка позволяет также выявить влияние квадратов. Наибольшее влияние на величину силы сопротивления движению Pfу оказывает фактор диаметра стойки устройства противоскольжения, а наименьшее влияние оказывают факторы конусности стойки устройства противоскольжения с глубиной внедрения устройства противоскольжения в почву и составляют 40,0% от наиболее значимого фактора. Влияние коэффициент объемного смятия почвы ниже в 0,5 раз от наиболее значимого фактора.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Таблица 1

Результаты значений силы сопротивления движению Pfу, кН

№

п/п

Исследуемые

параметры

Результаты замера силы внедрения Pfу, кН

Сред.

знач.

Pfу, кН

Сред.

квад.

откл.

Абс. погр.

Δ Х,%

Отн.

погр.

δ

Х1

Х2

Х3

Х4

1

2

3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

-

-

-

-

0

0

0

0

0

0

0

2

+

-

-

-

0

0

0

0

0

0

0

3

-

+

-

-

0

0

0

0

0

0

0

4

-

-

+

-

0

0

0

0

0

0

0

5

+

+

-

+

0,96

0,98

1,0

0,98

0,012

5,0

5,1

6

-

+

+

-

0

0

0

0

0

0

0

7

+

-

+

-

0

0

0

0

0

0

0

8

+

+

+

+

0,52

0,54

0,53

0,53

0,012

0,5

0,1

9

-

0

0

-

0

0

0

0

0

0

0

10

+

0

0

+

0,32

0,31

0,30

0,31

0,058

2,5

8,0

11

0

-

0

+

0,26

0,27

0,28

0,27

0,058

2,5

9,2

12

0

+

0

-

0

0

0

0

0

0

0

13

0

0

-

+

0,79

0,77

0,75

0,77

0,012

5,0

6,5

14

0

0

+

+

0,74

0,76

0,78

0,76

0,012

5,0

6,5

15

0

0

0

+

0,62

0,63

0,64

0,63

0,058

2,5

3,9

16

0

0

0

+

1,25

1,26

1,27

1,26

0,058

2,5

2,0

17

0

0

0

0

0,42

0,43

0,41

0,42

0,058

2,5

5,9

18

0

0

0

0

0,73

0,75

0,77

0,75

0,012

5,0

6,6

19

0

0

0

0

0,33

0,31

0,35

0,33

0,012

5,0

15,0

20

0

0

0

0

0,69

0,70

0,68

0,68

0,058

2,5

3,6

21

0

0

0

0

0,36

0,34

0,32

0,34

0,012

5,0

15,0

22

0

0

0

0

0,87

0,83

0,85

0,85

0,012

5,0

5,8

23

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

24

0

0

0

0

0,56

0,55

0,54

0,55

0,058

2,5

4,5

25

0

0

0

0

0,56

0,54

0,55

0,55

0,058

2,5

4,5

Таблица 2

Коэффициенты уравнения регрессии силы сопротивлению движения Pfу, кН

№

п/п

Наименование коэффициентов

Обозна-чение

Значение

коэффиц.

1

2

3

4

1

Свободный член

В0

+0,56

Коэффициенты при факторах

2

Диаметр стойки

В1

+0,42

3

Конусность стойки устройства

противоскольжения

В2

+0,31

4

Коэффициент объемного смятия почвы,

В3

+0,34

5

Глубина внедрения устройства

противоскольжения в почву,

В4

+0,19

Коэффициенты квадратов при факторах

6

Диаметр стойки

В11

+0,15

7

Конусность стойки устройства

противоскольжения,

В22

+0,06

8

Коэффициент объемного смятия почвы,

В33

– 0,08

9

Глубина внедрения устройства

противоскольжения в почву,

В44

+0,06

Коэффициенты факторов при парных взаимодействиях

10

Диаметр стойки и

В12

+ 0,22

11

Диаметр стойки и

В13

+ 0,08

12

Диаметр стойки и

В14

+0,01

13

Конусность устройства противоскольженияи

В23

+0,10

14

Конусность устройства противоскольжения и

В24

– 0,03

15

Коэффициент объемного смятия почвыи

В34

– 0,05

Что же касается коэффициентов факторов при парных взаимодействиях, то наиболее значимыми среди исследуемых факторов на величину силы сопротивления движению Pfу являются парные факторы диаметра стойки устройства с конусностью стойки устройства противоскольжения, а наименее значимыми − диаметр стойки устройства с глубиной внедрения устройства противоскольжения в почву. Практически одинаковое влияние оказывают парные факторы конусности устройства противоскольжения с глубиной внедрения устройства противоскольжения в почву и коэффициента объемного смятия почвы с глубиной внедрения устройства противоскольжения в почву и составляют 22,7% от наименее значимых факторов. Влияние диаметра стойки устройства противоскольжения с коэффициентом объемного смятия почвы составляет 36,4% от наиболее значимых факторов, а факторов конусности устройства противоскольжения с коэффициентом объемного смятия почвы − 45,5%.

Таким образом, уравнение регрессии, отражающее в закодированном виде влияние значимых факторов на величину силы сопротивления движению от устройства Pfу будет иметь вид:

Pfy =0,56+0,4Х2 +0,05Х3 +0,10Х4 +0,34Х5 +0,05Х22 + 0,05Х42 – 0,27Х52 +0,08Х2 Х3 + 0,07Х2 Х4 + 0,07Х3 Х4 +0,07Х4 Х5 (1)

где Х1 – конусность стойки устройства противоскольжения; Х2 – коэффициент объемного смятия почвы; Х3 – глубина внедрения устройства противоскольжения в почву; Х4 – количество устройства противоскольжения на ведущих колесах.

В результате анализа математической модели (1) получено, что с увеличением конусности стойки устройства противоскольжения сила сопротивления движению увеличивается по параболической зависимости.

При диаметре стойки устройства противоскольжения Ds = 0,5 м и с увеличением конусности стойки устройства противоскольжения в диапазоне 0,5…1,0, сила сопротивления движению устройства противоскольжения увеличивается на 0,08 кН, при 1,0…1,5 – на 0,3 кН (рис. 1).

Рис. 1. Влияние конусности стойки устройства противоскольжения на силу сопротивления движению при:

1 – Ds = 0,4 м; 2 – Ds = 0,5 м; 3 – Ds = 0,6 м;

При конусности устройства противоскольжения Ск =1,0 и с увеличением коэффициента объемного смятия почвы в диапазоне 6…8·106 Н/м3 сила сопротивления движению от устройства противоскольжения увеличивается на 0,15 кН, при 8…10·106 Н/м3 – на 0,1 кН (рис. 2).

Рис. 2. Влияние коэффициента объемного смятия почвы

на силу сопротивления движению от устройства противоскольжения при: 1 – Ск = 0,5; 2 – Ск =1,0; 3 – Ск = 1,5.

При коэффициенте объемного смятии почвы = 8·106 Н/м3 и с увеличением глубины внедрения устройства противоскольжения в почву в диапазоне 0,05…0,15 м сила сопротивления движению от устройства противоскольжения увеличивается на 0,12 кН, при 0,10…0,15 м – на 0,15 кН (рис. 3).

Рис. 3. Влияние глубины внедрения устройства противоскольжения в почву на силу сопротивления движению от устройства при:

1 –= 6·106 Н/м3; 2 – = 8·106 Н/м3; 3 – = 10·106 Н/м3.

При глубине внедрения устройства противоскольжения в почву= 0,1 м и с увеличением количества устройства противоскольжения в диапазоне 0…2 шт. сила сопротивления движению от устройства противоскольжения увеличивается на 0,1 кН, при 2…4 шт. – на 0,15 кН (рис. 4).

Рис. 4. Влияние количества устройства противоскольжения на

силу сопротивления движению от устройства при:

1 –= 0 шт.; 2 –= 2 шт.; 3 –= 4 шт.

Данные не противоречит теоретическим предпосылкам, т. к. с увеличением количества устройства противоскольжения возникает дополнительная сила сопротивления, которая увеличивает силу сопротивления движению. Проверка с помощью критерия Фишера гипотезы адекватности модели (1) показала пригодность ее использования в качестве прогнозирования процесса буксования агрегата с устройствами противоскольжения при уборке картофеля с доверительной вероятностью 95%. Проверка с помощью теоретического критерия Стьюдента (Ft=2,17) исследуемых факторов показывает, что значение коэффициентов для факторов составляет tj =0,413, для квадратов факторов tjj =1,315, для парных факторов tuj =0,566 и исследуемые факторы находятся в доверительной вероятности 95%.

По статье можно сделать следующие выводы:

1. С увеличением конусности на 0,5 ед. сила сопротивления от устройства противоскольжения в среднем увеличивается на 0,2 кН. С повышением коэффициента объемного смятия почвы на 2·106 Н/м3 сила сопротивления движению увеличивается на 0,1 кН.

2. При увеличении глубины внедрения на 0,05 м сила сопротивления от устройства противоскольжения увеличивается на 0,12 кН, а увеличении количества устройства противоскольжения на 2 шт. − на 0,15 кН.

Список литературы:

1. Махмутов неравномерности момента сопротивления движению колесного движителя [Текст] / , , // Тракторы и сельхозмашины. – 2011. – № 2. – С. 39-40.

2. Махмутов исследования сопротивления качению колеса со съемными зацепами [Текст] / // Технологические и технические аспекты развития сельского хозяйства: материалы Всероссийской научно-практической конференции.– Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2007. − Т. 74. – С. 224-225.