Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы (стр. 42 )

Изменение глубины заделки семян сеялкой является случайным процессом аз(t), который обусловлен не только глубиной хода сошника, но и характером процессов завихрения и осыпания почвы, имеющих место в подсошниковой полости. Процесс осыпания почвы в подсошниковой полости рассмотрен ещё в 1918 г. и уточнен .

Расчетную схему сошника при укладке семян на дно бороздки и заделки их почвой можно представить в виде комбинированной
модели из двух элементов: собственно сошника 1 с подвеской и почвой 2 (рисунок).

Рисунок Функциональная (а) и принципиальная (б) схемы дискового сошника.

Входными воздействиями на сошник являются неровности поверхности поля zП (t) и сопротивление почвы R (t). Они вызывают угловые колебания сошника ψ(t) (выходная переменная), которые можно рассматривать как входное воздействие на почву. Выходной переменной элемента 2 будет глубина заделки семян аз(t)zб(t) – zр(t).

Влияние zП (t) на колебания ψ(t) проявляется не непосредственно, а через колебания рамы сеялки, опорные колеса которой воспринимают эти воздействия.

Если принять, что сошник с подвеской является линейной динамической системой, то дифференциальное уравнение малых угловых колебаний ψ(t) определяется непосредственно из общего уравнения движения [2]:

(1)

где ajm, bjm, cjm – постоянные коэффициенты;

и - отклонения обобщенных координат и их скоростей от равновесных значений.

Так как обобщенная координата одна, входных переменных две, то k=1 и n=2, причем Δq1 = ψ(t) и a11 = Jc (момент инерции с подвеской относительно оси подвеса).

При этих условиях уравнение примет вид

(2)

Для упрощения записи опущены знак приращений Δ и переменная t в обозначениях входных и выходного процессов.

После преобразований получим

(3)

где ; Т1= b11/c11; τz = d11/c11; kz= m11/c11; τR= d21/c11; kR= m21/c11.

В изображениях переменных по Лапласу уравнение примет вид

(4)

где Wz(s) и WR(s) – передаточные функции:

; .

Передаточная функция является основной характеристикой системы. Она показывает, как система изменяет изображение входного воздействия Δf(s), чтобы получить на выходе переменную Δy(s).

Помимо дифференциального уравнения и передаточной функции W(s) частотная характеристика W(iω) и импульсная переходная функция ω(t). Они являются наиболее полными динамическими характеристиками системы, определяющими её свойства в комплексной, частотной и временной областях.

Библиографический список

1. Лурье, динамика сельскохозяйственных агрегатов / . - М.: Колос, 1981. - 382 с.

2. Лурье, и конструирование сельскохозяйственных машин / , . - Л.: Машиностроение, 1977. - 528с.

УДК 631.3.001.572:514.91

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА
В АСПИРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

, ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ»

В настоящее время для предварительной очистки зернового вороха от крупных и легких примесей применяются зерноочистительные машины МПО-50 и МПО-50С (рисунок 1). Они отличаются простотой конструкции, надежностью и высокой производительностью. Однако, при работе этих машин наблюдается повышенная запыленность воздуха, что препятствует оператору обслуживать и контролировать рабочий процесс машины.

Рисунок 1 Схема МПО-50С	Рисунок 2 Модель аспирационной системы МПО-50С

Нами для обоснования физического процесса, протекающего в машинах предварительной очистки МПО-50, произведено моделирование движения воздуха в аспирационной системе. Для этого в графическом редакторе КОМПАС-3D производится построение трехмерной модели аспирационной системы. Далее эта модель экспортируется в систему FlowVision для анализа динамических характеристик рабочего процесса машины (рисунок 2). Здесь задаются начальные и граничные условия функционирования модели.

В качестве модели используем модель несжимаемой среды FlowVision. Выбираем начальные параметры вещества (воздуха):

·  физические свойства:

1.  плотность;

2.  молекулярный вес;

3.  молекулярная вязкость;

·  физические параметры:

1.  скорость на входе;

2.  скорость на выходе;

Затем задаем граничные условия (рисунок 2):

·  на входе и на выходе зерна в аспирационную систему – «свободный выход (нулевое давление)»;

·  вход воздуха в аспирационную систему вдувается вентилятором – «нормальный вход (скорость 10 м/с)»;

·  выход воздуха – «выход с отсосом», т. к. отсасывается вентилятором (скорость -5 м/с);

·  на стенках аспирационной системы выбираем граничное условие – «стенка с проскальзыванием», на боковых стенках – «симметрия».

Далее определяется расчетная сетка (50х50х50 мм), с измельчением в области встречи воздушного потока с зерновым ворохом и производится расчет.

В процессе расчета определяются значения скоростей воздушного потока и давлений в аспирационной системе.

На рисунке 3 представлены изолинии давления воздушного потока, а на рисунке 4 векторное поле скоростей. Из рисунка 3 видно, что аспирационная система не полностью выполняет свою функцию: наблюдается неравномерное распределение давления в области встречи воздушного потока с зерновым ворохом, на некоторых участках создается разряжение воздуха (зона А, рисунок 3). Векторное поле скоростей воздушного потока показывает, что часть запыленного воздуха с примесями выдувается вместе с зерном (зона В), а часть уходит в скельператор (зона С, рисунок 4).

Рисунок 3 Изолинии давления в аспирационной системе	Рисунок 4 Вектора скорости воздушного потока

Проанализировав все рабочие участки машины (рисунки 3 и 4), можно сделать вывод, что для устранения запыленности воздуха машиной МПО-50 необходимо уменьшить выход воздушного потока из аспирационной системы. А для улучшения качества очистки зерна от легких примесей необходимо добиться более равномерного распределения давления в области встречи воздушного потока с зерновым ворохом. Эти недостатки на наш взгляд можно устранить путем улучшения геометрии рабочих поверхностей машины, используя более плавный переход из одного участка в другой.

УДК 631.3: 631.431.7

ПРИВЕДЕНИЕ ДРОБНО-ЛИНЕЙНОЙ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ МИНИМИЗАЦИИ ПОТЕРЬ ОТ НЕДОБОРА ПРОДУКЦИИ
К ЛИНЕЙНОЙ ФОРМЕ И ЕЕ РЕШЕНИЕ

, ,

ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ»

Одной из наиболее перспективных экономико-математических моделей оптимизации распределения машинно-тракторных агрегатов по операциям является минимум потерь от недобора продукции [1]. Целевая функция при этом имеет вид:

, (1)

где - стоимость теряемой продукции при выполнении j-й операции агрегатом с трактором i-ой марки (в дальнейшем -го агрегата) в t-м периоде, руб.;

- коэффициент учета потерь от недобора продукции на j-й операции, доля/день;

- ожидаемая урожайность на поле, где выполняется j-я операция, т/га;

- закупочная цена k-й продукции, руб./т;

- продолжительность -го периода, дни;

- наработка i-го агрегата на j-й операции за t-й период;

- дневная производительность i-го агрегата на -й операции, га, т;

- поправочный коэффициент, учитывающий снижение выработки агрегатов из-за неблагоприятных метеоусловий, недостаточной надежности машин, нахождения части тракторов на плановом техобслуживании;

- искомое количество i-х агрегатов на j-й операции в t-м периоде, шт.;