Mathematical model of the lateral traction of the tractor

Abstract

The issues of the course stability of the movement of the agricultural tractor aggregate acquire the greatest urgency in the plowing, since an additional unfolding moment arises on the plow (due to the geometry of its working surfaces), which can lead the tractor aside from rectilinear movement. The operator often has to correct the movement of the machine, which contributes to rapid fatigue and, as a result, a decrease in productivity. The development of a mathematical model of the tractor's motion under the influence of an external eccentric load on the hook will allow to determine the limiting value of the shearing force. The drift of the tractor under the influence of external forces (without participation from the side of the driver) is a passive turn, which currently lacks sufficient attention in the theory of the curvilinear movement of the caterpillar tractor, since the theory of rotation is usually aimed at examining the active movement (under the driving influence of the driver ). The drift is a set of controlled rectilinear motion and uncontrolled shear under the action of the lateral component of force on the hook. Considering the low operating speeds of the tractor, it is possible to compile a quasistatic model of curvilinear motion in the drift, which consists of: differential equations of motion and equilibrium conditions of external forces with limiting friction. As a result of solving the system of presented equations, trajectories of the tractor's motion are obtained under different load on the hook. The model allows: to study the trajectory of motion on various ground backgrounds; find the optimal ratio of the weight of the tractor and the forces of resistance; to study the influence of the parameters of the working element (the attachment point of the plow and the angle of inclination of the plow surface) on the characteristics of motion.

Keywords

passive turning / tractor drift / traction / eccentric load / ultimate shearing force / hook load

References

[1] Трояновская И.П. Модель увода гусеничного трактора при пахоте // Техника в сельском хозяйстве. 2014. № 3. С. 29-31.

[2] Позин Б.М., Трояновская И.П., Апанасик В.Г. Задачи пассивного поворота гусеничной ма-шины (постановка, модель движения) // Вестник Южно-Уральского государственного университета, серия Машиностроение. 2007. Вып. 10. № 25(97). С. 70-74.

[3] Трояновская И.П. Исследование увода гусеничного пахотного трактора // Механізація та електрифікація сільського господарства, Украина: Глеваха. 2014. Т. 2. Вип. 99. С. 161-168.

[4] Егоров Л.И. Исследование некоторых вопросов управляемости гусеничных лесосечных машин: автореф. дисс. … канд. техн. наук. Москва. 1972. 25 с.

[5] Реймер В.В. Обоснование методики повышения эффективности эксплуатации колесных тракторов класса 1,4 при работе на наклонной опорной поверхности: автореф. дисс.… канд. техн. наук. Оренбург. 2012. 24 с.

[6] Рославцев А.В. Разработка методов и средств исследования движения машинно-тракторных агрегатов: автореф. дисс. … докт. техн. наук. Москва. 1996. 64 с.

[7] Тарасова С.В. Обоснование способа курсовой стабилизации колесного трактора при выполнении сельскохозяйственных операций на наклонной опорной поверхности: автореф. дисс.… канд. техн. наук. Оренбург. 2015. 24 с.

[8] Апанасик В.Г., Позин Б.М., Трояновская И.П. Задача страгивания в теории поворота транспортных и тяговых машин // Механика и процессы управления моторно-трансмиссионных систем транспортных машин: сборник научных трудов Всероссийской научно-технической конференции Уральского отделения Российской Академии Наук, Институт машиноведения, Курган: КГУ. 2003. С. 156-159.

[9] Апанасик В.Г., Позин Б.М., Трояновская И.П. Пассивный поворот гусеничной машины (задача страгивания) // Достижение науки - агропромышленному производству: материалы XLIII Международной научно-технической конференции, Челябинск: ЧГАУ. 2004. Ч. 2. С. 204-208.

[10] Опейко Ф.А. Колесный и гусеничный ход. Минск: Акад. с.-х. наук БССР. 1960. 228 с.

[11] Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 2. М.: Физматгиз, 1959. 807 с.

[12] Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.: Высшая школа. 1986. 416 с.

[13] Апанасик В.Г., Бурматов В.А., Костюченко В.И. и др. Экспериментальные исследования пассивного поворота гусеничной машины при страгивании // Достижение науки агропромышленному производству: материалы XLIII Международной научно-технической конференции, Челябинск: ЧГАУ. 2004. Ч. 2. С. 201-204.

[14] Позин Б.М. Совершенствование параметров промышленных гусеничных тракторов: дисс. … докт. техн. наук, Москва. 1991. 62 с.

[15] Кацыгин В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров сельскохозяйственных машин и орудий // Вопросы сельскохозяйственной механики. Т. 13. Минск. 1964. С. 5-147.

RIGHTS & PERMISSIONS

Noskov N.K., Pozin B.M., Troyanovskaya I.P.