сматриваются лишь колебания глубины пахоты послед
ним |
корпусом, |
которые |
удобно |
характеризовать в дан |
ном |
случае дисперсией |
DA. |
|
|
|
|
|
Колебания глубины пахоты вызываются колебаниями |
микрорельефа |
поля |
h(t) |
и |
колебаниями составляющих |
сопротивления почвы: горизонтальной Rx(t) |
и вертикаль |
ной Rz(t) [8], причем дисперсию |
DA |
можно |
представить |
составляющими |
DAj(\ |
— h, х, z, |
R), |
соответствующими |
каждому воздействию: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я , = 2 |
оА;=УоА]. |
|
|
( і ) |
Значения DAj |
определяются |
выражением: |
|
|
|
|
°АІ==~Ь J W |
I ^ |
H I |
2 ^ . |
|
(2) |
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— CO |
|
|
|
|
|
где |
Sj(co) |
—спектральные |
плотности |
воздействий |
|
|
|
(i=h,x,z,R); |
|
|
|
|
|
|
| Wj (їсо) f2 |
— |
квадрат |
модуля |
передаточной |
функции |
|
|
|
/-воздействия. |
|
|
|
|
Используя |
значения |
функции |
| № > і ( н о ) | 2 |
и |
учитывая |
кинематические параметры навесного агрегата, проана лизируем схему формирования процесса колебаний глу бины пахоты и физический смысл зависимости его от
жесткости опоры. При С о = 4 0 0 кгс/см (рис. |
3, а) значе |
нию (о = ©ь например, соответствует | Wh(iai) |
| 2 > 4 . Лег |
ко показать, что для навесного агрегата с оптимальным положением МЦВ плуга это возможно в одном случае: когда колебания профиля дна борозды B(t) = В sin [ o ) i ^ + -т-ф(соі)] превышают по амплитуде Я колебания микро
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рельефа h{t) = # s i n ant, т. е. В>Н |
и процессы B(t) |
nh(t) |
противоположны по фазе: ф(соі) л; it. Непосредственно |
от |
сюда |
следует, что улучшить равномерность глубины па |
хоты |
A(t) |
при малой |
передаче |
колебаний трактора |
на |
плуг |
в |
общем случае |
можно за счет изменения |
массы |
плуга, демпфирующих |
свойств почвы (и опоры) |
и жест |
кости опоры, а в конкретном — за счет уменьшения |
по : |
следней |
[ 2 ] . При |
С о = 1 0 0 |
кгс/см |
(рис. 3, б) |
значению |
(Oi соответствует |
| Wh(i(d\|2~ |
1. Это |
возможно |
лишь |
при |
В(Y)~const |
и ф ( ( 0 і ) « 0 , т. |
е. когда |
плуг при |
наезде |
его |
|
|
6 |
|
|
|
Рис. 3. Процесс изменения |
глубины пахоты и его ди |
|
|
сперсия |
DA: |
|
|
|
й - С 0 = 4 0 0 кг/см; б — С0 =100 кг/см; 1 — h(t); 2 — A(t)\ |
3 — |
B(t). |
|
колеса на неровность не успевает выглубиться |
(или |
за- |
глубиться), так |
как в отличие от условий |
работы |
при |
С 0 = 400 кгс/см |
сила, препятствующая вертикальному |
пе |
ремещению плуга, больше силы, необходимой для де формации его опоры. В первом случае часть дисперсии
глубины ADAII, |
приходящаяся на интервал |
частот |
toi^-coi + Асо, превышает соответствующую часть |
диспер |
сии микрорельефа AD/j более чем в 4 раза, во втором —
|
|
|
|
|
|
|
они равны (см. рис. 3). Работа плуга с несколькими |
опор |
ными колесами |
(прицепного, |
полунавесного) |
при |
пери |
оде |
колебаний |
микрорельефа |
Т\(Ti^2n/(d\), |
меньшем |
или |
равном длине плуга, |
соответствует | Wh |
( і а ц ) |
| 2 « 1. |
|
Физическая |
сущность |
влияния уменьшения жестко |
сти опоры на составляющую дисперсии Д А Н проста: опо ра меньшей жесткости оказывает меньшее сопротивле ние вертикальным перемещениям плуга при действии на
него приращений сил |
Rx(t) и Rz(t). Величина этого пе |
ремещения при С о > 5 0 |
кгс/см практически обратно про |
порциональна жесткости опоры. Навесной плуг, свобод
но сочлененный |
с трактором, должен работать |
при |
Ср>0. И с этой |
целью необходима установка на |
нем |
опорного колеса, а колесо будет выполнять свои функ ции при условии:
о
Рис. 4. Зависимость со ставляющих дисперсии глубины пахоты от жест
кости |
С 0 |
опоры |
плуга: |
1 — |
DA |
= |
Dh + |
D Alt' |
|
при |
j=R. |
|
При повышении скоростей вспашки до 15 км/ч это требова ние, сформулированное в свое время Д. А. Чудаковым [10], остается в силе. Проверка (рас четная и экспериментальная) влияния снижения жесткости опоры на частотный спектр дис персии D A показала, что при ра боте навесного агрегата в реаль ных условиях оно невелико и про является лишь при малых, много меньших допустимого, уровнях дисперсии глубины пахоты.
Таким образом, |
при |
большой |
жесткости |
опоры |
D A |
h > > D A R |
и можно принять D A R = 0, при ма |
лой — картина обратная, |
зависи |
мость DA=f(C0) |
имеет |
минимум |
(рис. 4). |
|
|
|
Аналитическое решение задачи подрессоривания плу га в общем виде очень сложно, если вообще возможно, поэтому при исследовании были проанализированы за висимости составляющих дисперсии D A I от параметров, характеризующих взаимодействие органов плуга с поч вой и входящих в выражение | Wj(m) | 2 , рассмотрены характеристики воздействий и сделаны на основании этого обоснованные допущения, получено решение с ис пользованием численных методов интегрирования выра жений вида (2).
Анализ показал, что для полей, существенно разня щихся по удельному сопротивлению, твердости и влаж ности почвы, отличиями кривых | Wj(iu)) | 2 можно прене бречь: отклонения их ординат лежат в пределах 3—7%.
Вбольшинстве случаев корреляционные функции
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
микрорельефа разных зон страны |
имеют вид [ 1 , 5, 7]: |
|
|
|
|
/?(x) = |
Z)A e-«cos?x, |
|
(4) |
с коэффициентами |
а = 0,1-т-оо 7м, |
|3 = |
0-М Ум |
и диспер |
сией |
Z ) / i = |
1-^6 |
см2 . |
Встречаются |
и |
значения |
£>/Ї= 10-7-16 |
см 2 |
[1], однако в этих |
случаях, |
вероятно, |
учтены |
колебания |
микрорельефа |
с |
частотой |
со<0,3-т- |
-^0,5 '/м, не оказывающие |
заметного |
влияния |
на коле |
бания |
глубины |
пахоты |
[ 3 ] . |
Спектр |
дисперсии |
располо- |
