Альтернативный почвощадящий привод и методы моделирования механистических систем для определения значений конструктивных параметров

Автор: Антон Эдуардович Каплюхин

Соавторы: д.т.н. проф. Бледнова Жесфина Михайловна

Организация: Кубанский государственный технологический университет

Современные подходы к ведению сельского хозяйства делают акцент на минимизацию ущерба, который почва получает от использования тяжелой техники. Из-за своего веса, сельскохозяйственные машины часто уплотняют почву, что приводит к ухудшению ее структуры и снижению урожайности. Чтобы снизить этот вред, используются гусеничные движители, которые увеличивают площадь контакта машины с почвой. Это позволяет распределить вес техники более равномерно, снижая удельное давление и предотвращая уплотнение почвы. Использование гусеничных движителей помогает сохранить плодородный слой и создает лучшие условия для роста растений.

Целью данного исследования было создание математической модели, которая описывает движение сменного гусеничного модуля с гибкой несущей рамой. Эта модель поможет разработать конструкцию гусеничного модуля, способную изменять площадь пятна контакта гусеницы с почвой в зависимости от условий эксплуатации. Это улучшит проходимость техники на разных типах почв и в разных условиях эксплуатации, а также снизит негативное воздействие на почву.

Для достижения этой цели были использованы два подхода: математическая модель и имитационное моделирование. Математическая модель использует дифференциальные уравнения для описания динамики движения гусеничного модуля, учитывая угловые координаты его элементов и переходы между разными системами координат. Имитационное моделирование используется для анализа характеристик движения гусеничного модуля и сил, действующих на него.

Результатом исследования стала конструкция гусеничного модуля, способная изменять площадь пятна контакта гусеницы с почвой в диапазоне от 10% до 15%. Это достигается благодаря гибкой несущей раме, которая адаптирует форму и площадь контакта в зависимости от условий эксплуатации. Увеличение площади контакта снижает удельное давление на почву, улучшая проходимость машины и снижая ее воздействие на почву.