Abstract
<jats:p>Введение. Современные самоходные уборочные косилки, предназначенные для работы с широкозахватными адаптерами, оснащаются механизмом агрегатирования, объединяющим системы навески и уравновешивания. Эффективность функционирования данного механизма определяет качество выполнения ряда технологических операций, включая перевод навешиваемого адаптера из рабочего в транспортное положение. В известных научных работах механизмы уравновешивания и навески, как правило, рассматриваются независимо друг от друга, что обусловлено конструктивными особенностями их исполнения. Целью настоящего исследования является математическое описание динамической нагруженности механизма агрегатирования как единой рычажной системы в режиме перевода адаптера в транспортное положение, а также оценка влияния упругого элемента на характер нагружения. Материалы и методы. Объектом исследования выбран механизм агрегатирования самоходной уборочной косилки KSU-1 с жаткой-хедер транспортерной. Аналитическое описание динамической нагруженности механизма выполнялось с использованием математической модели, построенной на основе теории комплексных чисел и принципа возможных скоростей. Динамическая нагруженность оценивалась по величине усилий на штоке гидроцилиндра подъема и в блоке уравновешивающих пружин. Верификация разработанной модели осуществлялась в среде динамического анализа систем твердых тел MSC.ADAMS. Результаты исследования. Получены аналитические выражения, позволяющие определить усилия на штоке гидроцилиндра подъема механизма навески и в блоке уравновешивающих пружин механизма уравновешивания. Для режима подъема установлены три характерных этапа нагружения. Выявлен и описан эффект «подбрасывания» адаптера, проявляющийся на втором этапе: за счет энергии, накопленной пружинами, происходит резкое увеличение высоты подъема (с 0,44 до 0,84 м) при незначительном ходе штока гидроцилиндра (около 0,05 м). Разработан алгоритм определения функциональной зависимости между свободным ходом телескопической тяги механизма уравновешивания и ходом штока гидроцилиндра подъема механизма навески, обеспечивающей статическое равновесие системы. Обсуждение. Выявленный эффект «подбрасывания» свидетельствует о возможности возникновения динамических перегрузок в элементах конструкции механизма агрегатирования, что должно учитываться на этапе проектирования. Сравнительный анализ данных, полученных аналитическим методом (в PTC MathCAD) и методом компьютерного моделирования (в MSC.ADAMS), подтвердил высокую степень сходимости результатов, что доказывает адекватность предложенной математической модели и достоверность методики исследования. Заключение. Разработанная математическая модель обеспечивает возможность комплексного анализа динамической нагруженности механизма агрегатирования как единой системы в режиме перевода навешиваемого адаптера из рабочего в транспортное положение. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации механизма агрегатирования с целью минимизации эффекта «подбрасывания», выполнения прочностных расчетов элементов конструкции, а также при проектировании плоских рычажных механизмов, идентичных по структуре с рассматриваемым механизмом.</jats:p>