С.Тилоев, А.Н. Шоев, М.Х. Саидов,  К.Б. Кенджаев,

С.М. Саидамиров, С.З.Валиев, К.Ф. Рахмонов  

 

      (К.т.н.,  доцент, ассистенты и соискатели  ТАУ имени Ш. Шотемура  г.Душанбе  и Кулябского филиала Таджикского технологического

университета  г. Куляба Республики Таджикистан)

 

Уравнения движения  многосателлитного

планетарного  механизма  с упругим водилом

 

            Разработка эпициклических (планетарных) механизмов привода рабочих органов уборочных машин с переменными передаточными отношениями является важной задачей в области теории машин и систем машин. Разработанный привод технических средств относится к машиностроению, в частности сельскохозяйственного машиностроения применительно к рабочим органов хлопкоуборочных машин.

Работоспособность хлопкоуборочных аппаратов характеризуется в основном активностью шпинделей. Для обеспечения полной активности шпинделей в рабочей зоне необходимо получить переменные угловые скорости и ускорения требуемые для технологического процесса.

С целью повышения надежности, обеспечения высокого КПД и повышения производительности разработан механизм большим количеством шпиндельных секций.

Устройство поясняется прилагаемыми чертежами), где приведена кинематическая схема (рис. 1 – вид спереди и рис. 2 – вид сверху).

Предлагаемый механизм выполнен однорядным и двух секционным, одна секция которого состоит из шарнирно соединенных между собой следующих элементов: солнечного колеса 1. От оси его вращения на расстоянии а расположена стойка 2 (рис. 1), к которой присоединены шесть водил (рис. 2), каждая из которых содержит кулису 3 с направляющей 4 и пружиной 5 в ее полости. Кулиса 2 имеет соединение с сателлитом 6, к которым жестко прикреплен рабочий орган 7.

Принцип работы механизма заключается в том, что при вращении упругого водила (3,4,5) вокруг стойки 2, одновременно вращаются рабочий орган 7 и сателлит 6, который перекатывается по солнечному колесу 1.

Преимущества: Механизм позволяет получать переменные скоростные характеристики; уменьшаются шум и вес машины; улучшается процесс съема хлопка-сырца со шпинделей; Снижаются потери хлопка-сырца и сохраняется качество волокна.

 

Рис.1 Кинематическая Схема многосателлитного планетарного  механизма

(вид спереди)

 

Рис. 2 Кинематическая Схема многосателлитного планетарного  механизма

(вид сверху)

 

В многосателлитном планетарном механизме привода уборочных аппаратов хлопкоуборочной машины в нашем случае имеется n = 6…8 шпинделей, а у существующих равно  n  = 12 до n = 15 шпинделей (сателлитов).

          Кинетическая энергия исследуемого механизма равна (рис.2)

          где    - приведенный момент инерции составного водила, кг ∙ м2;   - угловая скорость составного водила, с-1.

          Дифференциальные уравнения исследуемого колеса механизма можно записать в виде:[3-5]

                                                   (1)

          где:  МД – движущий момент, приведенный к оси вращения барабана (составное водило) многосателлитного планетарного фрикционного механизма от кариолисовой, переносной и вращательной силы инерции, возникающей в центре вращения сателлита (шпинделя); МС – момент сил сопротивления, учитывая сопротивление от кустов хлопчатника, силы инерции вредных сопротивлений, потерь на трение в узлах машины, а также воздействие машины на почву и вес машины.

          Уравнения с учетом действующихся сил примет вид [1-5]:

                                                                                (2)

         Приведенный момент сил равно [1-5]

                                                           

                                                                               (3)

         Угловая скорость сателлита равно [2].

                                                                                                (4)

          Уравнения (2) с учетом (3) и (4) имеет вид:

                                                                          (5)  

где переменные коэффициенты равны

                          

F – движущая сила (Н); N – нормальная давления; f – коэффициент трения;   Jпр – приведенный момент инерции (кгм2);   r – радиус сателлита (м);  - угловая скорость упругого водила (р/с); r1 – радиус качения (м).

 

Рис.3. Динамическая схема  планетарного привода шпинделей    хлопкоуборочной машины.

          Уравнения (5) являются нелинейными дифференциальными уравнениями движения многосателлитного планетарного механизма, в которых коэффициенты   и   являются переменными, периодически изменяющимися в зависимости от  φ  и   φ1. Решения этих уравнений возможно методом Рунге-Кутта.

          Решение уравнения (5) позволяют определить параметры машинных агрегатов с планетарными рабочими органами с упругими водилами, обеспечивающими переменные скоростные характеристики и переменные передаточные отношения между подвижными звеньями уборочных машин, в частности, хлопкоуборочная машина 14ХВ-2,4А. Дается инженерная методика выбора основных параметров привода рабочих органов шпинделя (сателлитного колеса). Внедрение многосателлитных  планетарных механизмов  привода шпинделей хлопкоуборочной машины с переменными параметрами позволяет увеличить производительность машин, уменьшение потери хлопка и сохранение качества волокна в республике Таджикистан и во всех хлопкосеющих зонах стран СНГ.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

           1. Авторское свидетельство № 755240.

     2.Тилоев С. и  др. Малый патент РТ ТJ № 158-270-287-326

        Бюл. 51, 56,57,58 Душанбе. 2008- 2010 гг.

     3.Усманходжаев Х.Х., Тилоев С. Эпициклический механизм. А.с.      

         №1033797. Бюл. №29, 1983, 3 с.

     4.Тилоев С., Гиеев А. - Материалы II международной конференции      

        «Механика-97», Вильнюс, 1997, с.6.

     5.Яблонский А.С. Курс теоретической механики. ч.II. М.: 1972, 430 с.