Калнагуз О. М. Моделювання криволінійного руху польових агрегатів зі всіма керованими колесами

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0426U000031

Облікова картка дисертації

0426U000031.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

13-02-2026

Спеціалізована вчена рада

Д 23.073.01

Центральноукраїнський національний технічний університет

Анотація

Дисертаційна робота висвітлює питання криволінійного руху енергетичного засобу та його дослідження. Основні дослідження були присвячені вивченню кінематики руху центра ваги енергетичного засобу. Отримані результати можуть бути використані для будь-якого енергетичного засобу. Траєкторія криволінійного переміщення машинно-тракторного агрегату (МТА) суттєво відрізняється від руху по прямій. Питання кінематики руху енергетичних засобів набагато складніше і потребує дослідження багатьох впливаючих чинників на стабільність, надійність, керованість. Сучасні енергетичні засоби розвертаються обертанням керованих коліс, так званим, кінематичним способом, паралельним площині руху відносно рами трактора. Широке використання мають чотириколісні трактора та машини з передньою керуючою рамою. Тому дослідженню підлягає в даній дисертації формули коліс 4К2 і 4К4 тракторів. При дослідженні руху енергетичного засобу по кривим траєкторіям необхідно одержати аналітичні рівняння для ділянок входу та виходу з повороту та повороту зі сталим курсовим кутом. Передумовами створення рівнянь траєкторії несталого руху є два основних чинника. Один відповідає за впровадження автоматизації керування польовим агрегатом під час здійснювання операцій вирощування культур. На даний час такі спроби відтворюються агрегатом по траєкторіям паралельним першій прямій лінії оброблювального краю поля. Прикладаються також зусилля автоматизувати розвороти при виконанні робочих циклів. Для повної автоматизації руху агрегату без тракториста на протязі всього часу роботи щодо першої лінії, необхідні дані про точне місцерозташування МТА. Траєкторія керування є задана лінія точного переміщення енергетичного засобу – теоретична відображаюча залежність руху по кривим для будь-яких умов зміни положення. В порівнянні з великими полями, при здійснюванні сільськогосподарських робіт на маленьких полях суттєву частину від всього обсягу робіт займає криволінійних рух (розвороти). При роботі агрегату на полі розвороти займають десятки кілометрів шляху та входять до непродуктивних втрат, і потребують досконалого вивчення. На ущільнених, деформованих площах полів (розворотних ділянок) маємо зменшення показників родючості. Раціоналізація криволінійного руху польового агрегату не повністю досліджена в наукових працях, тому вивчення економічних показників ефективності використання МТА все більш актуальне. Часто шлях робочих циклів та шлях на поворотах з вимкненими робочими органами має криволінійну форму. Він повинен бути найменшим та економним. Вибір виду переміщення агрегату під час виконання операцій, повинен забезпечити виконання якісно вимог до роботи таких, як: мінімізація витрат на одиницю зробленої роботи з максимальними показниками продуктивності, забезпечення безпеки роботи механізатора; зменшення шкоди навколишньому середовищу. В комплексі це все основна задача кінематики руху польового агрегату. Головною ціллю дисертаційної роботи є підвищення показників ефективності експлуатації машинно-тракторного агрегату при виконанні технологічних операцій вирощування сільськогосподарських культур шляхом дослідження і моделювання траєкторії криволінійного руху агрегату зі всіма керованими колесами. В дисертації зроблений аналіз досліджень публікацій та наукових праць криволінійного переміщення енергетичних засобів. В працях сучасних науковців прослідковується намагання описати відтворення криволінійного руху математичними рівняннями, як проекції на осі координат швидкості, але без розв’язання. В даній роботі створений метод аналітичного рішення рівнянь диференційної форми криволінійного руху польових агрегатів. Для ділянок (вхід та вихід) повороту з несталим кутом повороту керуючих коліс центру маси енергетичного засобу зі всіма керуючими колесами були виведені математичні залежності визначення параметрів траєкторії. Ці рівняння дають можливість проводити аналіз характеристик показників під час повороту МТА різних конфігурацій для зниження витрат; моделювати маневри агрегатів при виконанні операцій вирощування культур; для автоматизації управління. Розроблені аналітичні рівняння забезпечують вибір раціонального способу руху енергетичного засобу в залежності від складу МТА. Також були проведені дослідження аналітичних рівнянь енергетичного засобу по кривим траєкторіям, відтворений чисельний розв’язок рівнянь на прикладі модельного енергетичного засобу з колісною схемою 4х4. Змодельовані траєкторії за допомогою створеної математичної моделі можуть бути використані для створення програм автоматизації переміщення польовим агрегатом по кривим траєкторіям.

Читати повністю

Публікації

1. Dovzhik M., Kalnaguz A., Sirenko Yu. Curvilinear movement of a four-wheel machine using a satellite navigation system. Scientific Horizons. 2020, (07), рр.126-136. ISSN 2663-2144. https://doi.org/10.33249/2663-2144-2020-92-7-126-135

2. Довжик М.Я., Соларьов О.О., Калнагуз О.М., Таценко О.В. (2019). Спосіб врахування відводу коліс при визначенні траєкторії криволінійного руху трактора. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів, (1-2(35-36), 25-29.. https://doi.org/10.32845/msnau.2019.1-2.5

3. Довжик М.Я., Сіренко Ю.В. & Калнагуз О.М. (2022). Аналіз кінематики руху польових агрегатів зі всіма керованими колесами. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів, 2(48), 14-20. https://doi.org/10.32845/msnau.2022.2.3.

4. Зубко В.М., Сіренко Ю.В., & Калнагуз О.М. (2023). Використання алгоритмів під час моделювання маневрів польовими агрегатами. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів, (3 (53), 32-39. https://doi.org/10.32782/msnau.2023.3.6.

5. Калнагуз О.М., Довжик М.Я., Сіренко Ю.В. Визначення координат центру колової траєкторії грушоподібного розвороту МТА // Збірник тез VІ Всеукраїнської науково-практичної конференції. Перспективи і тенденції розвитку конструкцій та технічного сервісу с.-г. машин і знарядь. (2–3 квітня 2020 року).– Житомир, 2020.–с. 310. (с. 95–98).

6. Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В. Отримання траєкторії повороту експериментальним шляхом. Технічне забезпечення інноваційних технологій в АПК: матеріали І Міжнар. наук.-практ. конференції молодих учених (Мелітополь, 01-26 лютого 2021 р.) / ТДАТУ: ред. кол. В.М. Кюрчев, В.Т. Надикто, [та ін.]. - Мелітополь: ТДАТУ, 2021. - 229 с. (с. 213).

7. Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В. Системи автоматичного керування рухом польових агрегатів. Сучасні проблеми землеробської механіки: матеріали ХXІІ Міжнародної наукової конференції, присвяченої 121-й річниці з дня народження академіка П. М. Василенка, 16-18 жовтня, 2021 р., м. Ніжин/ Міністерство освіти і науки України. – Київ: НУБіП, 2021. – 370 с. (с. 90-94)

8. Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В. Раціональний поворот – один із шляхів підвищення продуктивності роботи МТА. Збірник тез доповідей XІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки» (10-12 листопада 2021 р.), - Кропивницький: ЦНТУ, 2021.- с. 205, (с. 123–124).

9. Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В., Соларьов О.О., Мартинюк А.В., Марченко М.В. Траєкторія криволінійного руху трактора. Технології ХХІ сторіччя: Збірник тез за матеріалами 27-ої міжнародної науково-практичної конференції (24-26 листопада 2021 р.). Ч.1. – Суми-Одеса: СНАУ, 2021 - 235 с. – С. 39-40.

10. Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В., Горовий М.В. Вивчення криволінійного руху агрегату. Технічне забезпечення інноваційних технологій в агропромисловому комплексі: матеріали ІІІ Міжнар. наук.-практ. Інтернет-конференції (Мелітополь, 01-26 листопада 2021 р.) / ТДАТУ: ред.кол. В.М. Кюрчев, В.Т. Надикто [та ін.]. - Мелітополь: ТДАТУ, 2021. - 657 с. (С.351-353).

11. Калнагуз О.М., Довжик М.Я., Соларьов О.О., Сіренко Ю.В. Сучасні системи автоматичного керування агрегатами Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасна інженерія агропромислових і харчових виробництв» (25–26 листопада 2021 року). – Харків: ДБТУ, 2021. – 263 с. (с.123-125).

12. Калнагуз О.М., Довжик М.Я., Сіренко Ю.В. Продуктивність машинних агрегатів. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Сучасна інженерія агропромислових і харчових виробництв» (25–26 листопада 2021 року). – Харків: ДБТУ, 2021. – 263 с. (с.125-128).

13. Калнагуз О.М., Зубко В.М., Довжик М.Я., Баличев Є.В. Огляд теоретичних досліджень криволінійного руху агрегату // Збірник тез доповідей XІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки» (10-12 листопада 2021 р.), – Кропивницький: ЦНТУ, 2021.- с. 205, (с. 40–42).

14. Калнагуз О.М., Семерня О.В., Сіренко Ю.В. Дослідження руху криволінійного руху машинно-тракторного агрегату // Збірник тез доповідей XХІІІ Міжнародної наукової конференції "Сучасні проблеми землеробської механіки" (16–18 жовтня 2022 року). МОН України, НУБіП України, Житомирський агротехнічний фаховий коледж. Київ. Житомир. 2022. 289 с. (c. 24-27).

15. Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В., Горовий М.В., Семерня О.В., Сілюченко В.М. Дослідження кінематики машино-тракторних агрегатів // Збірник тез доповідей Міжнародної. наук.-практ. конференції (Запоріжжя, 01-25 листопада 2022 р.) / ТДАТУ: ред. кол. С. В. Кюрчев, В. М. Кюрчев, В. Т. Надикто, О. Г. Скляр [та ін.]. – Запоріжжя: ТДАТУ, 2022. 239 с. (c. 56-59).

16. Калнагуз О.М., Сілюченко В.М. Поворот енергетичного засобу та способи його виконання // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Автомобільний транспорт в аграрному секторі: проектування, дизайн та технологічна експлуатація». – (1-2 грудня 2022 року) Харків: ДБТУ, 2022. – 189 с. (c. 159-160).

17. Калнагуз О.М., Довжик М.Я. Дослідження та удосконалення енергетичних засобів. Збірник праць учасників міжнародної науково-практичної конференції «100-річчя Поліського національного університету: здобутки, реалії, перспективи». – (1 листопада 2022 р.) Житомир: Поліський національний університет, 2022. 680 с. (с. 671-674).

18. Калнагуз О.М. Траєкторія руху агрегату по полю/ Калнагуз О.М., Сіренко Ю.В. // Збірник тез доповідей XХІV Міжнародної наукової конференції "Сучасні проблеми землеробської механіки" (17–19 жовтня 2023 року). МОН України, Національний університет біоресурсів і природокористування України. Київ. 2023. 450 с (c. 315-317).

19. Калнагуз О.М. Кінематика руху складного агрегату / О.М. Калнагуз, Ю.В. Сіренко // Збірник тез ІX Міжнародної науково-практичної конференції.«Перспективи і тенденції розвитку конструкцій та технічного сервісу с.-г. машин і знарядь». (5 квітня 2023 року).– Житомир, 2023. 336 с. (С.73-74).

20. Калнагуз О.М. Рух енергетичного засобу по полю та способи його повороту/ О.М. Калнагуз // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Експлуатаційна та сервісна інженерія» «AutoTRAK-2023» . (4-5 травня 2023 року).– Київ: НУБіП України, 2023. – 193 с. (С.30-32).

21. Калнагуз О.М. Супутникові технології у сільському господарстві / Груць О.А., Сіренко Ю.В., Горовий М.В., Калнагуз О.М.// Матеріали Міжнародної наукової конференції "Сучасні проблеми землеробської механіки" (17–19 жовтня 2024 року) / МОН України, НУБіП України. Київ. 2024. 527с. – (с. 220–223).

22. Калнагуз О.М. Системи авторозвороту / Пилипенко І.І., Сіренко Ю.В., Горовий М.В., Калнагуз О.М. // Матеріали Міжнародної наукової конференції "Сучасні проблеми землеробської механіки" (17–19 жовтня 2024 року) / МОН України, НУБіП України. Київ. 2024. 527с. – (с. 230–233).

23. Калнагуз О.М. Аналіз систем розумного землеробства / Харченко Ф.М., Калнагуз О.М., Пилипенко І.І. // Матеріали Міжнародної наукової конференції "Сучасні проблеми землеробської механіки" (17–19 жовтня 2024 року) / МОН України, НУБіП України. Київ. 2024. 527с. – (с. 233–236).

Читати повністю

Схожі дисертації

0525U000221

Яропуд Віталій Миколайович

Механіко-технологічні основи процесів забезпечення мікроклімату свинарських приміщень

0525U000081

Паньків Марія Романівна

Механіко-технологічне моделювання процесів роботи комбінованих очисних систем коренезбиральних машин

0424U000319

Никифоров Антон Олексійович

Обґрунтування конструктивно-режимних параметрів віброфрикційного сепаратора дрібнонасіннєвих матеріалів

0424U000302

Вітрух Петро Ігорович

Обґрунтування параметрів та режимів роботи транспортно-технологічної машини для внесення твердих мінеральних добрив

0524U000070

Бредихін Вадим Вікторович

Наукові основи процесів вібропневматичного розділення насіннєвих матеріалів за густиною насіння