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.