Tractors and Agricultural MachineryTractors and Agricultural MachineryТракторы и сельхозмашины0321-44432782-425XEco-Vector67730210.17816/0321-4443-677302Theory, designing, testingТеория, конструирование, испытанияStudy of the influence of the track assembly design features on the vibration loads of an agricultural tractorИсследование влияния конструктивных особенностей модулей полугусеничного хода на вибронагруженность сельскохозяйственного трактораhttps://orcid.org/0000-0001-7027-91649645-5996SarachEvgeniyСарачЕвгений Борисович
Russian Federation

PhD, Professor

д.т.н., доцент

sarach@bmstu.ruhttps://orcid.org/0009-0005-2766-69668967-3926PadalkinBorisПадалкинБорис Васильевич

PhD, Professor

д.т.н., доцент

padalkin@bmstu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2131-27382005-7528KositsynBorisКосицынБорис Борисович

PhD, Professor

д.т.н., доцент

kositsyn_b@bmstu.ruhttps://orcid.org/0009-0003-7476-27372565-9328KomissarovAleksandrКомиссаровАлександр Игоревич

PhD

к.т.н

komissarov@bmstu.ruhttps://orcid.org/0009-0005-7787-23549437-8400DiakovAlekseyДьяковАлексей Сергеевич

PhD, Professor

д.т.н

diakov_as@bmstu.ruBauman Moscow State Technical UniversityМГТУ им. Н.Э. Баумана160320269321803202517122025Copyright ©; , Eco-VectorCopyright ©; , Эко-ВекторEco-VectorЭко-Векторhttps://eco-vector.com/for_authors.php#07https://journals.eco-vector.com/0321-4443/article/view/677302

Background. Heavy agricultural wheeled machinery (tractors and combines) exerts significant impact on the soil cover. This happens due to a high average and peak ground pressure on the soil under the elements of the wheels. Significant pressure on the soil can have negative consequences for soil fertility or lead to loss of the vehicle mobility on low-bearing-capacity soils. In recent years, a method for reducing soil pressure from wheeled tractors and harvesters by application of track modules, the so-called delta tracks, which are installed in place of wheels on tractors and combines with minor modifications/refitting of agricultural vehicles has gained widespread use. The analysis of the designs of track modules in foreign agricultural machinery has shown that their suspension systems can vary from the complete absence of suspension – a rigid suspension system, to suspensions for all track rollers. A simplified suspension system of agricultural vehicles cannot provide sufficient reduction of the vibration loads on the vehicle elements and on the operator or driver seat. This deteriorates such an important consumer property as comfort. Therefore, reducing the vibration load on agricultural machinery during technological operations is a crucial task.

Aims. The aim of this work is to study the impact of design features of suspension systems in track modules on the vibration load at the operator's seat of a sixth drawbar category agricultural tractor.

Methods. This research was performed with the use of the simulation mathematical model of tractor movement over road irregularities, developed in a multi-body system dynamic analysis software.

Results. A comparison of different module options has shown that the simplified suspension system in the form of rubber buffers, unlike modules with pneumohydraulic suspension of the support rollers, does not allow meeting vibration load standards without the use of secondary suspension for the cab or operator's seat.

Сельскохозяйственная колесная техника большой массы (трактора и комбайны) оказывает существенное воздействие на почвенный покров. Это проявляется из-за значительного среднего и пикового давления на грунт под элементами колесного движителя. Высокое давление на грунт может иметь негативные последствия для плодородности земли или приводить к потере подвижности машин на грунтах с низкой несущей способностью. В последние годы находит широкое применение способ снижения давления на почву колесных тракторов и комбайнов – использование гусеничных модулей, так называемых дельта-траков, которые устанавливаются вместо колес на трактора и комбайны с незначительной доработкой/дооснащением сельскохозяйственной техники.

Анализ конструкций гусеничных модулей зарубежной сельскохозяйственной техники показывает, что их система подрессоривания имеет большое разнообразие: от ее полного отсутствия – жесткой подвески, до полноценного подрессоривания всех опорных катков. Упрощенная система подрессоривания сельскохозяйственной техники недостаточно снижает уровень вибраций, передаваемый на элементы конструкции, а также и на рабочее место оператора или водителя. Это ухудшает такое важное потребительское свойство, как комфорт. В связи с этим снижение вибронагруженности сельскохозяйственной техники при выполнении ею технологических операций является актуальной задачей.

Целью данной работы является исследование влияния конструктивных особенностей систем подрессоривания гусеничных модулей на вибронагруженность рабочего места оператора сельскохозяйственного трактора шестого тягового класса.

Исследование в данной работе проводилось с использованием имитационной математической модели движения трактора по неровностям дороги, разработанной в программном комплексе автоматизированного анализа динамики систем тел. Сравнение различных вариантов модулей показали, что упрощенная система подрессоривания в виде резиновых буферов, в отличии от модулей с пневмогидравлической подвеской опорных катков, не позволяют выполнять нормы по вибронагруженности без применения вторичного подрессоривания кабины или сиденья оператора.

agricultural tractor, track assembly, half-track module, delta-track, vibrational loads, suspension systemСельскохозяйственный трактор, гусеничный модуль, полугусеничный ход, дельта-трак, вибронагруженность, система подрессориванияООО «КЗ»Ростсельмаш»Договору №2024001303 от 21.02.2024 г.[1] Pogorelov DY. Vvedenie v modelirovanie dinamiki sistem tel: Ucheb. posobie. Bryansk: BGTU; 1997. (In Russ).1. Погорелов Д. Ю. Введение в моделирование динамики систем тел: Учеб. пособие. – Брянск: БГТУ, 1997.[2] Boykov VG, Yudakov AA. Modelirovanie dinamiki sistemy tverdykh i uprugikh tel v programmnom komplekse EULER. Informatsionnye tekhnologii i vychislitel'nye sistemy. 2001;(1):42-52. (In Russ).2. Бойков В.Г., Юдаков А.А. Моделирование динамики системы твердых и упругих тел в программном комплексе EULER. Информационные технологии и вычислительные системы, 2001, №1 С. 42 – 52.[3] Gorobtsov AS, Kartskov SK, Pletnyov AE, Polyakov YA. Komp'yuternye metody postroeniya i issledovaniya matematicheskikh modelei dinamiki konstruktsii avtomobilei: Monografiya. Moscow: Mashinostroenie; 2011. (In Russ).3. Горобцов А.С., Карцов С.К., Плетнёв А.Е., Поляков Ю.А. Компьютерные методы построения и исследования математических моделей динамики конструкций автомобилей: Монография. – М.: Машиностроение, 2011.[4] EULER. Home page. [cited 2024 Jul 30]. Available from: http://www.euler.ru.4. ЭЙЛЕР. Программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.euler.ru. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 06.12.2016).[5] Universal mechanism. Home page. [cited 2024 Jul 30]. Available from: https://universalmechanism.com/en/pages/index.php?id=1.5. Универсальный механизм. Моделирование динамики механических систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.umlab.ru. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 06.12.2016).[6] FRUND. Home page. [cited 2024 Jul 30]. Available from: http://frund.vstu.ru.6. ФРУНД [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://frund.vstu.ru. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 10.01.2017).[7] Adams. The Multibody Dynamics Simulation Solution [cited 2024 Jul 30]. Available from: https://hexagon.com/products/product-groups/computer-aided-engineering-software/adams.7. Adams. The Multibody Dynamics Simulation Solution [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.mscsoftware.com/product/adams. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 06.12.2016).[8] LMS Virtual.Lab Motion [cited 2021 Jul 30]. Available from: https://www.plm.automation.siemens.com/ru/products/lms/virtual-lab/motion/.8. LMS Virtual.Lab Motion [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.plm.automation.siemens.com/ru/products/lms/virtual-lab/motion/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 06.12.2016).[9] Altair MotionSolve™ Overview [cited 2017 Jul 30]. Available from: http://www.altairhyperworks.com/product/motionsolve.9. Altair MotionSolve™ Overview [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.altairhyperworks.com/product/motionsolve. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 10.01.2017).[10] GOST 31323 – 2006 Opredelenie parametrov vibratsionnoi kharakteristiki samokhodnykh mashin. Traktory sel'skokhozyaistvennye kolesnye i mashiny dlya polevykh rabot. Moscow: Standartinform; 2008. 20 p. (In Russ).10. ГОСТ 31323 – 2006 Определение параметров вибрационной характеристики самоходных машин. Тракторы сельскохозяйственные колесные и машины для полевых работ. – М.: Стандартинформ, 2008. – 20 с.[11] Kotiev GO, Sarach EB. Kompleksnoe podressorivanie vysokopodvizhnykh dvukhzvlennykh gusenichnykh mashin. Moscow: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana; 2010. 184 p. (In Russ).11. Котиев Г.О., Сарач Е.Б. Комплексное подрессоривание высокоподвижных двухзвенных гусеничных машин. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. – 184с.[12] GOST 12.1.012-90 Vibratsionnaya bezopasnost'. Obshchie trebovaniya. (In Russ).12. ГОСТ 12.1.012-90 Вибрационная безопасность. Общие требования.