Способ определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия

Изобретение относится к области устройств для орошения сельскохозяйственных культур. Способ состоит в определении радиуса окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры, в определении колесной базы тележки, которая равна расстоянию между центрами двух опорных колес рассматриваемой тележки. Затем определяют оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости по формуле: , где – радиус окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры, м; – колесная база самоходной тележки, м. Обеспечивается повышение точности нахождения величины данного угла, а также исключается необходимость производить графические построения. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение может быть применено в многоопорных дождевальных машинах кругового действия, служащих для орошения сельскохозяйственных культур.

Дождевальные машины кругового действия представляют собой шарнирно соединенные пролеты, перемещаемые с помощью самоходных тележек вокруг неподвижной опоры. Каждая тележка оснащена двумя опорными колесами с шинами высокой проходимости.

Протектор шин обеспечивает курсовую устойчивость при движении колес по прямой. Однако в дождевальных машинах кругового действия траекторией движения тележки является окружность, таким образом, колеса тележки постоянно уводятся в сторону от прямолинейного движения, в результате чего возникают продольные силы, воздействующие на конструктивные элементы пролета. И чем ближе пролет расположен к неподвижной опоре, тем в большей степени проявляются данные силы. С целью минимизации продольных сил, возникающих в процессе движения тележки, ее колеса разворачивают в горизонтальной плоскости. Определение оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости является актуальной задачей.

Известны рекомендации по развороту колес тележек в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия «Кубань-ЛК1» (см. «Машина дождевальная электрифицированная круговая "КУБАНЬ-ЛК1". Руководство по эксплуатации. Часть 2.». – 1991. Лист 142 «Регулировка разворота и наклона колес», рис. 26). Согласно данному методу необходимый угол разворота колес в горизонтальной плоскости достигается при определенной разнице между положением крайних точек внешнего торца колеса в зависимости от порядкового номера тележки, при этом отсчет тележек ведется от неподвижной опоры, а указанная разница задается в миллиметрах.

В соответствии с данными рекомендациями разворот колес в горизонтальной плоскости выполнен за счет того, что внешний край колеса, обращенный в сторону середины тележки, выдвинут вперед по отношению к противоположному краю на величину А, которая задается в миллиметрах в зависимости от порядкового номера тележки. Для первой тележки А = 20-25 мм, для второй тележки А = 10-15 мм, а для последующих А = 0-6 мм.

Однако рассмотренный метод не учитывает, что дождевальные машины могут оснащаться колесами различных диаметров. И использование данных рекомендаций для колес другого диаметра приведет к изменению угла их разворота, чего не должно происходить. Помимо этого в данном способе не предоставлены графические или аналитические методы по определению величины А, от значений которой зависит угол разворот колес тележки в горизонтальной плоскости. Также рассмотренные рекомендации не применимы для дождевальных машин кругового действия с другими размерными характеристиками пролетов и самоходных тележек. Кроме того, в составе дождевальной машины «Кубань-ЛК1» второй пролет машины может иметь длину как 38,5 м, так и 48,7 м, следовательно, вторая тележка может находиться на разном удалении от неподвижной опоры и соответственно оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для этих двух случаев должен быть разный.

При этом оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости достигается при условии, когда колеса располагаются по касательной к окружности, являющейся траекторией движения тележки. Ниже рассмотрен графический способ определения данного угла.

В качестве прототипа выбран способ графического определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости (Патент США №3999569, МПК B05B 3/00, «IRRIGATION SPRINKLING APPARATUS WITH ADJUSTABLE GROUND CONTACTING ELEMENTS», опубл. 1976.12.28, FIG. 1), включающий предварительное определение радиуса окружности, являющейся траекторией движения тележки, после чего выполняют построение данной окружности на плоскости, причем центр указанной окружности совпадает с центром неподвижной опоры, далее изображают трубопровод машины, исходящий из центра неподвижной опоры и расположенный по горизонтальной линии, затем перпендикулярно трубопроводу изображают продольную ось тележки, а через центр ее колеса проводят касательную к окружности, являющейся траекторией движения тележки, после чего производят измерение искомого угла, заключенного между касательной к окружности и продольной осью тележки.

Недостатком графического способа является невысокая точность, возникающая из-за погрешностей при построении и измерении искомого выше угла. Пролеты дождевальных машин могут иметь длину 60 метров и более, поэтому все построения производятся в масштабе, что увеличивает вероятность возникновения погрешностей. Кроме того, графические построения необходимо выполнять для каждой отдельной тележки, что требует значительных затрат времени.

Наиболее целесообразно определять обозначенный выше угол с помощью аналитического выражения.

Следует отметить, что оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости зависит не только от дальности расположения тележки от центра неподвижной опоры, но и от колесной базы тележки, которая равна расстоянию между центрами двух опорных колес тележки.

Однако в рассмотренном выше графическом способе не показана колесная база тележки и ее геометрическая связь с оптимальным углом разворота колес тележки в горизонтальной плоскости. Таким образом, графическая схема, полученная при реализации рассмотренного выше способа, не позволяет вывести уравнение для определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости.

Необходимо отметить, что многими производителями дождевальных машин (Reinke, Lindsay, Bauer) для различных условий работы выпускаются пролеты разной длины, с разным клиренсом фермы и с разной колесной базой тележки. При этом, чем выше располагается ферма над поверхностью участка, тем больше колесная база ее тележки. А наибольшую колесную базу у тележек имеют пролеты модели «Supergator», производимые фирмой Reinke и имеющие клиренс фермы 6,1 м. Кроме того, в определенных случаях, даже в составе одной машины могут использоваться пролеты, оснащенные тележками с разной колесной базой.

Задачей изобретения является повышение точности определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия, за счет определения данного угла с помощью аналитического выражения, что также позволит исключить необходимость выполнять графические построения для достижения той же цели.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия, включающем определение радиуса окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения простоты нахождения величины указанного угла, предварительно определяют колесную базу тележки, которая равна расстоянию между центрами двух опорных колес рассматриваемой тележки, после чего определяют оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости по формуле:

,

где – радиус окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры, м;

– колесная база самоходной тележки, м.

Способ определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия поясняется чертежами.

На фиг. 1 – представлена схема для определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости, где:

O – точка, являющаяся центром неподвижной опоры, вокруг которой перемещается тележка;

А – точка, представляющая центр первого колеса самоходной тележки;

В – точка, представляющая центр второго колеса самоходной тележки;

– радиус окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры;

– колесная база самоходной тележки;

– угол при основании равнобедренного треугольника ΔОАВ;

– оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости.

На фиг. 2 – изображена дождевальная машина кругового действия в аксонометрической проекции.

На фиг. 3 – то же, вид сверху, где:

– радиус траектории движения первой тележки;

– радиус траектории движения второй тележки;

– радиус траектории движения третей тележки;

– радиус траектории движения i-ой тележки;

– длина первого пролета;

– длина второго пролета;

– длина первого пролета;

– длина i-го пролета.

На фиг. 4 – показан разворот колес тележки в горизонтальной плоскости, где:

– радиус траектории движения тележки;

– колесная база самоходной тележки;

– оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости.

Для вывода уравнения по определению оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости использована схема, показывающая геометрическую связь данного угла с колесной базой тележки и траекторией ее движения (фиг. 1).

Дождевальная машина кругового действия (фиг. 2) представляет собой последовательно шарнирно соединенные пролеты 1, которые с помощью самоходных тележек 2 перемещаются вокруг неподвижной опоры 3. Траекториями движения тележек 2 являются концентрические окружности (фиг. 3). Для минимизации продольных сил, возникающих в процессе движения тележек 2 вокруг неподвижной опоры 3 и воздействующих на конструктивные элементы пролетов 1, колеса 4 тележек 2 разворачивают в горизонтальной плоскости (фиг. 4). При этом оптимальный угол разворота колес 4 тележки 2 в горизонтальной плоскости достигается в случае, когда колеса 4 расположены по касательной к траектории движения тележки 2.

Радиус окружности, являющейся траекторией движения тележки, можно определить как сумму длин пролетов, находящихся между рассматриваемой тележкой и неподвижной опорой:

, (1)

где – число пролетов между тележкой и неподвижной опорой;

– порядковый номер пролета;

– длина i-го пролета, м.

При этом из схемы, представленной на фиг.1., следует равенство:

, (2)

где - оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости;

– угол при основании равнобедренного треугольника ΔОАВ.

Косинус угла при основании равнобедренного треугольника ΔОАВ можно определить по формуле:

, (3)

где – колесная база самоходной тележки, равная расстоянию между центрами двух опорных колес тележки , м;

– радиус окружности, являющейся траекторией движения тележки, м.

Из формулы (3) следует:

. (4)

Подставив выражение (4) в равенство (2) получим формулу для определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости:

. (5)

Способ определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия осуществляется следующим образом.

Используя формулу (1) рассчитывают радиус траектории движения тележки , затем определяют колесную базу тележки, которая равна расстоянию между центрами двух опорных колес тележки (фиг. 1), после чего по формуле (5) рассчитывают искомое значение оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости.

Пример реализации способа.

Для дождевальной машины кругового действия «КАСКАД», состоящей из четырех пролетов, необходимо определить оптимальные углы разворота колес тележек в горизонтальной плоскости, при этом первые три пролета машины имеют длину 65,25 м, а длина последнего пролета составляет 59,5 м.

Расчет производился для стандартной = 3,715 м и расширенной = 4,12 м колесной базы тележки. Нумерация тележек велась от неподвижной опоры. Для каждой тележки определялся радиус траектории ее движения по формуле (1), затем рассчитывался оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости по формуле (5). Результаты расчетов приведены в таблице.

Предлагаемый способ определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости позволяет повысить точность нахождения величины данного угла, а также исключает необходимость производить графические построения, что упрощает реализацию способа.

Таблица

Порядковый номер
тележки
Радиус траектории
движения тележки , м
Оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости , º
колесная база тележки
стандартная = 3,715 м расширенная = 4,12 м
1 65,25 1,6313 1,8092
2 130,5 0,8156 0,9045
3 195,75 0,5437 0,6030
4 255,25 0,4170 0,4624

Способ определения оптимального угла разворота колес тележки в горизонтальной плоскости для дождевальной машины кругового действия, включающий определение радиуса окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры, отличающийся тем, что с целью повышения точности и обеспечения простоты нахождения величины указанного угла, предварительно определяют колесную базу тележки, которая равна расстоянию между центрами двух опорных колес рассматриваемой тележки, после чего определяют оптимальный угол разворота колес тележки в горизонтальной плоскости по формуле:

,

где – радиус окружности, являющейся траекторией движения самоходной тележки вокруг неподвижной опоры, м;

– колесная база самоходной тележки, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области оросительных устройств. Насадка содержит корпус, включающий нижнюю часть с наружной резьбой для ввинчивания его в патрубок водопроводящего пояса дождевальной машины, продольный проходной канал диаметром d1=4…8 мм и длиной l1=(3…4)⋅d1, радиальные отверстия диаметром d2=0,2⋅d1, выполненные на расстоянии l2=(0,5…1,0)⋅d1 от острой кромки входного отверстия продольного проходного канала, и верхнюю часть с дефлектором, выполненным заодно с корпусом.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Машина для дифференцированного внесения пестицидов, жидких минеральных удобрений и агрохимикатов содержит: энергетическое средство (1), кабину управления (3), блок контроля и управления работой (4) машины, приемник навигационных сигналов (5), бортовой компьютер (6), гидрорезервуар (7) с автономными отсеками (8-14) для воды, жидких компонентов минеральных удобрений и пестицидов, фронтальное навесное устройство (15) с блоком гидравлического приводного устройства (16) с силовыми гидроцилиндрами (17) и монтажную платформу (18) для навесного оборудования, манипулятор (19), рабочие органы (20-22) манипулятора с телескопическими многосекционными штангами с форсунками, воздушные рукава (23, 25) с распылителями, блок (26) системы внесения удобрений и рабочей жидкости пестицидов, блок (27) подачи потока воздуха, блок (28) дозирования удобрений, приготовления и дозирования рабочей жидкости пестицидов, блок (29) подачи компонентов пестицидов и удобрений.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для автоматизированного орошения сельскохозяйственных культур с помощью электрифицированных дождевальных машин кругового действия. Роботизированный оросительный комплекс содержит трубопровод закрытой оросительной сети (6) с управляемой электрической задвижкой и электрифицированную дождевальную машину (1) кругового действия, содержащую неподвижную опору (4), шарнирно сочлененные друг с другом пролеты, представляющие собой шпренгельную ферму (21) с водопроводящим трубопроводом (2), один конец которой размещен на самоходной тележке (22) с электроприводом, солнечные батареи (26), инвертор, аккумуляторные батареи, дождевальные насадки (3).

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может применяться в интенсивной технологии возделывания зернобобовых культур в условиях орошения. Способ включает посев и допосевное внесение органического удобрения сапропеля – 30 т/га и полупревшего навоза – 30 т/га.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Агрегат для аэрозольной обработки пропашных культур содержит установленные на нем резервуар (1), насос (3), трубопроводы (12) и распылители для подвода жидкостных препаратов во внутреннее пространство тоннельных укрытий (7) над рядами растений.

Изобретение относится к муфтам. Механическая муфта дождевальной машины барабанного типа содержит выходной вал (1) понижающей передачи, втулку (3) с наружными шлицами, фланец (4) с внутренними шлицами, подшипник (5), выходной фланец (6), стопорное кольцо (9), устройство (10) в виде рычага переключения и раму (11) машины.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Петлеобразователь содержит барабан петлеобразователя с горизонтальной осью вращения, раму, опорные колеса, привод вращения барабана и опорно-направляющий ролик.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Дождевальная установка содержит опорное основание, три дождевальных крыла (11) с углом 120° между ними с концевыми насадками (13) направленного действия и установленными на оси, эксцентрично расположенной относительно центральной оси, которая соединена с центральной осью трубопровода (9) посредством ременной передачи (14) со шкивами (15), обеспечивающая траекторию концевых насадок, приближенную к прямоугольной.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Шпренгель фермы дождевальной машины, оцинкованный методом горячего цинкования, содержит стержень (1) круглого сечения, по концам которого приварены выполненные в виде пластин проушины (2) с монтажным отверстием (3).

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Дождевальная машина содержит последовательно соединенные с помощью шарниров карданного типа секции машины, состоящие из размещенной на самоходной тележке (4) шпренгельной фермы (3).

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к дождевальной технике. Дождевальная установка содержит опорное основание, дождевальные крылья (24) с концевыми насадками направленного действия, из которых три крыла с углом 120° между ними, установленные в переходной узел, эксцентрично расположенный относительно центральной оси установки, и узел вращения (6). В корпус переходного узла вмонтировано четвертое крыло малого радиуса орошения (19), создающее дополнительную реактивную силу и повышающее равномерность распределения осадков в центральной зоне. Обеспечивается повышение равномерности распределения искусственного дождя при позиционном поливе и снижение энергозатрат на дождевание. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх