PHÂN TÍCH MỘT SỐ TÍNH CHẤT HOẠT ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY KÉO TRUYỀN LỰC VÔ CẤP PHÂN TẦNG
4.1.Lựa chọn máy nông nghiệp đi kèm
Trong sản xuất nông nghiệp máy kéo nhỏ thƣờng liên hợp với máy nông nghiệp để thực hiện các q trình cơng nghệ. Với mục đích nghiên cứu của luận án chỉ quan tâm tới tính chất tải trọng đƣợc tạo ra từ máy nông nghiệp để tiến hành mô phỏng và phân tích tính chất hoạt động và điều khiển của máy kéo truyền lực vô cấp phân tầng.
Tải trọng MNN gây ra rất đa dạng nhƣng có thể quy về hai dạng lực cản và mô men cản. Tùy theo đối tƣợng tác động và kết cấu của MNN mà tải trọng có thể là lực cản hoặc mô men cản hoặc kết hợp cả hai dạng. Do tính chất của hoạt động nơng nghiệp nên sự thay đổi của tải trọng trong quá trình làm việc là một quá trình thay đổi ngẫu nhiên.
Liên hợp máy kéo nhỏ trong sản xuất nông nghiệp đƣợc sử dụng chủ yếu trong khâu làm đất nhƣ: cày, bừa, phay hoặc kết hợp giữa phay và bừa.
+ Máy bừa đƣợc sử dụng làm nhỏ đất, có cấu tạo là bàn răng. Do đƣợc kéo ở phía sau máy kéo nên tải trọng chủ yếu là lực cản và sự biến thiên của tải không lớn.
+ Máy phay gồm nhiều lƣỡi phay gắn trên trục tròn và đƣợc dẫn động thông qua bộ truyền động xích hoặc đai. Tải trọng của máy phay là mô men cản, tải trọng không ảnh hƣởng đến khả năng kéo bám của máy kéo.
+ Máy cày có cấu dạng lƣỡi trụ (cày trụ) hoặc dạng đĩa cong (cày chảo) đƣợc bố trí một hay nhiều thân. Cày có tác dụng xé và làm tơi đất, là dạng liên hợp phổ biến nhất với máy kéo nhỏ. Tải trọng của máy cày chủ yếu là lực cản, do tính chất đa dạng của đất canh tác (sự không bằng phẳng của đồng ruộng, tính chất cơ lý không đồng nhất của đất, độ ẩm thay đổi..) nên lực cản cày là hàm ngẫu nhiên và có sự biến động lớn. Xuất phát từ mục đích nghiên cứu tính chất điều khiển và truyền động vô cấp nên trong mơ hình mơ phỏng máy kéo nhỏ truyền lực vô cấp phân tầng lựa chọn máy cày là máy nông nghiệp đi kèm.
Nhiều cơng trình nghiên cứu đều cho rằng quá trình lực cản cày có thể xem nhƣ quá trình ngẫu nhiên dừng và ergodic (Турбин, 1963; Луръе, 1977..). Tính chất của q trình này đƣợc đặc trƣng bởi giá trị trung bình và tính chất biến động của lực cản.
Giá trị trung bình của lực cản cày có thể đƣợc xác định bằng thực nghiệm hoặc đƣợc tính tốn theo cơng thức thực nghiệm và chỉ có ý nghĩa để ƣớc lƣợng tải trọng tĩnh hoặc xác định sơ bộ vùng tải trọng làm việc của LHM. Lực cản cày phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ kết cấu cày, tính chất cơ lý của đất và chế độ làm việc. Lực cản cày có thể xác định theo cơng thức 4.1(Горячкин, 1936).
Fc f.Gk.a.b.a.b.v2 (4.1) Trong đó: f - hệ số ma sát giữa bộ phận làm việc và đất; G - Trọng lƣợng của cày; k - hệ số cản do biến dạng và phá vỡ thỏi đất; a, b - kích thƣớc thỏi đất; ε - hệ số lực cản do làm di chuyển và lật đất; v - vận tốc chuyển động của cày.
Việc xác định các hệ số k, f, ε là rất phức tạp, do đó cơng thức này chủ yếu đƣợc sử dụng để phân tích định tính. Trên cơ sở cơng thức 4.1 đƣa ra công thức đơn giản hơn (Шучкин , 1952).
Fc f.Gm.H.a.b (4.2) Trong đó: m là hệ số; H- độ chặt của đất Trong đó: m là hệ số; H- độ chặt của đất
Ngồi ra, để phân tích một cách định tính một số tác giả đƣa ra các công thức xác định lực cản cày dựa trên phân tích tam hợp, nhƣng cũng không xác định đƣợc định lƣợng vì thiếu chính xác và q phức tạp. Do vậy trong thực tế thƣờng xác định lực cản cày theo phƣơng pháp thực nghiệm.
Đã có nhiều tác giả nghiên cứu thực nghiệm lực cản cày, trong mơ hình mơ phỏng nhằm phân tích đánh giá tính chất truyền động và điều khiển truyền lực vô cấp phân tầng trên máy kéo nhỏ sử dụng kết quả thực nghiệm của tác giả Đặng Tiến Hòa (1999), thể hiện trên các hình 3.38 và 3.39 (chƣơng 3).