KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PROJEKTOWANIA PARAMETRÓW AKTYWNEJ MASZYNY UPRAWOWEJ. CZĘŚĆ I - KINEMATYKA



Podobne dokumenty
KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PROJEKTOWANIA PARAMETRÓW AKTYWNEJ MASZYNY UPRAWOWEJ. CZĘŚĆ II GEOMETRIA NOŻA

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 2014 Seria: TRANSPORT z. 82 Nr kol. 1903

DOBÓR ŚRODKÓW TRANSPORTOWYCH DLA GOSPODARSTWA PRZY POMOCY PROGRAMU AGREGAT - 2

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

Politechnika Warszawska Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Instytut Podstaw Budowy Maszyn Zakład Mechaniki

TEORETYCZNY MODEL PANEWKI POPRZECZNEGO ŁOśYSKA ŚLIZGOWEGO. CZĘŚĆ 3. WPŁYW ZUśYCIA PANEWKI NA ROZKŁAD CIŚNIENIA I GRUBOŚĆ FILMU OLEJOWEGO

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

7. OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW SKRAWANIA. 7.1 Cel ćwiczenia. 7.2 Wprowadzenie

WPŁYW TECHNICZNEGO UZBROJENIA PROCESU PRACY NA NADWYŻKĘ BEZPOŚREDNIĄ W GOSPODARSTWACH RODZINNYCH

Podstawy fizyki sezon 1 V. Ruch obrotowy 1 (!)

Informatyka I Lab 06, r.a. 2011/2012 prow. Sławomir Czarnecki. Zadania na laboratorium nr. 6

RÓWNANIE DYNAMICZNE RUCHU KULISTEGO CIAŁA SZTYWNEGO W UKŁADZIE PARASOLA

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

APLIKACJA NAPISANA W ŚRODOWISKU LABVIEW SŁUŻĄCA DO WYZNACZANIA WSPÓŁCZYNNIKA UZWOJENIA MASZYNY INDUKCYJNEJ

Analiza mechanizmu korbowo-suwakowego

Siew: agregat uprawowy i siewnik czy kombinacja uprawowosiewna?

SYMULACYJNE BADANIE SKUTECZNOŚCI AMUNICJI ODŁAMKOWEJ

PAiTM - zima 2014/2015

MODEL MANIPULATORA O STRUKTURZE SZEREGOWEJ W PROGRAMACH CATIA I MATLAB MODEL OF SERIAL MANIPULATOR IN CATIA AND MATLAB

Ćwiczenie: "Ruch po okręgu"

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

ANALIZA OBCIĄŻEŃ JEDNOSTEK NAPĘDOWYCH DLA PRZESTRZENNYCH RUCHÓW AGROROBOTA

PRZESTRZENNY MODEL PRZENOŚNIKA TAŚMOWEGO MASY FORMIERSKIEJ

OPTYMALIZACJA STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PIECZARKARNI

MECHANIKA 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Analiza kinematyki jednotarczowych docierarek laboratoryjnych

WIELOKRYTERIALNY DOBÓR ROZTRZĄSACZY OBORNIKA

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

PL B1. INSTYTUT TECHNOLOGICZNO- -PRZYRODNICZY, Falenty, PL BUP 15/ WUP 05/11. STANISŁAW PTASZYŃSKI, Warszawa, PL

CHARAKTERYSTYKA I ZASTOSOWANIA ALGORYTMÓW OPTYMALIZACJI ROZMYTEJ. E. ZIÓŁKOWSKI 1 Wydział Odlewnictwa AGH, ul. Reymonta 23, Kraków

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE CHEMICZNEJ OCHRONY ROŚLIN PRZY POMOCY PROGRAMU HERBICYD-2

Inżynieria Rolnicza 5(93)/2007

WPŁYW USTALENIA I MOCOWANIA KORPUSÓW PRZEKŁADNI TECHNOLOGICZNIE PODOBNYCH NA KSZTAŁT OTWORÓW POD ŁOŻYSKA

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

Ćwiczenie 1b. Silnik prądu stałego jako element wykonawczy Modelowanie i symulacja napędu CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

MECHANIKA OGÓLNA (II)

METODY OBLICZENIOWE. Projekt nr 3.4. Dariusz Ostrowski, Wojciech Muła 2FD/L03

Laboratorium Programowanie Obrabiarek CNC. Nr H7

MODELOWANIE PARAMETRÓW PROCESU ENERGOOSZCZĘDNEJ PRODUKCJI ELEMENTÓW KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH METALOWYCH

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

POLOWO - OBWODOWY MODEL BEZSZCZOTKOWEJ WZBUDNICY GENERATORA SYNCHRONICZNEGO

TEORIA MASZYN MECHANIZMÓW ĆWICZENIA LABORATORYJNE Badanie struktury modeli mechanizmów w laboratorium.

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

MECHANIKA 2 RUCH POSTĘPOWY I OBROTOWY CIAŁA SZTYWNEGO. Wykład Nr 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Politechnika Śląska. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Mechaniczny Technologiczny

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

Równa Równ n a i n e i ru r ch u u ch u po tor t ze (równanie drogi) Prędkoś ędkoś w ru r ch u u ch pros pr t os ol t i ol n i io i wym

Opis ruchu obrotowego

Ćwiczenie: "Silnik indukcyjny"

MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

ANALIZA KINEMATYCZNA PALCÓW RĘKI

SPOSOBY POMIARU KĄTÓW W PROGRAMIE AutoCAD

The development of the technological process in an integrated computer system CAD / CAM (SerfCAM and MTS) with emphasis on their use and purpose.

Inżynieria Rolnicza 7(105)/2008

TECHNICZNE UZBROJENIE PROCESU PRACY W RÓŻNYCH TYPACH GOSPODARSTW ROLNICZYCH

Pojęcie funkcji. Funkcja liniowa

DIGITALIZACJA GEOMETRII WKŁADEK OSTRZOWYCH NA POTRZEBY SYMULACJI MES PROCESU OBRÓBKI SKRAWANIEM

PARAMETRY KONSTRUKCYJNE ROLKOWEGO SEPARATORA CZYSZCZĄCEGO DO ZIEMNIAKÓW

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Komputerowe wspomaganie projektowania- CAT-01

THE SIMULATION RESEARCH OF KINEMATIC BEHAVIOR OF VIRTUAL MODEL OF CORE-CUTTING MACHINE FOR PEPPER PROCESSING

ZASTOSOWANIE MODELU GOMPERTZ A W INŻYNIERII ROLNICZEJ

CZAS WYKONANIA BUDOWLANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCJI STALOWYCH OBRABIANYCH METODĄ SKRAWANIA A PARAMETRY SKRAWANIA

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Nr ćwiczenia : 1

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA BOUSSINESQUE A DO OKREŚLANIA NAPRĘŻEŃ W GLEBIE WYWOŁANYCH ODDZIAŁYWANIEM ZESTAWÓW MASZYN

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Czytanie wykresów to ważna umiejętność, jeden wykres zawiera więcej informacji, niż strona tekstu. Dlatego musisz umieć to robić.

Pomiar siły parcie na powierzchnie płaską

WPŁYW AKTUALIZACJI NIEKTÓRYCH WSKAŹNIKÓW EKSPLOATACYJNO-EKONOMICZNYCH NA KOSZTY EKSPLOATACJI CIĄGNIKÓW ROLNICZYCH NOWEJ GENERACJI

UWAGI O ZASTOSOWANIU POWIERZCHNI ŚRUBOWYCH W BUDOWNICTWIE

Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego

OCENA WYKORZYSTANIA CIĄGNIKÓW ROLNICZYCH W GOSPODARSTWACH RODZINNYCH

Analiza kinematyczna i dynamiczna mechanizmów za pomocą MSC.visualNastran

POLE TEMPERATURY SIECI CIEPLNYCH

WYKORZYSTANIE METOD KOMPUTEROWYCH DO MODELOWANIA I SYMULACJI WYBRANYCH PROCESÓW ROBOCZYCH SIECZKARNI

MODELOWANIE STANÓW CZYNNOŚCIOWYCH W JĘZYKU SIECI BAYESOWSKICH

Efektywność kruszenia gleby w uprawie międzyrzędowej z uwzględnieniem aspektów środowiskowych

MECHANIKA 2 KINEMATYKA. Wykład Nr 5 RUCH KULISTY I RUCH OGÓLNY BRYŁY. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

dr inż. Cezary Żrodowski Wizualizacja Informacji WETI PG, sem. V, 2015/16

Analiza stanu przemieszczenia oraz wymiarowanie grupy pali

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Programowanie obrabiarek CNC. Nr 2. Obróbka z wykorzystaniem kompensacji promienia narzędzia

ANALIZA WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI TRAKCYJNYCH CIĄGNIKA NEW HOLLAND TG 255

CECHY TECHNICZNO-UŻYTKOWE A WARTOŚĆ WYBRANYCH TECHNICZNYCH ŚRODKÓW PRODUKCJI W ROLNICTWIE

PL B1. Sposób kształtowania plastycznego uzębień wewnętrznych kół zębatych metodą walcowania poprzecznego. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

Z poprzedniego wykładu:

Przyspieszenie na nachylonym torze

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

MECHANIKA II. Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej

OPTYMALIZACJA MASZYNY TARCZOWEJ Z MAGNESAMI TRWAŁYMI Z WYKORZYSTANIEM METOD POLOWYCH

WYZNACZANIE WARTOŚCI PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW TECHNICZNYCH NOWOCZESNYCH KOMBAJNÓW ZBOŻOWYCH PRZY UŻYCIU SSN

Zwój nad przewodzącą płytą METODA ROZDZIELENIA ZMIENNYCH

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 13 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ. CZĘŚĆ 3

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE DOBORU OŚWIETLENIA NA STANOWISKACH PRACY

12 RUCH OBROTOWY BRYŁY SZTYWNEJ I. a=εr. 2 t. Włodzimierz Wolczyński. Przyspieszenie kątowe. ε przyspieszenie kątowe [ ω prędkość kątowa

PF11- Dynamika bryły sztywnej.

Transkrypt:

Inżynieria Rolnicza 2(90)/2007 KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PROJEKTOWANIA PARAMETRÓW AKTYWNEJ MASZYNY UPRAWOWEJ. CZĘŚĆ I - KINEMATYKA Krzysztof Lejman Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Wiesław Szulczewski Katedra Matematyki, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Streszczenie. Przedstawiono algorytm obliczeniowy i napisany na jego podstawie w języku programowania DELPHI program symulacyjny umożliwiający optymalny dobór parametrów kinematycznych układu skrawającego z uwzględnieniem istotnych warunków wynikających z wymagań agrotechnicznych stawianych aktywnym maszynom uprawowym i doprawiającym. Prezentowany program umożliwia również przeprowadzenie animacji komputerowej ruchu noża i graficznej weryfikacji poprawności przyjętych założeń i algorytmów obliczeniowych. Słowa kluczowe: gleba, skrawanie, aktywna maszyna uprawowa, kinematyka Wstęp i cel pracy Obserwowany na przestrzeni ostatnich lat dynamiczny rozwój mechanizacji prac polowych jest przyczyną wprowadzania nowoczesnych konstrukcji ciągników rolniczych, które cechują się coraz większymi mocami silników przy stosunkowo niewielkiej masie. Prawidłowa eksploatacja takich ciągników stwarza konieczność stosowania aktywnych maszyn uprawowych, które w przeciwieństwie do narzędzi biernych umożliwiają lepsze wykorzystanie mocy silnika głównie poprzez napęd z wałka odbioru mocy. Historia stosowania aktywnych maszyn uprawowych i doprawiających sięga początków dwudziestego wieku. Teoretyczne podstawy działania takich maszyn przedstawiono między innymi w pracach Bernackiego [1981], Hendricka i Gila [1974, 1978] i Miszczaka [1998]. Autorzy ci przedstawiają różne koncepcje analizy kinematycznej maszyn aktywnych, głównie jednak dla pojedynczych, wybranych założeń determinujących prawidłowe, zgodne z wymaganiami agrotechnicznymi, działanie maszyny. Celem prezentowanej pracy jest analiza zmienności parametrów kinematycznych aktywnej maszyny uprawowej z wykorzystaniem programów symulacyjnych napisanych w języku programowania DELPHI. Analiza teoretyczna Przy realizacji przyjętego celu pracy założono konieczność połączenia opisywanych w literaturze parametrów kinematycznych, które warunkują poprawność wykonywanego 135

Krzysztof Lejman, Wiesław Szulczewski zabiegu. Istniejące związki zostaną wykorzystane w symulacji komputerowej, której wyniki w postaci zbioru wartości parametrów będą podstawą do wizualizacji zależności i animacji ruchu elementu skrawającego. W trakcie analizy teoretycznej przyjęto następujące założenia wstępne i upraszczające: wirnik obraca w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni pola i równoległej do kierunku ruchu maszyny przy obrotach współbieżnych, głębokość uprawy zawiera się w przyjętym zakresie od a min do a max, w przyjętym przedziale głębokości skrawanie gleby może się odbywać bez konieczności zmian parametrów kinematycznych, grzebienistość dna bruzdy musi być utrzymana w granicach dopuszczalnych dla danej uprawy [Bernacki 1981], w trakcie odcinania kęsa konieczne jest ciągłe wywieranie nacisku przez powierzchnię roboczą narzędzia na glebę [Hendrick i Gill 1978; Miszczak 1998]. A R ω Vm B R O O1 φa A Vm X R sinφa O s O3 φc X amax C c Y E XC D Rys. 1. Fig 1. VL VA Warunki poprawnego przebiegu procesu skrawania: A rozkład prędkości ostrza noża, B grzebienistość pola Conditions of corrected cutting course: A distribution of knife-edge velocity, B field combing Przez analogię do pracy biernych narzędzi uprawowych, w których efekt kruszenia gleby uzyskuje się dzięki stałemu wywieraniu nacisku przez powierzchnię roboczą narzędzia na glebę, w maszynie rotacyjnej pozioma składowa prędkości wypadkowej powinna mieć zwrot przeciwny do ruchu maszyny w całym czasie działania na glebę. Graniczny warunek można uzyskać przyrównując do zera wypadkową prędkość noża w punkcie jego styku z powierzchnią pola. Współrzędna pozioma punktu (A) leżącego na powierzchni pola (rys. 1A) wynosi: X A = Vm t + R cos( ϖ t) (1) gdzie: V m prędkość postępowa maszyny, R promień bębna (promień okręgu, po którym porusza się ostrze nożyka), ω prędkość kątowa bębna, t czas. Y XD s 136

Komputerowe wspomaganie projektowania... Różniczkując przedstawione równanie po czasie i przyrównując do zera otrzymujemy: dx A VX A = = Vm R ϖ sin( ϖ t) = 0 (2) dt Po podstawieniu ω R = V L, ω t = φ a i R sinφ a = R a max (rys. 1A) uzyskujemy równanie zapewniające spełnienie warunku granicznego: gdzie: V L a max λ V V L m R = R a max = 1 sinφ = λ prędkość obwodowa ostrza nożyka, maksymalna głębokość skrawania, wskaźnik kinematyczny wyrażający proporcję prędkości obwodowej do prędkości postępowej. Analizując trajektorie wykreślane kolejnymi nożami (rys. 1B) można stwierdzić, że na dnie bruzdy pozostają nieuprawione fragmenty pola (grzebienie). Występująca w trakcie pracy maszyn rotacyjnych grzebienistość (c) dna bruzdy musi być utrzymana w granicach dopuszczalnych dla danej uprawy. Oznacza to, że wysokość grzebieni nie powinna przekraczać przy uprawie i doprawianiu odpowiednio 0,3 a min i 0,5 a min [Friedman i in. 1973]. Z rysunku 1B wynika, że: π R c cos φc = 2 R a c R = π 1 cos φc 2 Po przyrównaniu równań (3) i (4) względem (R) otrzymujemy równanie łączące warunki prawidłowego zwrotu prędkości wypadkowej i wymaganej grzebienistości: λ = c a max c π 1 cos φc 2 Należy zwrócić uwagę na fakt, że grzebienistość (c) i maksymalna głębokość robocza (a max ) są parametrami decyzyjnymi, narzuconymi wymaganiami agrotechnicznymi. Liczba pozostałych zmiennych wymaga wprowadzenia do równania (5) innych zależności, które wynikają z rys. 1B: s π X C = X D ; X D = Vm t + R cos (6) 2 2 Po uwzględnieniu, że długość kęsa (s) można wyrazić za pomocą równania [Friedman i in. 1973] (3) (4) (5) 2 π R s =, (7) λ z 137

Krzysztof Lejman, Wiesław Szulczewski w którym (z) jest liczbą noży pracujących w płaszczyźnie ruchu, równanie opisujące współrzędną poziomą punktu (C) przybiera postać: Vm π π R Vm π Vm π R Vm π 1 1 X C = = = 2 ϖ λ z 2 ϖ ϖ R z ϖ 2 z Współrzędną tego punktu można również opisać równaniem parametrycznym Vm φc X C = Vm t + R cos ( ϖ t) = + R cosφc, (9) ϖ co po uwzględnieniu równania (8) umożliwia wyznaczenie zależności opisującej wskaźnik kinematyczny (λ): C (8) 1 1 π φc 2 z λ = (10) cosφ Równanie to porównano z przedstawionym wcześniej równaniem (5) otrzymując: 1 1 π = φc + 2 z c a max c cosφ C π 1 cos φc 2 Po założeniu liczby noży (z) i przyjęciu parametrów agrotechnicznych (a max i a min ) wartość kąta (φ C ) obliczono przy użyciu metod numerycznych, wykorzystując program symulacyjny napisany w języku DELPHI. Po przeprowadzeniu obliczeń, wartość tego kąta podstawiono do równania (5) obliczając wartość wskaźnika kinematycznego (λ) a następnie, stosując równanie (3), obliczono promień bębna (R). Z przedstawionej analizy wynika, że przy założonych parametrach agrotechnicznych, wartości współczynnika kinematycznego mogą być wyższe od tego, który uzyskuje się dla warunków granicznych. Trzeba jednak zwrócić uwagę na fakt, że wzrost wartości tego współczynnika będzie pociągał za sobą wzrost energochłonności uprawy i nadmierne rozdrobnienie gleby, które może powodować przyspieszenie jej erozji. Wyniki symulacji komputerowej Program umożliwiający symulację parametrów, ich wizualizację i animację ruchu elementu skrawającego składa się z kilku oddzielnych modułów. Okno pierwszego modułu programu symulacyjnego przedstawiono na rys. 2. Okno składa się z pięciu podstawowych pól. Pole pierwsze (1) przeznaczone jest do wprowadzania lub wyboru z listy parametrów decyzyjnych. Po naciśnięciu przycisku Rozwiązanie w polu drugim (2) zostają wyświetlone wartości parametrów obliczonych metodami iteracyjnymi. Animację ruchu ostrza noża dla zoptymalizowanych parametrów można zobaczyć w polu (3) po naciśnięciu przycisku Animacja. Równolegle z animacją można także obserwować zmiany wartości wybranych parametrów warunkujących poprawność procesu (pole czwarte). Na prezentowanym rysunku w polu tym przedstawiono zmiany wartości składowej poziomej prędkości ostrza. (11) 138

Komputerowe wspomaganie projektowania... Nakładkę na okno programu stanowi pole piąte, w którym wizualizowane są wszystkie możliwe warianty rozwiązań parametrów symulowanych w funkcji parametrów decyzyjnych. Dostęp do tego pola uzyskuje się po naciśnięciu przycisku z nazwą symulowanego parametru. 2 1 3 Vl/Vm - Lambda [-] 5 4 Vl/Vm - Lambda [-] 3.80 3.75 3.70 3.65 3.60 3.55 3.50 3.45 3.40 3.35 3.30 3.25 3.20 3.15 3.10 3.05 3.00 2.95 2.90 2.85 10 15 20 a_min [cm] 25 30 25 a_max [cm] 20 30 Rys. 2. Fig. 2. Okno programu symulacyjnego moduł kinematyczny Window of simulation program kinematics module Rys. 3. Fig. 3. Wpływ głębokości minimalnej (a min ) i maksymalnej (a max ) na wartość współczynnika kinematycznego (λ) przy zmiennej liczbie noży (z) Influence of minimum depth (a min ) and maximum depth (a max ) on value of kinematics coefficient (λ) under varied knives number (z) 139

Krzysztof Lejman, Wiesław Szulczewski Na podstawie przeprowadzonych obliczeń symulacyjnych stwierdzono, że wzrost liczby noży, wzrost minimalnej głębokości skrawania oraz spadek głębokości maksymalnej powodują spadek wartości współczynnika kinematycznego (rys. 3). Gradienty współczynnika kinematycznego przy zmianie minimalnej i maksymalnej głębokości rosną wraz ze spadkiem liczby noży. Można również zaobserwować różny charakter wpływu obu głębokości. Prezentowane na rys. 3 powierzchnie zawierają również obszary rozwiązań sprzecznych z podstawowym założeniem, zgodnie z którym a max a min. Obszary te zostały zaznaczone ciemniejszym cieniowaniem. Na styku obszarów znajdują się wartości rozwiązań dla a max =a min, w przypadku których można zaobserwować, że wartość współczynnika kinematycznego nie zmienia się przy zmianie głębokości i zależy jedynie od liczby noży i wartości współczynnika określającego proporcję pomiędzy grzebienistością i głębokością roboczą. Wzrost minimalnej i maksymalnej głębokości roboczej powoduje liniowy wzrost promienia bębna (rys. 4), przy czym zdecydowanie większą intensywność tego wzrostu obserwuje się w przy wzroście głębokości maksymalnej. Wymagany dla zachowania poprawności procesu skrawania promień bębna rośnie również nieznacznie przy wzroście liczby noży. Stwierdzono także, że liczba noży nie wpływa znacząco na gradienty promienia przy zmianie głębokości roboczych. Rys. 4. Fig. 4. Wpływ głębokości minimalnej (a min ) i maksymalnej (a max ) na wartość promienia bębna (R) przy zmiennej liczbie noży (z) Influence of minimum depth (a min ) and maximum depth (a max ) on value of rotor radius (R) under varied knives number (z) 140

Komputerowe wspomaganie projektowania... Wnioski 1. Przedstawiony algorytm obliczeniowy i napisany na jego podstawie w języku programowania DELPHI program symulacyjny umożliwiają optymalny dobór parametrów kinematycznych układu skrawającego z uwzględnieniem istotnych warunków wynikających z wymagań agrotechnicznych stawianych aktywnym maszynom uprawowym i doprawiającym. 2. Obliczone w wyniku symulacji komputerowej parametry kinematyczne stanowią podstawę do animacji komputerowej ruchu noża i umożliwiają graficzną weryfikację poprawności przyjętych założeń i algorytmów obliczeniowych. 3. Na podstawie obliczeń symulacyjnych stwierdzono następujące zależności pomiędzy parametrami założonymi (decyzyjnymi) i obliczonymi: zmniejszenie liczby noży, wzrost maksymalnej głębokości roboczej i spadek głębokości minimalnej powodują wzrost wartości współczynnika kinematycznego, przy czym gradienty tego współczynnika przy zmianie głębokości maleją wraz ze wzrostem liczby noży, dla analogicznych wartości głębokości minimalnej i maksymalnej wartość współczynnika kinematycznego zależy tylko od liczby noży skrawających, promień bębna aktywnej maszyny uprawowej rośnie przy wzroście liczby noży oraz wzroście głębokości maksymalnej i minimalnej, przy czym zdecydowanie większy wpływ na ten promień ma głębokość maksymalna, Bibliografia Bernacki H. 1981. Teoria i konstrukcja maszyn rolniczych, t. I, cz. 1 i 2, PWRiL Warszawa. s. 310-318. Friedman M. i in. 1973. Zamĕdĕlské stroje, cz. I, Teorie a výpočet, Státní Zamĕdĕlské Nakladatelství, Praha. s. 133-158. Hendrick J.G., Gill W.R. 1974. Rotary tiller design parameters, part IV blade clearance angle, Transaction of the ASAE vol. 1. s. 97-106. Hendrick J.G., Gill W.R. 1978. Rotary tiller design parameters, part V kinematics, Transactions of the ASAE vol. 4. s. 321-338. Miszczak M. 1998. Analiza pracy spulchniacza obrotowego w glebie, Wydawnictwo SGGW Warszawa. ISBN 83-00-03122-7. 141

Krzysztof Lejman, Wiesław Szulczewski COMPUTER AID DESIGN OF ROTARY TILLER PARAMETERS. PART I - KINEMATICS Summary. The paper presents analytical algorithm and simulating program, which was written in DELPHI program language. This program enables selection of kinematics parameters of cutting system including agrotechnic requirements, which are complied with rotary cultivator and tillage machines. Presented program enables also computer animation of knife motion and graphical verification of correctness of assumptions and analytical algorithms. Key words: soil, cutting, rotary tillage machine, kinematics Adres do korespondencji: Krzysztof Lejman; e-mail lejman@imr.ar.wroc.pl Instytut Inżynierii Rolniczej Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu ul. Chełmońskiego 37/41 51-630 Wrocław 142