Mathematical model of the cabin suspension system for grain and forage harvesters taking into account the dynamic properties of the supporting system


Cite item

Full Text

Abstract

The paper is devoted to the study of the vibrational state of the operator's workplace of a transport-technological machine with a supporting system that undergoes torsional and bending elastic deformations during operation. Based on the previously carried experimental studies, the relevance of the work was substantiated and the goal was set to develop a computational model of spatial vibrations of the cabin on a non-existent system in the form of elastic cantilever beams. An original mathematical model of cabin vibrations on an elastic foundation is presented. It takes into account the nonlinear elastic and dissipative properties of the supporting system structure. A variant of the implementation of the developed mathematical model using the example of the mathematical modeling environment Mathcad is proposed. As an example of calculating the dynamic properties of a bearing system, a case of using the MSC Adams software package with an integrated finite element calculation module Flex is shown. It is presented that taking into account the dynamic properties of the carrier system in the model makes it possible to calculate the vibration load of the cabin with high accuracy and reproduce the resonance phenomena caused by the natural modes of vibration of the carrier system and disturbances from technological sources. The results of the verification of the computational model based on the analysis of the convergence of the values of the full corrected vibration acceleration in the center of mass of the grain harvester cabin, as well as the vibration spectra in linear directions obtained by experimental and computational methods, are presented. Directions for the development of measures and technical solutions for improving the vibration load of operators of transport and technological machines who have active sources of power disturbances on board, as well as a supporting system that experiences elastic deformations during operation are proposed.

About the authors

P. V Sirotin

Platov South-Russian State Polytechnic University

Email: spv_61@mail.ru
PhD in Engineering Novocherkassk, Russia

I. YU Lebedinskiy

Platov South-Russian State Polytechnic University

Novocherkassk, Russia

M. M Zhileykin

Bauman Moscow State Technical University

DSc in Engineering Moscow, Russia

References

  1. Сиротин П.В., Жилейкин М.М., Сапегин А.Г., Зленко С.В. Предпосылки создания комплексной системы горизонтирования и подрессоривания остова зерноуборочных комбайнов // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 11. С. 21-29.
  2. Сиротин П.В., Лебединский И.Ю., Кравченко В.В. Анализ виброакустической нагруженности рабочего места операторов зерноуборочных комбайнов // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2018. № 1(53). С. 113-121.
  3. Abdul-Aziz A. Almosawi, Ayad J. ALkhafaji, Kamal M. Alqazzaz, «Vibration transmission by combine harvester to the driver at different operative conditions during paddy harvest», International Journal of Science and Nature, Vol. 7, 2016, p. 127-133.
  4. Jahanbakhshi, A., Ghamari, B., & Heidarbeigi, K. (2020). Vibrations analysis of combine harvester seat in time and frequency domain. Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 14(1), 6251 - 6258. https://doi.org/10.15282/jmes.14.1.2020.04.0489
  5. P.V. Sirotin, I.Yu. Lebedinsky, M. I. Sysoev, «Combine harvester threshers operator workplace vibration load study and substantiation their secondary cushioning systems design principles», AIP Conference Proceedings 2188, 050030 (2019)
  6. Черненко А.Б., Гасанов Б.Г. Пневматические системы вторичного подрессоривания кабин многоосных автомобилей : монография. Юж.-Рос. Гос. Техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 2012. 156 с.
  7. Шеховцов В.В., Победин А.В., Ляшенко М.В., Шеховцов К.В. Разработка модели и расчётные исследования подвески кабины транспортного средства // Проектирование колёсных машин: матер, всерос. науч.-техн. конф., посвящ 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (25-26 дек. 2009 г.) / ГОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". М., 2010. С. 184-188.
  8. Корчагин П.А. Уравновешивание и виброзащита: монография. Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. 72 с.
  9. Месхи Б.Ч. Улучшение условий труда операторов комбайнов за счет снижения шума и вибрации : дис. … канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1999. 132 с.
  10. Sirotin, P.V., Lebedinskii, I.Y., Zhileikin, M.M. et al. Test Bench for Vibration Isolation Systems. Russ. Engin. Res. 40, 551-555 (2020). https://doi.org/10.3103/S1068798X20070229
  11. Сиротин П.В., Лебединский И.Ю. Обоснование и анализ применения гибридных динамических моделей для исследования систем подрессоривания кабин зерно- и кормоуборочных комбайнов // Вестник аграрной науки Дона. 2018. № 42, Т. 2. С. 39-48.
  12. Жеглов Л.Ф., Фоминых А.Б. Оценка показателей вибрационной безопасности автомобиля в частотной области // Машиностроение и компьютерные технологии. 2017. № 12. С. 1-21.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2021 Sirotin P.V., Lebedinskiy I.Y., Zhileykin M.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».