Имитационная модель для анализа кинематики лесопосадочного аппарата цепного типа

В настоящее время при создании лесных культур почти повсеместно отдается предпочтение посадкам. Для охвата механизированной посадкой леса всех имеющихся площадей необходимо создание новых лесопосадочных машин. Одним из направлений совершенствования технологического процесса механизированной посадки является усовершенствование и разработка новых механизмов для подачи сеянцев (саженцев) в посадочную щель, образуемую сошником. Для обоснования параметров лесопосадочного аппарата необходимо определить параметры движения его звеньев. Для анализа кинематики лесных машин используют автоматизированные программные продукты, такие как SolidWorks, Matlab/Simulink. Однако применение зарубежного программного обеспечения не отвечает современным тенденциям, поэтому нами были использованы отечественные программные комплексы. Трехмерная модель цепного лесопосадочного аппарата была выполнена в среде 3D-проектирования КОМПАС-3D. Полученные на основании геометрических параметров трехмерной модели аналитические системы уравнений были введены в разрабатываемую имитационную модель. Таким образом, имитационная модель движения цепного лесопосадочного аппарата разработана с учетом геометрических параметров конструкции и аналитических систем, описывающих движение захватов с саженцем. Проведённый в программном комплексе моделирования механических систем «Универсальный механизм 9.0» имитационный эксперимент позволил определить характеристики движения брикета саженца, необходимые для установки его в грунт, а также силовые параметры в захватах для его удержания. Установлены положения звеньев спроектированного рабочего органа лесопосадочной машины на всем протяжении времени моделирования. Определены моменты времени подачи саженца и брикета для заданных входных величин. Определены траектории движения брикета в плоскости посадки и его скорость. Определены силы на пружинах, достаточные для удержания в захватах саженца с брикетом.

1. Бартенев И.М. Лесопосадочные машины. Теория. Исследование. Конструкции: монография. Воронеж: ВГЛТУ, 2015. 219 с.

2. Бартенев И.М., Бухтояров Л.Д., Попиков В.П., Придворова А.В. Имитационная модель обрезчика ветвей в САПР // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 10. № 1(37). С. 153-160. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.1/20.

3. Беляев А.Н., Тришина Т.В., Новиков А.Е., Дьяченко Ю.В., Высоцкая И.А. Исследование движения колесной машины по криволинейной траектории // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2021. Т. 14. № 4(71). С. 21–29. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2021_4_21

4. Жданов Ю.М. Исследование и обоснование технологии заделки корневой системы сеянцев и параметров заделывающих элементов лесопосадочных машин : дисс. ... канд. техн. наук: 05.00.00. Волгоград, 1969. 196 с.

5. Клубничкин В. Е., Клубничкин Е.Е., Горбунов А.Ю., Дручинин Д.Ю. Разработка узла сочленения лесной погрузочно-транспортной машины // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 10. № 4(40). С. 217–226.

6. Титов П.И. Совершенствование технологического процесса и конструкции лесопосадочной машины для питомников : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2006. 151 с.

7. Шабанов М.Л. Обоснование параметров сошника и рациональной компоновки рабочих органов лесопосадочной машины : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2002. 152 с.

8. Шавков М.В. Обоснование параметров комбинированного сошника лесопосадочной машины : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2013. 212 с.

9. Bukhtoyarov L.D., Drapalyuk M.V., Pridvorova A.V. Simulation of the movement of hedge cutter links in the Simulink application of the Matlab package // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Voronezh, 2021. No. 12004. DOI: 10.1088/1755-1315/875/1/012004.