Optymalna synteza mechanizmu zabezpieczającego przed przeciążeniem narzędzie uprawowe na przykładzie wybranego bezpiecznika płużnego. Cz. II. Minimalizacja kryterium optymalizacji
Zbigniew Kogut
Instytut Budownictwa Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa oddz. w KłudzienkuAbstrakt
Celem pracy było takie określenie wartości parametrów konstrukcyjnych procesu pracy przykładowo wybranego bezpiecznika, zabezpieczającego narzędzie uprawowe (np. korpus pługa) przed przeciążeniem, które pozwoliłoby uzyskać jak najmniejszą różnicę między siłami zabezpieczającymi: realizowaną przez bezpiecznik Fx i zadaną (oczekiwaną) przez użytkownika Fxo. Zadanie sprowadzono do poszukiwania minimalnej wartości funkcji celu, opisującej tę różnicę, i zrealizowano metodą optymalizacji nieliniowej przy wykorzystaniu pakietu Mathcad. Jako kryterium optymalizacji przyjęto błąd średniokwadratowy między funkcjami wspomnianych sił Fx i Fxo w określonych przedziałach głębokości roboczej h elementu uprawowego i parametru regulacji r wartości siły. Chcąc wybiórczo określić fragmenty zmienności funkcji celu o szczególnie istotnym znaczeniu dla realizowanego procesu (wynikające z rangi doboru wartości sił przeciążeniowych) zastosowano dyskretyzację przedziałów zmienności parametrów h i r. Siłę Fxo podano w formie tabelarycznej natomiast dla siły Fx wykorzystano model matematyczny opracowany w części I, określający m.in. zbiór parametrów procesu pracy bezpiecznika wpływających na jej wartość i wartości dopuszczalne tych parametrów. Parametry konstrukcyjne podzielono na dwa podzbiory: stałe XKs (o wartościach przyjmowanych, wynikających z przeznaczenia bezpiecznika i narzędzia uprawowego) i dobierane XKd (o wartościach dobieranych w wyniku realizowanej optymalnej syntezy). Wprowadzono, jako przykładowe, dwa ograniczenia: niezbędny warunek uzyskania równoległości ramy narzędzia uprawowego do powierzchni gleby podczas jej uprawy oraz niewielką siłę (max 6 kN) na nakrętce regulacyjnej pozwalającą na łatwą zmianę przez użytkownika wartości siły przeciążeniowej w zależności od warunków eksploatacji. Podano algorytm doboru poszukiwanych wartości. Przyjęte i dobrane wartości parametrów procesu pracy bezpiecznika zestawiono w tabeli, a realizację optymalnej syntezy zilustrowano przykładowymi zależnościami.
Słowa kluczowe:
narzędzia uprawowe, bezpieczniki przeciążeniowe, optymalizacja konstrukcji, symulacja komputerowaBibliografia
Bernacki H. 1981. Teoria i konstrukcja maszyn rolniczych. T. 1, cz. I i II – Narzędzia i maszyny uprawowe. PWRiL, Warszawa, 107–116.
Findeisen W., Szymanowski J., Wierzbicki A. 1980. Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji. PWN, Warszawa, 43–68.
Osiński Z., Wróbel J. 1982. Teoria konstrukcji maszyn. Podstawy konstrukcji maszyn. PWN, Warszawa, 141–142.
Traulsen H. 1989. Bruchschaden am Pflug können Sie verhindern. DLZ Landtech. Jg. 40, 8, 56–59.
Instytut Budownictwa Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa oddz. w Kłudzienku
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Użycie niekomercyjne – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.
Artykuły są udostępniane na zasadach CC BY-NC-ND 4.0 – uznanie autorstwa, użycie niekomercyjne, bez utworów zależnych.
Przysłanie artykułu do redakcji oznacza, że nie był on opublikowany wcześniej, nie jest rozpatrywany do publikacji w innych wydawnictwach.
Autor podpisuje oświadczenie o oryginalności dzieła i wkładzie poszczególnych osób.
