Имитационная модель для анализа кинематики лесопосадочного аппарата цепного типа
Authors: Бухтояров Л. Д. , Малюков С. В. , Лысыч М. Н. , Шавков М. В. , Петков А. Ф. , Попов М. А. 
Published: February 2025

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.

At present, planting is almost universally favored in the establishment of forest crops. In order to cover all available areas with mechanized planting it is necessary to create new forest planting machines. One of the directions of improving the technological process of mechanized planting is the improvement and development of new mechanisms for feeding seedlings (saplings) into the planting slot formed by the coulter. To justify the parameters of the forest planting apparatus, it is necessary to determine the movement parameters of its links. To analyze the kinematics of forest machines use automated software such as SolidWorks, Matlab/Simulink. However, the use of foreign software does not meet modern trends, so we used domestic software packages. The three-dimensional model of the chain planter was made in the 3Ddesign environment KOMPAS-3D. Analytical systems of equations obtained on the basis of geometric parameters of the three-dimensional model were entered into the developed simulation model. Thus, the simulation model of motion of the chain planting machine was developed taking into account the geometric parameters of the design and analytical systems describing the motion of the grippers with a seedling. The simulation experiment carried out in the software package of modeling mechanical systems «Universal Mechanism 9.0» allowed to determine the characteristics of the movement of the seedling briquette necessary for its installation in the ground, as well as force parameters in the grippers for its retention. The positions of the links of the designed working body of the planting machine are established throughout the simulation time. The time points of the seedling and briquette feeding for the specified input values are determined. The trajectories of the briquette movement in the landing plane and its speed are determined. The forces on the springs are determined, sufficient to hold the seedling with a briquette in the grips.