Регулирование зазора молотильно-сепарирующего устройства комбайна с использованием электрогидравлического привода на основе кинематического анализа

Регулирование зазора молотильно-сепарирующего устройства зерноуборочного комбайна влияет на качество обмолота и потери зерна. Целью исследований является разработка аналитической зависимости между ходом исполнительного механизма электрогидравлического привода и величиной зазора, обеспечивающей реализацию алгоритмов активного регулирования. Объектом исследований является молотильно-сепарирующее устройство тангенциального типа зерноуборочного комбайна ACROS530. Методика основана на кинематическом анализе механизма подвески подбарабанья с использованием геометрического моделирования звеньев и определения координат шарнирных точек через пересечение окружностей. На базе полученной модели вычислены зависимости зазора от хода гидроцилиндра, что позволило сформировать обратную функцию, необходимую для систем управления. Для уменьшения вычислительной нагрузки выполнена аппроксимация методом кубического сплайна, обеспечившая высокую точность в рабочем диапазоне регулирования. Предложенная схема адаптивного электрогидравлического привода включает в себя замкнутые контуры управления положением, скоростью и давлением. Предложенная архитектура отличается пониженным энергопотреблением при удержании нагрузки и возможностью адаптации к изменяющимся условиям работы. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании и модернизации систем регулирования молотильно-сепарирующих устройств современных зерноуборочных комбайнов

1. Папаскири Т.В., Митрофанов С.В., Богданчиков И.Ю. и др. Анализ структуры посевных площадей России в рамках концепции устойчивого земледелия // Аграрная наука. 2024. Т. 1, № 9. С. 136-145. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-386-9-136-145

2. Мерчалова М.Э., Тарасенко А.П., Оробинский В.И., Сорокин Н.Н. Совершенствование технологии получения качественных семян и продовольственного зерна // Лесотехнический журнал. 2014. Т. 4, № . 1 (13). С. 36-40. EDN: SAXJXV

3. Cherkasova E., Golinitsky P., Antonova U., Pupkova D., Gusev S. Ensuring the safety of grain raw materials used in the production of grain products. In: E3S Web of Conferences, 2023;390:02018. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202339002018

4. Аль-Аббас А., Балабанов В.И. Исследование оптимальных показателей молотильного аппарата при обмолоте пшеницы // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2011. № 3. С. 168-172. EDN: OCRHVN

5. Антибас И.Р., Савостина Т.П., Саед Б.И. Влияние параметров молотильно-сепарирующего устройства на обмолот // Вестник Донского государственного технического университета. 2017. Т. 17, № 2. С. 108-115. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-2-108-115

6. Vlăduț N.-V. et al. Research on the identification of some optimal threshing and separation regimes in the axial flow apparatus. Agriculture. 2023;13(4):838. https://doi.org/10.3390/agriculture13040838 https://repository.iuls.ro/handle/20.500.12811/3676

7. Wang S., Peng B., Wu H. et al. Design and modelling of the full-feed peanut picking device with self-adaptive adjustable working clearance and feeding rate. International Journal of Agricultural and Biological Engineering. 2024;16(6):97-106. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20231606.8135

8. Молотильно-сепарирующее устройство зерноуборочного комбайна: Патент № 110591 Российская Федерация, МПК A01F 12/18(2006.01) / А.П. Троценко, Е.М. Ященко, В.С. Василенко, В.Я. Куликов, С.О. Корсунов, В.Е. Кравченко: № 2011125722/13: заявл. 22.06.2011: опубл. 27.11.2011, Бюл. № 33. EDN: BLCRYX

9. Механизм регулирования положения деки зерноуборочного комбайна: Патент № 118831 Российская Федерация, МПК A01D41/12 (2006.01) / Е.В. Голуменков, В.Е. Кравченко, С.О. Корсунов, В.С. Василенко, С.А. Покотило, Д.В. Кокорин; заявл. 20.03.2012: опубл. 10.08.2012, Бюл. № 22. EDN: KGTRI

10. Механизм подвески и регулирования подбарабанья зерноуборочного комбайна: Патент № 199269 Российская Федерация, МПК A01F 12/28 (2006.01) / А.В. Тютюников, С.Г. Ожеред, П.С. Попок; заявл. 09.04.2020; опубл. 24.08.2020, Бюл. № 24. EDN: PNQFSY

11. Beskopylny A.N., Ivliev E., Grishchenko V., Medvedev D. Load and positional constraints’ impact on the accuracy and dynamic performance of an autonomous adaptive electrohydraulic pump-controlled actuator for mobile equipment. Actuators. 2025;14:333. https://doi.org/10.3390/act14070333

12. Yan Z., Ge L., Quan L. Energy-efficient electro-hydraulic power source driven by variable-speed motor. Energies. 2022;15(13):4804. https://doi.org/10.3390/en15134804

13. Nie Y., Liu J., Lao Z., Chen Z. Modeling and extended state observer-based backstepping control of underwater electro hydrostatic actuator with pressure compensator and external load. Electronics. 2022;11(8):1286. https://doi.org/10.3390/electronics11081286

14. Huang Q., Li B., Xu H. The design and testing of a PEA powered ankle prosthesis driven by EHA. Biomimetics. 2022;7:234. PMCID: PMC9776366

15. Niu Z., Liu Y.-S., Wang L., Yang S., Li X. Portable electro-hydraulic actuator technology based on spherical micro pump. In: IEEE International Conference on Aircraft Utility Systems. 2016:114-118. https://doi.org/10.1109/AUS.2016.7748031