Аспирантура – начало (от подачи документов до зачисления)

Сегодня я сдаю вступительные экзамены в аспирантуру. Как я до этого дошел и что меня к этому привело, обо всем будет рассказано по порядку ниже.

 Аспирантура была моей давней мечтой. Так сложилось, что после окончания в 2003 г. дневной формы обучения ГГТУ имени П.О. Сухого по специальности «Сельскохозяйственные машины», в университете на тот момент для магистратуры не было открыто специальностей по машиностроительному профилю. И мне пришлось продолжить учебу и научную работу по специальности 36.01.01 «Технология машиностроения», но писать свою магистерскую диссертация на тему рычажных механизмов сельскохозяйственных машин - «Формирование функциональной математической модели механизма навески с переменными параметрами для энергосредства». И если в магистратуре такой трюк прошел, то в аспирантуре, для него уже не было никакого шанса. Поэтому после окончания магистратуры я ушел работать в РКУП «ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике» (ныне НТЦК ОАО «Гомсельмаш»).

За время моей трудовой деятельности на разных предприятиях я периодически писал научные статьи, выступал на конференциях, в общем выполнял непринужденную творческую научную работу. Основная тема моих научных и практических интересов была связана с векторным методом исследования рычажных механизмов, основанного на векторном анализе и векторном методе преобразования координат, который я активно пытался продвигать и развивать в своих работах. Не так давно я обратил внимание, что на сайте ГГТУ имени П.О. Сухого в разделе аспирантура наконец-то появилась моя долгожданная специальность 05.02.02 «Машиноведение, системы приводов и детали машин». Не знаю когда она точно открылось, но то, что она была уже давно нужна техническому университету, это было точно.

Один векторный метод исследования рычажных механизмов и два направления его развития

Начало этой увлекательной истории уходит как говориться в глубь веков, без которых невозможно понять о том, про что будет рассказано ниже. Итак, обо всем по порядку.

Базовые принципы векторного метода исследования рычажных механизмов, основанного на применении векторного анализа и векторного преобразования координат, были освоены мною в конце завершения моей учебы на кафедре «Сельскохозяйственные машины» (сейчас кафедра носит другое название) в ГГТУ имени П.О. Сухого во время прохождения практики в РКУП «ГCКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике» примерно в 2002-2003 гг. На основе данного метода была построена моя магистерская диссертационная работа на тему «Формирование функциональной математической модели механизма навески с переменными параметрами для энергосредства», которую я защитил в 2004 г (в то время обучение в магистратуре на дневной форме составляло один год). Рождение данного векторного метода исследвоания рычажных механизмов произошло благодаря к.т.н. Чупрынину Ю.В. в стенах РКУП «ГCКББ по зерноуборочной и кормоуборочной технике». Как это произошло со всеми подробностями я думаю когда-нибудь расскажет об этом сам автор данного метода в своей монографии или докторской диссертации, а я уже в свою очередь перескажу ее и вам.

Данный векторный метод исследования рычажных механизмов отличался своей оригинальностью, наглядностью, простотой и легкостью освоения (при желании его осваивающего). Он не был похож ни на один из известных на то время методов, в которых как правило переплетались в вперемешку различные элементы тригонометрии, матриц с векторами, дифференцирования и др., после знакомство с которыми напрочь отпадало желание изучать или пробовать считать рычажные механизмы. Разработанный векторный метод показал свою высокую эффективность при кинематическом анализе различных 2D и 3D рычажных механизмов сельскохозяйственных машин, разработанных в то время РКУП «ГCКББ по зерноуборочной и кормоуборочной технике», а позднее был дополнен силовым анализом и визуализацией кинематических схем механизмов.

Анализ уравновешенности кривошипно-ползунного механизма привода режущего аппарата методом векторов главных точек

Авторы: Котов А.В.

Введение

Как известно, для ножа режущего аппарата уборочной машины, совершающего возвратно-поступательное движение, широкое применение нашли три основных вида рычажных механизмов привода: кривошипно-ползунный, кривошипно-коромысловый и кривошипно-кулисный [1]. До недавнего времени среди существующих механизмов привода режущего аппарата уборочных машин преобладали механизмы кривошипно-ползунного типа. Однако, на сегодняшний день в современных высокопроизводительных уборочных машинах кривошипно-ползунные механизмы привода режущего аппарата почти полностью вытеснены планетарными приводами. Данный привод помимо многочисленных своих достоинств, обладает важным преимуществом с точки зрения его уравновешенности – являясь кинематически более совершенным, планетарный привод позволяет полностью разгружать режущий аппарат, как от поперечных, так и от вертикальных нагрузок [2]. Но, несмотря на это, кривошипно-ползунные механизмы все еще уверенно занимает нишу в качестве привода режущего аппарата навесных сегментно-пальцевых косилок ввиду простоты изготовления и эксплуатации данного механизма по сравнению с другими известными приводами.

При движении кривошипно-ползунные механизмы привода режущего аппарата навесной косилки, различные точки его звеньев движутся с ускорениями, в результате чего возникают силы инерции, которые вызывают дополнительные нагрузки в кинематических парах. Эти нагрузки, изменяясь по величине и направлению, передаются на несущую конструкцию рамы косилки, вызывая ее вибрацию и колебания. Учитывая, что рама навесной косилки имеет относительно низкую жесткость, динамическая нагруженность оказывает существенное влияние на прочность всех элементов ее конструкции. Во многих работах, посвященных исследованию динамической нагруженности рам от воздействия инерционных сил и моментов [3], отмечается их пагубное влияние на прочность и долговечность всех элементов конструкции.

Cиловой анализ плоских рычажных механизмов векторным методом

Авторы: Котов А.В.

Представлен аналитический метод силового анализа плоских рычажных механизмов с одной степенью свободы, основанный на векторном методе. На примере двухповодковой структурной группы изложена методика нахождения векторов реакций во всех ее кинематических парах, сохраняя при этом наглядность и последовательность решения присущую графоаналитическому методу планов сил. Дается оригинальное аналитическое описание для нахождения векторов тангенциальных и нормальных составляющих реакций в кинематических парах. Применение предложенного метода силового анализа позволяет находить вектора реакций в кинематических парах без составления и решения сложных систем уравнений равновесия или графического построения. Адаптация предложенного силового анализа в современных математических пакетах позволяет в короткие сроки и с высокой точностью проводить исследование плоских рычажных механизмов с одной степенью свободы.

Введение

Как известно силовой анализ любого рычажного механизма состоит в определении реакций в его кинематических парах, а также для ряда задач в определении уравновешивающей силы или момента, приложенных к начальному звену. Знание реакций в кинематических парах механизма имеет большое практическое значение для расчетов звеньев на прочность, жесткость, долговечность и др. подобных расчетов.

В учебной практике наибольшее распространение получили графоаналитические методы силового анализа рычажных механизмов [1, 2]. Однако, несмотря на свою наглядность, доступность и простоту главным недостатком данных методов является их относительно невысокая точность. Именно поэтому с развитием в инженерной практике компьютерных технологий, графоаналитические методы анализа рычажных механизмов практически полностью уходят на второй план, уступая место различным аналитическим методам и программным комплексам динамического анализа систем твердых тел (MSC.ADAMS, RECURDYN, EULER и др.), принцип работы которых предполагает автоматизированное нахождение реакций в кинематических парах механизма.

Оптимизация параметров предохранительного элемента пальчикового механизма шнека жатки зерноуборочного комбайна

Авторы: Котов А.В.

Предложена математическая модель пальчикового механизма шнека жатки зерноуборочного комбайна. Данная математическая модель основана на применении векторного метода исследования рычажных механизмов и позволяет в зависимости от поставленных целевых показателей проводить расчет кинематических и силовых характеристик пальчикового механизма шнека с последующей оптимизацией его параметров. Использование предложенной математической модели пальчикового механизма шнека в современных математических пакетах позволяет в короткие сроки и с высоким качеством проводить исследования и оптимизацию аналогичных по структуре рычажных механизмов.

Введение

Как известно шнек жатки зерноуборочного комбайна предназначен для сужения потока срезанной хлебной массы с дальнейшей ее подачей пальчиковым механизмом к последующему рабочему органу (как правило, приемному битеру или плавающему транспортеру наклонной камеры). При работе на засоренных полях или полях с высокой урожайностью одной из наиболее часто фиксируемых поломок элементов конструкции шнека жатки зерноуборочного комбайна является выход из строя пальцев пальчикового механизма. Обычно данная поломка происходит при попадании под палец постороннего предмета (например, камня) или при попытке протаскивания пальчиковым механизмом срезанной хлебной массы высокой плотности. Вовремя не выявленная поломка пальцев шнека может привести к снижению качества технологического процесса уборки, а в худшем случае к попаданию отломанной части пальца шнека в зону обмолота.

Полностью исключить возможную поломку пальцев шнека не представляется возможным, т.к. их усиление неизбежно ведет к необходимости усиления всех элементов конструкции шнека, связанных с пальчиковым механизмом, а это в свою очередь скажется на увеличении металлоемкости конструкции шнека в целом. Поэтому многие производители современной зерноуборочной техники пошли по пути введения в конструкцию пальчикового механизма шнека предохранительного элемента – проточки на пальце, диаметром на 2…3 мм меньше, чем основной диаметр пальца. Оптимальное расположение данной проточки от оси вращения пальца, позволяет на определенном угле охвата пальчиковым механизмом срезанной хлебной массы, гарантировать поломку пальца шнека не по основному диаметру, а по проточке. Причем конструкцией шнека не предусматривается выпадение отломанной части пальца из цилиндра шнека.