Разработка и обоснование циклоидальных штанговых рабочих органов для обработки почвы

• Автор: Котельников, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 196 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ

ЦИКЛОИДАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ПОЧВЫ
1.1 Исторический мониторинг совершенствования рабочих контуров почвообрабатывающих машин и орудий

1.2 Конфигурация стоек и лап культиваторов

1.3 Работы изобретателей по профилактике забивания лап и стоек почвой и сорняками

1.4 Конъюнктура мирового рынка и перспективные направления развития современных почвообрабатывающих машин

1.5 Оптимизация циклоидального контура стойки культиватора

по экстремуму исходной параметрической функции

1.6 Степень разработанности темы
2 ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛОИДАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
2.1 Математическая модель процесса формирования активного слоя почвы при работе прутов сепарирующего ротора и штанги циклоидального культиватора
2.2 Обоснование диаметра штанги в стойке циклоидального культиватора и прута сепарирующего ротора рыхлителя
2.3 Параметры циклоидального рыхлителя-сепаратора
2.4 Компоненты энергосбережения и оценка энергозатрат на экологически безопасную обработку почвы
2.5 Технологические отрезки обрабатываемого пласта и рабочий
процесс циклоидального контура стойки
2.5. 1 Обработка верхнего участка в зоне бокового скола почвы
циклоидальным контуром стойки
2.5.2 Обработка нижнего участка плоским клином наральника циклоидальной стойки
2.5.3 Обработка среднего участка циклоидальным контуром
и расчёт тягового сопротивления стойки
2.6 Выводы по разделу
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Условия экспериментальных исследований
3.2 Объекты исследования
3.3 Перечень средств измерений и оборудования, применяемых при оценке функциональных показателей согласно СТО АИСТ 4.1 -2
3.4 Электростенд для лабораторных исследований динамики рыхлого слоя почвы, формируемого штангой циклоидальной стойки
3.5 Определение толщины активного слоя почвы при движении наклонной рифленой штанги
3.6 Математическая обработка экспериментальных данных по академику A.A. Сапегину
3.7 Выводы по разделу
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ВНЕДРЕНИЕ ЦИКЛОИДАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
В ПРОИЗВОДСТВО
4.1 Экспериментальная проверка математической модели динамики формирования активного слоя почвы прутом ротора и штангой рыхлителя
4.2 Общая характеристика технологии обработки почвы циклоидальными рабочими органами
4.3 Агротехническая оценка четырехконтурных циклоидальных стоек глубокорыхлителя-щелереза Г Щ-4П на раме серийного плуга
4.4 Агротехническая оценка двухконтурных циклоидальных стоек
культиватора тяжелой серии КТ-3,9 МП на раме серийного плуга
4.5 Агротехническая оценка ротационного рыхлителя ПАРК-6 с циклоидальными рабочими органами
4.6 Компоненты энергосбережения циклоидальными рабочими органами при экологически безопасной обработке почвы
4.7 Тяговое сопротивление стоек глубокорыхлителя-щелереза ГЩ-4Пнараме серийного плуга ПН
4.8 Тяговое сопротивление стоек тяжелого культиватора КТ-3,9 МП
на раме серийного плуга ПН
4.9 Зависимость тягового сопротивления прямой, радиальной
и циклоидальной стоек от скорости движения
4.10 Эксплуатационные затраты мощности циклоидальными рабочими органами агрегата ПАРК-
4.11 Снижение забивания рабочих поверхностей циклоидальных стоек, лап культиваторов и сепарирующих роторов сорняками
4.12 Выводы по разделу
5 МЕТОДИКА ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ЦИКЛОИДАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ПОСТРОЕНИЕ ИХ КОНТУРНЫХ СХЕМ
5.1 Исходные предпосылки расчета параметров и проектирования циклоидальных рабочих органов
5.2 Расчет параметров и построение контурных схем циклоидальной стойки и зуба ротационного рыхлителя
5.3 Построение контурной схемы циклоидального рыхлителя
5.4 Расчет ротационного циклоидального рыхлителя
6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РАЗРАБОТКИ ЦИКЛОИДАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
6.1 Технико-экономические предпосылки для экономии затрат
при использовании предлагаемых рабочих органов
6.2 Расчет окупаемости плуга для безотвальной обработки, обору-

Оставшаяся часть циклоиды выпадает из расчета стойки. Циклоида обладает замечательным свойством, заключающемся в том, что время t движения по полной циклоиде равно времени t движения по ее любому отрезку с меньшей длиной.
1.6 Степень разработанности темы
Общим вопросам энергосбережения й в земледелии посвящены работы П.У.Бахтина, А.И. Тимофеева, Н.В. Краснощекова, А.К. Нанаенко, A.B. Шпилько, П.Н. Бурченко, В.П. Елизарова, И.М. Панова, Т.Н. Синеокова, Ю.И. Кузнецова, Л.С. Орсика, В.П. Иванова, В.Е.Шевченко, А.П. Спирина, А.Ф. Жука, и других ученых в нашей стране и за рубежом. Решены ряд теоретических и прикладных задач в этой области И.К. Макарцом, A.B. Котельниковым, В.Ф. Довгалем, М.Н. Жердевым, В.В. Василенко, A.B. Рыжковым, A.JI. Брежневым, Д.В. Мотиным и другими. Анализ приведенных первоисточников и наше предварительное исследование свойств циклоиды позволяют сформулировать выводы по степени разработанности выбранной темы и наметить цель и задачи исследований.
1 Развитие земледелия неразрывно связано с многовековой историей изыскания новых способов и технических средств обработки почвы, начиная от примитивных форм орудий каменного века до современных универсальных машин с оптимальными энергосберегающими рабочими контурами для экологически безопасной технологии выращивания урожая.
2. По своей форме, конструкции и качеству обработки почвы рабочие органы постоянно совершенствовались и развивались в направлении очистки от почвы и сорняков, снижения энергозатрат, повышения производительности и износостойкости рабочих поверхностей, поиску рациональной геометрической формы и технологической универсальности, начиная от прямого и криволинейного сука до современных циклоидальных рабочих контуров стоек, отвальных поверхностей и сепарирующих роторов.