Разработка способа оценки взаимодействия колесных движителей сельскохозяйственных тракторов в составе МТА с почвой

• Автор: Ширяева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 212 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Физическая сущность процесса буксования ведущего колеса трактора
1.2 Способы определения коэффициента буксования при тяговых испытаниях колесных тракторов
1.3 Аппроксимация кривой буксования колесного трактора с учетом его конструктивных параметров и основных характеристик почвы
1.4 Влияние скорости движения и неравномерности режима нагружения на буксование колесного движителя
1.5 Допустимый коэффициент буксования ведущих колес трактора и его влияние на структуру и плодородие почвы
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Анализ современной теории оценки тягово-сцепных свойств тракторов с колесной формулой 4К2 и некоторые её дополнения
2.2 Динамика процесса буксования тракторов с колесной формулой 4К2
2.3 Полная характеристика несущей способности почвы
2.4 Корректировка тягового расчета трактора
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Выбор и обоснование объекта исследования
3.2 Регистрируемые параметры трактора МТЗ-80Л
3.3 Программа экспериментальных исследований трактора ХТЗ-150К
3.4 Регистрируемые параметры трактора ХТЗ-150К
3.5 Экспериментальное определение коэффициента буксования
трактора ХТЗ-15 ОК
3.6 Методика определения фактурного состава почвы при взаимодействии с ней ведущих колес трактора ХТЗ-150К (определение допустимого коэффициента буксования)

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4Л Исследование динамичности процесса нагружения колесных тракторов в составе МТА
4.2 Тягово-сцепные свойства трактора МТЗ-80Л в составе МТА при выполнении почвообрабатывающих операций на полях различной жесткости
4.3 Тягово-сцепные свойства трактора ХТЗ-150К в реальных условиях эксплуатации
ГЛАВА 5. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ПО РАСЧЕТУ И ПОСТРОЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАКТОРА С КОЛЕСНОЙ ФОРМУЛОЙ 4К
5.1 Выбор среды реализации алгоритма
5.2 Численные методы решения нелинейных систем уравнений в среде МаШсаб
5.3 Алгоритм определения тягово-сцепных свойств трактора с колесной формулой 4К2 и его реализация в среде МаШсаб
5.4 Алгоритм определения тягово-сцепных свойств трактора с колесной формулой 4К2 с учетом динамики нагружения (влияние колебаний нагрузки на крюке на коэффициент буксования)
5.5 Автоматизация тягового расчета сельскохозяйственного трактора с использованием расчетно-аппроксимационной зависимости касательной силы тяги в функции коэффициента буксования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Современные почвообрабатывающие агрегаты относятся к категории наиболее сложных технических систем, выполняющих технологические процессы за счет перемещения по полю. При их комплектовании должны учитываться не только высокое качество технологического процесса, максимальная производительность при минимальных удельных топливно-экономических и финансовых затратах, но и экологические ограничительные пороги режимов работы МТА, определяющиеся почвенноклиматическими условиями, в которых эксплуатируется техника [1]-Экологические ограничительные пороги следует искать по режиму нагружения тракторов тяговым усилием [2].
Зависимость производительности МТА от коэффициента использования сцепного веса <ркр показывает, что оптимальные нагрузочные режимы колесных
тракторов в составе МТА с точки зрения получения максимальной производительности характеризуются значениями ^=0,37...0,39 при
коэффициенте буксования 5 от 25 до 30% для тракторов с колесной формулой 4К2 и ^=0,4... 0,45 при коэффициенте буксования 8 до 16% для тракторов с
колесной формулой 4К4 [1,3].
Проведенные экспериментальные исследования колесных тракторов различных конструктивных схем в засушливой зоне Волгоградской области показывают, что указанные режимы нагружения нельзя считать оптимальными [4]. Связано это с ветровой эрозией, разрушающей основное средство сельскохозяйственного производства — почву. Народному хозяйству ветровая эрозия почв причиняет огромный вред: на значительных площадях гибнут посевы сельскохозяйственных культур, мелкозем засыпает шоссейные и железные дороги, оросительные каналы, хозяйственные постройки и т.д. Поля можно пересеять, коммуникации расчистить, неся при этом хотя и большие, но поддающиеся исчислению затраты. Однако, невозможно определить ущерб от

интервалы допустимого коэффициента буксования согласуются с предыдущими: для колесных тракторов на плотных почвах - от 15 до 18%, на рыхлых - от 25 до 30%.
Н.Г. Сураев [35], исходя из критерия максимального КПД трактора, определяет допустимое буксование для колесных тракторов класса 30...50кН от 7 до 15% на поле под посев, от 15 до 24% на стерне.
Б.С. Свирщевский [36] считает, что для колесных тракторов допустимое буксование должно составлять 10% и более, для гусеничных менее 10%.
В работах [37,38] были проанализированы расчетные данные, полученные в ходе определения экспериментальной зависимости коэффициента сцепления от буксования, и установлены значения предельно допустимого буксования с точки зрения наилучших тягово-сцепных свойств ведущего колеса и минимальных потерь производительности МТА для различных почвенных эксплуатационных условий. Этот анализ заключался в установлении диапазона изменения (прироста) буксования в процентах, равного приросту касательной силы тяги в процентах. Только при таком соотношении агрегат может работать с наибольшей производительностью. Предельно допустимым буксованием по этому критерию для колесных тракторов при работе на стерневом фоне при низкой влажности СУ=5...7%) для среднесуглинистых и тяжелосуглинистых светло-каштановых почв можно считать буксование в пределах от 18 до 20%, при нормальной влажности (¥=18%) - от 15 до 17%, при повышенной влажности ^=28...30%) -от 10 до 12%, для подготовленной под посев почвы нормальной влажности - от 15 до 17%.
А.П. Парфенов [39] предлагает определять допустимое буксование через коэффициент использования сцепного веса. Он указывает на то, что зависимость буксования от тягового усилия является устойчивым показателем сцепных свойств тракторов данного типа и класса на определенном почвенном основании. Поэтому обоснованный предел буксования с достаточной точностью для целей классификации характеризует тяговые возможности тракторов. Одновременно он отмечает произвольный, в известной степени, выбор предельных значений буксования (20% для колесного и 7% для гусеничного трактора). Автор видит