Разработка и исследование пропашного культиватора с одновременной регулировкой секций для обработки почв, засоренных камнями

• Автор: Уртаев, Таймураз Асланбекович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 202 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОБЛЮДЕНИЮ ГЛУБИНЫ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, И ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ РАБОЧИХ ОРГАНОВ КУЛЬТИВАТОРОВ НА ЗАСОРЕННЫХ КАМНЯМИ ПОЧВАХ
1.1 Особенности современных конструкций машин для обработки почвы в
междурядьях пропашных культур
Выводы
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Теоретическое обоснование конструкции и рабочих параметров
2.1.1 Схемы предлагаемой культиваторной секции
2.1.2 Обоснование параметров упругой составной стойки
2.1.3 Обоснование параметров пружинного предохранителя
2.1.4 Колебания рабочего органа предлагаемой культиваторной секции
2.1.5 Исследование влияния вынужденных колебаний рабочего органа
предложенной секции культиватора на качество работы
2.2 Обоснование параметров пневматического привода
2.2.1 Обоснование параметров пневматической камеры
Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Исследование каменистости почв полей горной и предгорной местности РСО-Алания
3.2 Предварительные лабораторные исследования экспериментальных образцов многофункциональных стоек
3.3 Давление в пневмокамере и усилие на штоке в зависимости от его перемещения
3.3 Жесткость предложенных конструкций и основные параметры процесса собственных колебаний рабочего органа
3.5 Исследование образца предлагаемой культиваторной секции в процессе свободных собственных колебаний и при погружении рабочего органа в почву
3.6 Исследования процесса работы пружинного предохранителя секции в лабораторных условиях на динамометрическом стенде
3.7 Энергоемкость обхода препятствия разработанной конструкцией

3.8 Основные результаты полевых исследований предложенных конструкций многофункциональных стоек
3.9 Испытания образца культиваторной секции в режиме ручного и компьютерного управления давлением воздуха в пневмоприводе
3.10 Реализация результатов исследований
3.11 Определение показателей качества обработки почвы
3.12 Описание и техническая характеристика созданного образца пропашного культиватора
Выводы
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМОЙ КОНСТРУКЦИИ ПРОПАШНОГО КУЛЬТИВАТОРА
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А - Акты внедрения результатов работ по теме исследований
Приложение Б - Патент на изобретение
Приложение В - К результатам анализа вынужденных колебаний рабочего
органа
Приложение Г - Графические зависимости но результатам исследований процесса работы составной упругой стойки образца культиваторной секции в предложенных вариантах компоновки
Приложение Д - К исследованиям энергоемкости процесса обхода препятствия образом предложенной культиваторной секции
Приложение Е - Результаты регрессионного анализа зависимостей горизонтального и вертикального перемещения стойки от показаний аналого-цифрового преобразователя (АЦП) при различном давлении в пневмокамере
Приложение Ж - К результатам полевых опытов образца предложенной
культиваторной секции
Приложение И - К оценке качества обработки почвы предложенной конструкцией
Приложение К - К результатам технико-экономической оценки предложенной конструкции
Приложение JI - Награды и дипломы по результатам апробации работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований. В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью выпускаются различные конструкции культиваторов. Для снижения энергоемкости процесса обработки почвы и для обхода небольших камней рабочими органами в конструкциях таких машин применяют упругие стойки и предохранительные устройства.
Недостатком большинства машин является отсутствие в их конструкции эффективных устройств для регулировки жесткости упругих стоек.
При большой жесткости последних снижается амплитуда их колебаний и увеличивается энергоемкость процесса обработки почвы. При недостаточной жесткости нарушается глубина обработки.
Имеющиеся в ряде конструкций пропашных культиваторов устройства для регулировки жесткости упругих стоек на практике очень неудобны. Регулировка каждой стойки производится индивидуально, что требует больших затрат времени и труда. ч
Так как нагрузка на стойку зависит от твердости обрабатываемой почвы, типа установленного рабочего органа, глубины обработки и скорости движения машины, то для максимально эффективной настройки секций с рабочими органами необходимы более простые и эффективные устройства для их регулировки, что позволит в итоге снизить тяговое сопротивление машины и обеспечит соблюдение глубины обработки.
Диапазон варьирования нагрузок на рабочие органы становится значительно шире при эксплуатации культиватора на почвах засоренных камнями.
В связи с этим весьма актуальным является создание пропашного культиватора с одновременной регулировкой секций с упругими стойками для обработки почв, засоренных камнями.
Степень разработанности темы. Для научных исследований посвященных созданию энергоэффективных почвообрабатывающих машин с вибрирующими рабочими органами не потеряли своей актуальности работы В.П. Горячкина, В.А.

Для анализа деформаций отдельных участков составной стойки вводим следующие обозначения: а -плечо скобы; гл - радиус скобы; /, -длина участка скобы йЕ; /2-длина верхнего прямолинейного участка стойки; /3-длина нижнего прямолинейного участка стойки; а-угол наклона плеч скобы к вертикали; асХ - угол поворота радиуса стойки г(1 от точки Р до горизонтали; ас2 -угол поворота от горизонтали до точки К Ьси - ширина скобы; И1К -толщина скобы; /г(, -высота стойки; с1ст -диаметр прутка нижнего участка стойки.
В случае оснащения культиваторной секции жестким грядилем с рабочим органом на стандартной жесткой стойке, вертикальное перемещение рабочего органа будет зависеть от изгиба нижнего плеча С£> упругой скобы и закругления участка ВС.
Определим угол поворота сечения в точке В от действия сил Р7 и Рк (рисунок 2.3), применив метод определения перемещений и углов поворота при помощи приближенного дифференциального уравнения изогнутой оси упругой балки обеспечивающего достаточную точность в 3%, т.е. даже в том случае, когда прогиб составляет 30% от ее длины. В общем случае дифференциальное уравнение имеет вид:
(2.1)

где 8\ I - соответственно прогиб и координата по длине оси балки, м.
Угол поворота
л*<2-2)
М о Еи
Прогиб балки
* = Я|ті/М + С>* + С2> (2.3)
где сх и с2 — произвольные постоянные.
По данной методологии нами проведены исследования, результаты которых приведены в таблице 2.1.