Повышение эффективности функционирования самоходной малогабаритной почвообрабатывающей фрезы оптимизацией конструктивно-технологических параметров : на примере фрезы ФС-0,85

• Автор: Купряшкин, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 220 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обзор исследований в области ротационных почвообрабатывающих машин

Классификация ротационных машин и самоходных малогабаритных почвообрабатывающих фрез СМПФ
Анализ существующих классификаций ротационных машин Анализ конструкций самоходных малогабаритных почвообрабатывающих машин

Предлагаемая классификация ротационных почвообрабатывающих машин

Анализ динамических нагрузок в приводе и способов их снижения при работе почвообрабатывающих фрез Предпосылки к выбору способа повышения функционирования СМПФ и его практическая реализация Цели и задачи исследования
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КУРСОВОЙ УСТОЙЧИВОСТИ САМОХОДНОЙ МАЛОГАБАРИТНОЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ФРЕЗЫ Общие введения о курсовой устойчивости СМПФ Кинематика фрезерных почвообрабатывающих машин Динамика рабочего органа и фрезбарабанов СМПФ Динамические условия курсовой устойчивости почвообрабатывающей фрезы

Анализ курсовой устойчивости СМПФ

Анализ курсовой устойчивости СМПФ в продольновертикальной плоскости

Анализ курсовой устойчивости СМПФ в продольновертикальной плоскости при качании относительно оси ходовых колес
Анализ баланса потребляемой мощности СМПФ Выводы
ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Задачи экспериментальных исследований Программа исследований Методики экспериментальных исследований Методика планирования многофакторного эксперимента Методика обработки экспериментальных данных Методика многокритериальной оптимизации параметров и режимов работы СМПФ
Методики исследование физикомеханических свойств почвы Методика определения качества крошения почвы Методика энергетической оценки функционирования СМПФ Оборудование для проведения экспериментальных исследований
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
Результаты лабораторных исследований
Анализ силового взаимодействия фрезерных рабочих органов СМПФ с почвой
Анализ курсовой устойчивости СМПФ в продольновертикальной плоскости
Анализ энергоемкости процесса фрезерования почвы СМПФ Анализ результатов многокритериальной оптимизации режимов работы СМПФ и энергоемкости процесса обработки почвы
4.2 Краткое описание предлагаемой конструкции СМПФ с бесступенчатым регулированием поступательной скорости и подачи
на нож
4.3 Результаты полевых испытаний
4.3.1 Анализ энергоемкости процесса фрезерования почвы СМПФ в
полевых условиях
4.3.2 Анализ агротехнической оценки полевых испытаний
Выводы
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАБОТЫ СМПФ С
БЕСТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Таким образом, экспериментальные данные исследователей показывают, что увеличение окружной скорости приводит к возрастанию расхода энергии на ротационную обработку почвы и следовательно, для снижения энергоемкости необходимо работать на возможно низких окружных скоростях, допускаемых по требованиям агротехники. Влияние поступательной скорости на энергоемкость показали при исследованиях Г. Бернацки 1, что с увеличением показателя V,, резко возрастает удельная работа на фрезерование и, особенно на малых подачах 9. Отсюда возникает необходимость выявления степени влияния подачи на энергоемкость фрезерования почвы. По данным В. С. Сурилова и Б. Д. Докина 1 с увеличением подачи на нож потребная мощность на фрезерование уменьшается по выпуклой кривой. При дальнейшем увеличении подачи интенсивность снижения мощности несколько падает. Уменьшение мощности составляет до при увеличении подачи на нож с 0, до 0, м. Это объясняется тем, что с увеличением подачи уменьшается интенсивность крошения почвы и удельные энергозатраты на резание почвы. С увеличением поступательной скорости влияние подачи на снижение мощности увеличивается. Приведенные данные показывают, что с точки зрения снижения энергозатрат обработка почвы должна производиться на возможно больших подачах, допускаемых по агротехническим требованиям. Выбор подачи, в этом случае, можно обеспечить регулирование поступательной скорости машинного агрегата путем выбора необходимой передачи коробки скоростей . Однако это возможно при наличии многоступенчатой коробки скоростей. Снижение энергоемкости процесса обработки почвы можно добиться увеличением ширины захвата машины . Проведенные исследования показали, что с увеличением ширины захвата фрезы более, чем в 3 раза энергозатраты на фрезерование увеличились лишь в 2,2 2,3 раза. Это объясняется тем, что с увеличением ширины захвата меняется лишь число средних секций, условия, работы которых одинаковы. Число же крайних секций остается постоянным. Сказанное выше не означает, что необходимо стремиться к максимальной ширине захвата ротационной почвообрабатывающей машины, так как ее чрезмерное повышение может резко увеличить подталкивающее усилие и вес машины. Профессор Л. Д. Далин заметил, что в процессе отрезания почвенной стружки каждый нож перемещается с переменным углом резания относительно траектории движения рисунок 1. Для определения угла резания а существуют несколько расчетных зависимостей, предлагаемые различными авторами , , 5. В. Н. С0 Бр
1. X кинематический показатель р угол поворота фрезбарабана, град. На ряду с углом резания , минимальный угол установки ножа у для исследователей представляет практический интерес. При малом его значении увеличивается сопротивление резанию и скатывание частичек почвы с полки ножа, т. Для аналитического определения минимального угла установки ножа большой практический интерес представляют работы И. М. Гринчука , , . Ае, 1. Ас поправочный угол, град. Бр Я
1. Дальнейшее развитие уравнения 1. Н. Б. Рассмотренные способы определения оптимального угла установки рабочего органа рассмотрены на примере определения затылочного угла е. Это усложняет задачу и снижает точность полученных математических зависимостей. Для упрощения указанной задачи профессором Л. В уравнение 1. Исследуя вопрос определения угла резания В. Полученное им условие 1. Практическое использование условия 1. Рисунок 1. Величина угла резания а минимальна при встрече лезвия ножа с поверхностью почвы и максимальна при выходе из зоны, контакта с почвой. Это приводит к значительному разбрасыванию обработанной почвы и повышению расхода энергии, а иногда и к выталкиванию фрезбарабана из почвы. В опытах А. Д. Далина наблюдалось медленное нарастание потребной мощности с увеличением углов резания до и более быстрое при дальнейшем увеличении угла резания. В результате чего он пришел выводу, что допустимым является угол резания в пределах . Для снижения расхода энергии на обработку почвы Г. Ф. Попов 8 предложил конструкцию фрезерного барабана с постоянным углом резания.