Повышение эффективности использования культиваторного агрегата улучшением устойчивости движения дисками-движителями

• Автор: Гашенко, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Повышение производительности машиннотракторных агрегатов МТА путем улучшения устойчивости движения

1.2. Оценка устройств автоматического направления движения агрегата

1.3. Анализ стабилизирующих элементов, повышающих устойчивость движения агрегата.

1.4. Создание тягового усилия ротационными рабочими органами машиннофакторного агрегата
1.5. Обзор консфукций почвообрабатывающих машинных агрегатов с рабочими органамидвижителями.

1.6. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ НАВЕСНОГО КУЛЬТИВАТОРНОГО АГРЕГАТА ДИСКАМИДВИЖИТЕЛЯМИ.
2.1. Определение дифференциального уравнения угловых колебаний навесного культи ваторного агрегата с дисками движителями
2.2. Определение активной площади дискадвижителя.
2.3. Определение движущей силы диска движителя
2.4. Обоснование тягового баланса культи ваторного агрегата с активными дискамидвижителями.
2.5. Обоснование мощностного баланса культиваторного агрегата с активными дискам идвижителями.
2.6. Выводы.
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Планирование экспериментальных исследований
3.2. Лабораторные исследования.
3.3. Полевые исследования
3.4. Методика обработки экспериментальных данных.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОАНАЛИТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Реализация многофакторного эксперимента.
4.2 Зависимость удельных затрат мощности и движущей силы от конструктивных и режимных параметров.
4.3. Зависимость энергетических и силовых показателей от частоты вращения дискадвижителя
4.4. Влияние режима работы дисковдвижителей и глубины обработки на энергетические параметры экспериментального агрегата.
4.5. Влияние крюкового усилия на тяговые и топливоэкономические показатели экспериментального агрегата.
4.6. Влияние дисковдвижителей на силы и реакции, действующие в навесном экспериментальном агрегате.
4.7. Сравнительная оценка устойчивости движения экспериментального и серийного агрегатов
4.8. Сравнительная оценка работы культиваторного агрегата с дискамидвижителями и серийного культиватора КОН2,8.
4.9. Производственные испытания культиваторного агрегата с дискамидвижителями
4 Выводы.
5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КУЛЬТИВАТОРНОГО АГРЕГАТА С ДИСКАМИ
ДВИЖИТЕЛЯМИ
ВЫВОДЯ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей задачей сельскохозяйственного производства в современных условиях является обеспечение дальнейшего роста производительности труда на всех операциях по возделыванию сельскохозяйственных культур при сохранении высокого качества выполнения работ. Задача эта успешно выполняется. Созданы и получили повсеместное распространение скоростные широкозахватные сельскохозяйственные машины, приводимые в движение энергонасыщенными тракторами. Разработаны и применяются машины с комбинированными рабочими органами, выполняющие за один проход несколько технологических операций. Продолжается проектирование новых, ещ более мощных моделей скоростных тракторов и комплексов машин к ним.
Однако вторая часть проблемы, связанная с обеспечением высокого качества работы машин с комбинированными рабочими органами ротационного действия при повышенных рабочих скоростях, ещ не может считаться полностью решенной. При движении агрегата по поверхности почвы на него оказывают дополнительное динамическое воздействие неровности рельефа, неоднородность почвы по составу, влажности и механическим свойствам, сообщающие агрегату дополнительные перемещения, выходящие за допустимые пределы не прямолинейности движения. Агрегат в ряде случаев приобретает свойства механической колебательной системы и его движение становиться менее устойчивым в горизонтальной плоскости, что приводит к снижению качества технологических операций, выполняемых на повышенных скоростях, особенно при междурядной обработке пропашных культур.
Актуальность


Таким образом, в результате неравномерности удельного сопротивления почвы, оказавшейся по всей ширине захвата культиватора, а так же под действием ряда других факторов, на сцепном устройстве трактора возникает поворачивающий момент, стремящий отклонить агрегат от прямолинейного движения 5, 6. По данным экспериментальных исследований А. И. Корнева установлено, что только за счет криволинейности пути производительность агрегатов на различных видах полевых работ снижается на . Добавим, непостоянство свойств почвы в пределах обрабатываемого поля отрицательно сказывается на работе тракторного двигателя. Это объясняется непрерывными колебаниями тягового сопротивления сельскохозяйственной машины, приводящими к колебаниям режима загрузки двигателя. Колебания загрузки двигателя приводят к изменению процессов в системе автоматического регулирования подачи топлива и воздуха, вызывая ухудшение процесса сгорания 3. С ростом поступательной скорости движения агрегата происходит увеличение коэффициента удельного сопротивления сельскохозяйственной машины , , что неизбежно вызывает увеличение колебаний загрузки двигателя. Мисоср, кВт 1. Фу угловая скорость вала двигателя при его загрузке соответственно постоянным и переменным номинальным крутящим моментом, радс. Доказано, что снижение мощности двигателя тем больше, чем больше динамичность изменения момента сопротивления на валу двигателя, при этом снижение может достигать . Исследованием устойчивости движения почвообрабатывающих машин занимались многие ученые. Первые разработки принадлежат основоположнику земледельческой механики академику В. П. Горячкину. Дальнейший анализ устойчивости движения почвообрабатывающих агрегатов представлен большим количеством работ многих авторов, в том числе И. И. Артоболевского 5, П. М. Василенко , , А. И. Тимофеева 8, 9, Ю. К. Киртбая , Ю. А. Пейсаховича , , В. И. Фортуны 1, 2, В. Ф. Коновалова , Х. А. Хачатряна 3, 4, В. А. Ксендзова , Л. В. Гячева , . В ряде работ основной целью являлось определение только условий устойчивости движения на основе методов А. М. Ляпунова, что недостаточно для инженерного расчета рациональных конструкторских параметров машин. Для практики при исследовании устойчивости движения машин необходимо их различные конструктивные варианты сопоставлять не только по признаку наличия или отсутствия устойчивости, но также и но степени устойчивости . По мнению Л. В. Гячева , условия устойчивости движения А. М. Ляпунова с точки зрения земледельческой механики являются самыми нестрогими, обеспечивающими лишь работоспособность объекта, но не обеспечивающими требуемого качества выполнения заданного технологического процесса. Как считает И. В. Баев 9, наиболее точным является определение устойчивости, сформулированное Х. А. Хачатряном движение мобильного сельскохозяйственного агрегата устойчиво, если он мало восприимчив к внешним, ограниченным по величине возмущениям, старающихся вывести его из заданного направления, а при отклонениях от курса не выходят за пределы определенных границ и стремится возвращаться к исходному или близкому к нему движению 4. А.М. Ляпунову и практическую, обеспечивающую заданное агротехникой качество что в качестве критериев устойчивости применять для динамической устойчивости критерии Гурвица или Михайлова, для степени запаса динамической устойчивости допустимую длительность запаздывания управляющего воздействия, а для практической устойчивости дисперсию среднеквадратическое значение бокового отклонения агрегата или его рабочих органов, или показатель устойчивости, определенный по воздействию на рулевое управление агрегата . Исходя из вышеизложенного, можно сказать, что для повышения устойчивости движения агрегата, работающего на повышенных скоростях при действии на него возмущающих факторов, необходимо стабилизировать заданную траекторию движения и освободить тракториста от большого физического напряжения по управлению агрегатом. Высокие требования к качеству технологического процесса, выполненного агрегатом на высоких скоростях, значительно усложняют работу тракториста при ручном вождении МТА и требуют введения в конструкцию агрегатов специальных устройств стабилизации их движения в горизонтальной плоскости. К числу таких устройств относятся системы автоматического направления движения САНД рис. Рисунок 1.