Повышение эффективности машинно-тракторных агрегатов с колесными тракторами классов 1,4, 2 и 3 на основе оптимизации параметров движителей

• Автор: Ревенко, Валерий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Методы улучшения тяговосцепных показателей колесных тракторов.

1.2 Анализ процесса возникновения нормальных и касательных напряжений в пятне контакта колеса с почвой.

2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ С ОПОРНЫМ

ОСНОВАНИЕМ.

2.1 Вопросы кинематики взаимодействия деформируемого колеса с опорным основанием

2.2 Метод расчета касательной силы тяги эластичного

колеса.

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Оценка показателей взаимодействия единичного пневматического движителя с опорным основанием
3.1.1 Объекты и цель проведения исследований
3.1.2 Приборное оснащение.
3.1.3 Методика определения площади пятна контакта и нормальных давлений под грунтозацепами.
3.1.4 Методика определения сопротивления качению одиночных движителей
3.2 Оценка тяговых показателей тракторов, оснащенных шинами различных типоразмеров
3.2.1 Объекты и цель проведения исследований
3.2.2 Приборы и оборудование
3.2.3 Методика определения тяговых показателей тракторов
3.3 Эксплуатационнотехнологическая оценка работы тракторных агрегатов.
3.3.1 Объекты и цель проведения исследований
3.3.2 Приборы и оборудование .
3.3.3 Методика выполнения работ.
3.4 Оценка уровня воздействия на почву объектов исследований
3.4.1 Цели и задачи исследований
3.4.2 Приборы и оборудование
3.4.3 Методика проведения работ.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1 Показатели взаимодействия единичного движителя с опорным основанием.
4.1.1 Деформационные характеристики шин.
4.1.2 Определение площади контакта шин с деформируемым опорным основанием.
4.1.3 Изменение пятна контакта при движении колеса с различной скоростью в ведомом режиме.
4.1.4 Расчетный метод определения площади пятна контакта колесного движителя на жестком опорном основании.
4.1.5 Определение давлений под грунтозацепами движущегося колеса.
4.1.6 Обобщение результатов оценки взаимодействия одиночных движителей с опорным основанием
4.2 Тяговые показатели тракторов, оснащенных колесными движителями различных типоразмеров
4.2.1 Тяговые показатели трактора МТЗ
4.2.2 Тяговые показатели трактора МТЗ.
4.2.3 Тяговые показатели трактора Т0К.
4.2.3.1 Оценка расхода топлива и сопротивления качению трактора Т0К.
4.2.3.2 Результаты тяговых испытаний трактора Т0К на стерне колосовых.
4.2.3.3 Тяговые показатели трактора Т0К на поле, подготовленном под посев
4.3 Зависимость тяговосцепных показателей тракторов класса
1,4 и 3 от площади опорного основания движителей
4.4 Результаты изменения агрофизических свойств почвы в следах тракторов
4.4.1 Уровень воздействия на почву тракторов МТЗ и МТЗ.
4.4.2 Результаты изменения агрофизических свойств почвы при воздействии движителями трактора Т0К
4.5 Эксплуатационнотехнологические показатели тракторов .Л
4.5.1 Показатели работы машин и орудий, агрегатируемых с трактором Т0К.
4.5.2 Эксплуатационнотехнологическая оценка работы агрегатов с трактором МТЗ.
4.5.3 Оценка работы агрегата МТЗСП
2КПСБЗСС.
4.6 Краткие выводы.
5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРОВ С ДОПУСТИМЫМ УРОВНЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВУ.
5.1 Общие положения
5.2 Расчет эффективности инвестиций по внедрению широкопрофильных шин на трактор Т0К
5.3 Расчет экономической эффективности использования трактора МТЗ с двумя вариантами движителей.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Регулирование внутришинного давления позволяет в широких пределах изменять площадь контакта с опорной поверхностью в 1,5. Однако, вследствие пониженной слойности и увеличенной деформации, шина работает в очень напряженном режиме, с одновременным ростом внутренних потерь. Практическое применение этих систем приводит к усложнению и удорожанию с. Следует также учитывать, что чрезмерное уменьшение давления повышает коэффициент сопротивления качению изза увеличенного расхода энергии на деформацию резинокордной оболочки, превышающего расход энергии на деформацию грунта. В настоящее время широкого распространения на тракторах и сельхозмашинах эти системы не получили. Существенно повысить проходимость позволяют арочные шины, названные так изза формы профиля напоминающего арку. Эти шины имеют двустороннее закрепление бортов и большую ширину профиля, равную . Арочные шины оснащены прочным тонкослойным каркасом из полиамидного корда, резиновым брекером. Данный тип движителей распространен на кормоуборочной технике. К недостаткам арочных шин следует отнести повышенный износ и сопротивление качению на жестком опорном основании, а также трудности с регламентируемыми габаритными размерами тракторов и машин, обусловленные увеличенной шириной колес. Широкопрофильные шины были созданы в результате дальнейшего развития конструкции шин с регулируемым давлением воздуха и арочных шин. Увеличение ширины профиля без изменения наружного диаметра позволили повысить грузоподъемность шины и сохранить тяговые свойства арочной. Коэффициенты сопротивления качению этих шин в два раза меньше, чем у арочных, и на . Очередным качественным этапом в вопросе повышения эффективности использования тракторов и сельхозмашин является переход от диагональных, к шинам с радиальным расположением нитей корда в каркасе. Основные преимущества такого типа движителей большее на . Расположение нитей корда обеспечивает высокую эластичность боковых стенок шины, многослойный брекер стабилизирует грунтозацепы, равномерно распределяя давление в площади контакта . Для повышения проходимости мобильных агрегатов в условиях движения по грунтам с низкой несущей способностью заболоченная местность, песок, снег были разработаны пневмокатки. Они имеют тонкослойную 2. НВ0,8. Па. Задача оптимизации параметров шины, направленная на улучшение показателей использования тракторов и их агрегатов, может решаться не только путем изменения давления в шине, вариацией е конструктивных особенностей исполнения каркаса, брекера, боковин, но и изменением основных геометрических размеров шины наружного диаметра, ширины профиля, его высоты Н, отношения НВ, диаметра обода. От соотношений этих размеров зависит форма опорной поверхности и ее ориентация в направлении движения. Она в свою очередь оказывает существенное влияние на тяговосцепные свойства трактора. Узкая, длинная поверхность контакта и соответственно, узкая шина большого диаметра, в большинстве случаев эффективнее широкой, если трактор работает на почвах с хорошей несущей способностью. Короткая форма пятна контакта требует большего буксования для генерации одинаковых деформаций почвы и усилий сдвига. Однако, шины большой ширины обладают меньшей материалоемкостью, менее нагружают трансмиссию, снижают глубину следа и уплотнение почвы. Грузоподъемность шины с ростом ширины растет быстрее, чем с ростом диаметра. Следует отметить, что увеличение размеров шины имеет определенные границы. Так рост наружного диаметра шины приводит к более высокому расположению центра тяжести трактора, снижению устойчивости, повышению нагруженности трансмиссии. С другой стороны, более широкая шина хуже очищается и ее размер ограничивается требованиями к габаритной ширине трактора. В работе Войтикова Л. В. была предпринята попытка выяснить, до каких пределов необходимо увеличивать размеры шины, чтобы получить максимальный тяговый КПД колеса. Для тракторных шин ,0 и ,9Р расчетным путем было установлено, что тяговый КПД увеличивается с ростом ширины шины до 2, м и наружного диаметра до ,5м. Дальнейшее увеличение размеров не приводит к повышению тягового КПД.