Повышение эффективности культиваторного агрегата с трактором класса 0,6 применением активных колес-рыхлителей

• Автор: Кобелев, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ТЯГОВОСЦЕПНЫХ СВОЙСТВ ТЯГОВЫХ МАШИННОТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

1.1. Пути повышения производительности тяговых машиннотракторных агрегатов МТА.

1.2. Повышение тяговосцепных качеств тракторов

1.3. Вовлечение прицепных машин в процесс создания силы тяги машиннотракторного агрегата через ВОМ трактора

1.4. Анализ конструкций отечественных и зарубежных машин.

1.5. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ АКТИВНОГО КОЛЕСАРЫХЛИТЕЛЯ

2.1. Контактные зоны жесткого колеса с почвой

2.2. Определение геометрических параметров профиля кулачка в активном колесерыхлителе.

2.3. Определение параметров дискового ножа.

2.4. Анализ движения активного колесарыхлителя
2.5. Тяговый баланс культиваторного агрегата с активными колесамирыхлителями
2.6. Мощностпой баланс культнваторного агрегата с активными колесами
рыхлителями
ГЛАВА 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.3. Планирование эксперимента.
3.4. Экспериментальная установка.
3.5. Методика обработки экспериментальных данных.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Реализация многофакторного эксперимента
4.2. Влияние выбранных факторов на удельные затраты мощности.
4.3. Влияние факторов на формирование движущей силы
4.4. Зависимость энергетических показателен и движущей силы от окружной скорости активного колесарыхлителя.
4.5. Зависимость энергетических и силовых показателей активного колесарыхлителя от угла установки кулачка
4.6. Зависимость энергетических и силовых показателей активного колесарыхлителя от тягового сопротивления
4.7. Влияние глубины обработки и режима работы скорости движения активных колесрыхлителей на энергетические параметры экспериментальной установки
4.8. Влияние крюкового усилия на тяговые и топливноэкономические показатели культи ватерного агрегата.
4.9. Сравнительная оценка работы культиваторного агрегата с активными колесамирыхлителями и навесного культиватораокучника КОМ2,
4 Результаты сравнительных испытаний агрегатов.
4 Сравнительная агротехническая оценка качества работы культиваторовокучников КОН2,8К и КОН2,8Б
4 Производственные испытания культиваторного агрегата с активными колесамирыхлителями.
4 Выводы по результатам экспериментов и их анализу.
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ
Развитие сельскохозяйственного производства неразрывно связано с увеличением энергонасыщенное производства. Выполнение технологических процессов сельскохозяйственного производства в основном осуществляется перемещением сельскохозяйственных машин но полю посредством тягача или движителей, которыми снабжается мобильная машина комбайны, тракторы, автомобили и т.д В основу положен принцип тяги трактор сельскохозяйственное орудие плуг, культиватор и т.д Энергия двигателя передается движителям, посредствам которых осуществляется передвижение мобильной машины по почве. Поэтому для выполнения тягового мобильного технологического процесса необходимо наличие определенных соотношений между мощностью двигателя, массой и скоростью движения. Нарушение этих соотношений приводит к значительному недоиспользованию мощности двигателя при недостаточной массе трактора или излишней его массе при ограниченных возможностях двигателя.
Повышение производительности агрегатов при классическом способе передачи энергии ведущие колеса трактора почва возможно только за счет увеличения скорости движения, которая должна обеспечиваться соответствующим ростом мощности двигателя при сохранении массы трактора. Однако при увеличении скорости движения сопротивление почвы почвообрабатывающим орудиям возрастает не пропорционально этой скорости, а быстрее. При расчетной номинальной скорости движения сопротивление почвообрабатывающих орудий оказывается больше номинальной силы тяги трактора, вследствие чего увеличивается буксование ведущих колес, снижается рентабельность работ.
Существует множество способов снижения тягового сопротивления орудий, которые можно подразделить на три группы
Первая группа усовершенствование пассивных рабочих органов
покрытие поверхности отвала полимерами, вибрация корпуса, замена крыла отвала роликом или сферическим диском и т.п
Вторая группа установка дополнительных активных роторов вертикальный ротор вместо крыла отвала, фрезерная секция вместо предплужника и т.п Другими словами, вторая группа характеризуется созданием комбинированных рабочих органов.
Третья группа характеризуется созданием орудий с активными рабочими органами, а также машины с рабочими органами движителями.
Технологическое сопротивление движению рабочих органовдвижителей способствует снижению суммарного тягового сопротивления почвообрабатывающей машины. Следует отметить, что энергонасыщенный трактор в агрегате с рабочими органамидвижителями не будет иметь ограничений по сцепление движителей с почвой. Горизонтальная составлявшая реакции почвы будет направлена на улучшение тяговых скоростей тракторов, особенно колесных. Это создаст условия и рационального использования мощности двигателя и способствует увеличение производительности машинного агрегата. При этом рост производительности может осуществляться за счет повышения рабочих скоростей и увеличения ширины захвата почвообрабатывающих агрегатов.
Анализ различных конструкций орудий с рабочими органамидвижителями показал, что наиболее эффективным применением органовдвижителей является использование их вместо опорных колес почвообрабатывающих агрегатов.
Актуальность


В результате появляется избыточная мощность двигателя, которая не может быть использована ни для повышения скорости, ни для увеличения ширины захвата и грузоподъемности существующих агрегатов. Рис. Рис. О Э. Рис. Однако рост единичной массы тракторов влечет за собой усиление вредных воздействий их ходовых систем на почву, приводит к переуплотнению и разрушению се, сопровождается повышением стоимости машиннотракторных работ. Исследования показывают, что рост массы тракторов опережает увеличение производительности машиннотракторных агрегатов. В результате этого происходит повышение удельных приведенных затрат на приобретение и эксплуатацию тракторов, имеющих увеличенную массу и, как правило, большую стоимость, и агрегатируемых с ними сельхозмашин 0. ВОМ трактора. Повышению тяговосцепных качеств колесных машин посвящены работы Чудакова Е. Л., Чудакова Д. А., Гуськова В. В., Лефзрова А. Х., Скойбеды А. Т., Харитончика Е. М., Смирнова Г. А., Аксенова П. В., Платонова В. Ф. и многих других , , , , , 6, 9, 3, 4, 8, 7, 8. В результате исследований установлено, что наиболее простым способом увеличения тяговосцепных качеств тракторов является увеличение их массы. С вес трактора, Н максимальный коэффициент сцепления движителя с почвой Л коэффициент использования сцепного веса коэффициент сопротивления самопередвижению Уп наибольшая рабочая скорост, соответствующая номинальному тяговому усилию, кмч. Однако увеличение массы сельскохозяйственных тракторов, как было отмечено ранее, не всегда оправдано, вследствие переуплотнения почвы и снижения урожайности сельскохозяйственных культур . Так в работе определено, что тяговосцепные качества современных отечественных тракторов позволяют реализовать мощность двигателя через крюк при уровне энергонасыщенности, равной ,5. Втт у колесных тракторов и около ,2 кВтту гусеничных тракторов. Эффективным способом повышения тяговосцепных качеств тракторов является увеличение сцепления движителя с почвой. На практике часто пользуются дополнительными устройствами, устанавливаемыми на тракторные движители, например, полугусеничный ход, съемные цепи противоскольжения и т. Так тракторы семейства МТЗ имеют ряд устройств, предназначенных для улучшения их тяговосцепных качеств привод переднего моста, устройство блокировки межколесного дифференциала ведущего моста, гидроувеличитель сцепного веса, силовое и позиционное регулирование положения навесного орудия и др. Опыт использования колесных тракторов показывает, что полноприводная схема бывает более предпочтительной при использовании трактора как тягового средства. К4, имели все тракторы мощностью свыше ,5 кВт. Все шире применяется привод переднего моста и для тракторов мощностью порядка кВт. Предполагается, что на всех перспективных моделях колесных тракторов будет использована колесная формула 4К4 2,4, . Трудности реализации мощности двигателя в тяговую мощность трактора приводят к необходимости использования бортовых микроЭВМ в процессе управления устройствами, предназначенными улучшать тяговосцепные показатели тракторов 2. Относительно целесообразности широкого внедрения бортовых микроЭВМ в ближайшие годы еще нет единого мнения, так как их стоимость составляет до стоимости трактора 6. Однако, фирмы Франция, Австрия , Канада , США, i США и ряд других уже в настоящее время выпускают отдельные модели тракторов с бортовыми микроЭВМ, и не вызывает сомнений, что колесный трактор года будет иметь бортовую микроЭВМ в качестве штатного оборудования 9. Перспективы широкого внедрения систем автоматизированного управления различными устройствами, предназначенными для улучшения тяговосцепных показателей колесных тракторов, представлены на рис. Под широким внедрением указанных систем подразумевается не серийный выпуск отдельных моделей тракторов с этими системами, а их массовое применение на большинстве находящихся в эксплуатации машин. Достаточно простым способом повышения тяговосцепных качеств тяговых средств является использование сочлененных тракторов , . При этом используется несколько наиболее распространенных схем агрегатирования шарнирное сочленение трактов по типу тандем рис.