Повышение эффективности колесных универсально-пропашных тракторов тягового класса 1,4 в растениеводстве путем совершенствования конструктивных параметров движителей и оптимизации технологических режимов

• Автор: Лопарев, Аркадий Афанасьевич
• Шифр специальности: 05.20.01, 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 475 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Влияние движителей колесных тракторов на агрофизические свойства почвы и урожайность возделываемых культур

1.1.1. Природноклиматические условия СевероВостока европейской части России

1.1.2. Оптимальные значения агрофизических свойств почвы для сельскохозяйственных культур
1.1.3. Влияние движителей колесных тракторов на агрофизические свойства почвы и урожай возделываемых культур.

1.1.4. Факторы, влияющие на уплотнение почвы, при

воздействии на нее движителей тракторов.

1.1.5. Оценочные показатели воздействия ходовых частей

тракторов на почву

1.2. Влияние физикомеханических свойств почвы на

тяговосцепиые и энергетические показатели тракторов
1.2.1. Анализ закономерностей деформирования почвы.
1.2.2. Деформирование эластичных движителей колесных тракторов
в процессе взаимодействия с почвой в реальных условиях
1.2.3. Соотношения параметров качения эластичного колеса
по опорной поверхности
1.2.4. Тяговосцепные свойства и энергетические показатели колесных тракторов при движении по почве, подготовленной
под посев.
1.2.5. Анализ методов снижения и устранения уплотняющего воздействия движителей мобильных технологических
средств на почву
1.3. Задачи исследований.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СНИЖЕНИЯ УПЛОТНЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВУ ДВИЖИТЕЛЕЙ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ И ЭНЕРГОЗАТРАТ
НА ИХ ПЕРЕДВИЖЕНИЕ.
2.1. Обоснование снижения непроизводительных энергозатрат тракторов в растениеводстве
2.1.1. Обобщенный метод определения площади поля, контактирующей
с движителями МТА.
2.1.2. Оценка сохранности агрофизических свойств почвы
2.1.3. Преобразование энергетических потоков в колесном сельскохозяйственном тракторе
2.2. Основы теории плоского качения колеса машины по
опорной поверхности
2.2.1. Колесо в системе машина опорная поверхность.
2.2.2. Режимы и причинноследственная связь процесса
качения колеса.
2.2.3. Характеристики сопротивления качению колеса.
2.2.4. Буксование и юз колеса.
2.3. Характеристики взаимодействия движительпочва.
2.3.1. Механические параметры почвы
2.3.2. Деформация почвы под штампами
2.3.3. Показатели деформирования шины.
2.3.4. Влияние эксплуатационных факторов работы тракторов
на процесс взаимодействия их движителей с почвой
2.4. Энергозатраты тракторов на передвижение по почве.
2.5. Выводы по второму разделу.
3. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объекты исследования
3.2. Краткая техническая характеристика стандартных приборов и
оборудования.
3.3. Характеристика и особенности нестандартных приборов и
приспособлений, использовавшихся в опытах, их тарировка
3.4. Приспособления для проведения лабораторных опытов
3.5. Методика проведения лабораторных опытов.
3.6. Методика полевых экспериментов
3.7. Методика проведения агротехнических исследований
3.7.1. Методика полевых моделированных опытов
3.7.2. Методика проведения полевых опытов в производственных условиях
3.7.3. Определение эффективности использования тракторов МТЗ2 с широкозахватными и комбинированными
машинами при возделывании картофеля
3.8. Математические методы планирования и анализа факторных
экспериментов
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Выбор оптимальных параметров ведущего колеса по
сохранности агрофизических свойств почвы.
4.2. Номографическое исследование моделей
4.3. Результаты исследований влияния ведущего колеса
на изменение коэффициента сохранности агрофизических свойств почвы
4.4. Изменение физикомеханических свойств дерново
подзолистой почвы от нормальных давлений.
4.5. Определение зависимости боковых и нормальных
напряжений в почве от вертикальных нагрузок
4.6. Сопротивления почвы сжатию.
4.7. Деформируемость почвы под штампами.
4.8. Деформация и жесткость шин ведущих колес тракторов
тягового класса 1,4
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕВЫХ ОПЫТОВ.
5.1. Параметры тракторов МТЗ и МТЗ
5.2. Площадь поля, контактирующая с движителями тракторов
при возделывании ярового ячменя и картофеля.
5.3. Изменение коэффициента сохранности агрофизических свойств почвы под воздействием ходовых систем тракторов.
5.4. Влияние эксплуатационных факторов трактора тягового
класса 1,4 на распределение напряжений в почве и в шине
5.5. Деформация почвы при воздействии на нее движителей тракторов тягового класса 1,4
5.6. Изменение плотности почвы в зависимости от климатических факторов
5.7. Анализ результатов тяговых испытаний тракторов и их энергетическая оценка.
6. РЕЗУЛЬТАТЫ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1. Изменение агрофизических свойств почвы под
воздействием ведущих колес трактора МТЗ
6.2. Урожайность ярового ячменя, картофеля и многолетних трав
в модельных опытах
6.3. Результаты производственных опытов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.
ЛИТЕРАТУРА


М. Танклевский 1 предлагает в качестве показателя для оценки и сравнения ходовых систем и комплексов машин использовать величину энергии, затрачиваемой на деформирование почвы. На основе приведенных формул для определения энергетических затрат от действия вертикальных и горизонтальных нагрузок делает вывод, что коэффициент энергоотдачи горизонтальных нагрузок зависит от величины буксования и сопротивления движению, от деформирования грунта и тяговой нагрузки. Снижение этого коэффициента должно способствовать сохранению структуры почвы. Однако в этом случае нет возможности проследить за динамикой почвы в течение всего вегетационного периода сельскохозяйственных культур. Все вышеперечисленные методы оценки свойств почвы, подвергшейся механическому воздействию, рассматривают один из агрофизических или агрохимических показателей или несколько, но не в комплексном виде. Почва же характеризуется агрофизическими, агрохимическими и биологическими свойствами. Поэтому рассматривать их нужно только в совокупности, так как от каждого из них или их составляющих в конечном итоге зависит урожайность сельскохозяйственных культур. Ряд авторов , 0, 1 критерием оценки воздействия ходовых систем МЭС рекомендует принимать снижение урожайности возделываемых культур. Однако этот метод требует нескольких лет исследований, что связано с наложением влияния погодных условий. Для более детального изучения степени воздействия МЭС на почву были предложены группы критериев . В каждой группе определены ключевые, функциональные и главные критерии. Э.Ю. Нугис 6 предложил найти частные соотношения между благоприятствующими и не благоприятствующими значениями отдельных параметров и, суммируя полученные частные решения, получить обобщенный показатель комплексной оценки воздействия МЭС на почву. Этот способ является более простым и менее трудоемким и отвечает требованиям экспрессного подхода к исследуемым объектам. Автор ограничился только агрофизическими свойствами почвы и урожайностью сельскохозяйственных культур. Сопротивление почвы смятию и сдвигу определяют из эмпирических зависимостей, описывающих процесс нагрузкадеформация рис. В результате многочисленных исследований установлено, что зависимость между давлением Ру и осадкой штампа Ьп является нелинейной. Идеальное смятие однородной почвы можно представить линиями ОА и АВ. Линия ОА обусловливает начальную стадию процесса, где преобладают упругие деформации. Точка А характеризует приблизительно предел несущей способности почвы. Линия АВ описывает процессе осадки, вызванный разрушением почвы при незначительном возрастании нагрузки. С целью анализа деформирования почвы предлагаются чаще всего математические модели , , , , 5, 2. Для оценки математических выражений деформируемости почвы Я. С. Агейкин 4 предлагает следующие требования соответствие физическому процессу деформации почвы независимость параметров, характеризующих деформируемость почвы от размеров штампов пригодность для оценки деформируемости большинства встречающихся почв наличие параметров почвы, по которым накоплены статистические данные возможность практического использования. Р КХ 1. Однако, механические характеристики Кип данного выражения являются лишь эмпирическими константами, не имеющими физического смысла. Кроме этого, они изменяются в зависимости от размеров штампа. В реальных условиях движители, взаимодействующие с почвой, имеют различную ширину опорной поверхности. Это явилось основанием М. Г.Беккеру для замены в функции 1. К его эквивалентом, зависящим от Вш при этом, КсВш К0, где Кс и К, коэффициенты, характеризующие сцепление и внутреннее трение почвы при деформации, не зависимые от В. Вш наименьший размер штампа. Однако в ней коэффициенты деформации Кс и К также не определяют истинных свойств почвы, так как имеют переменные значения в зависимости от экспоненты деформации п. М.Н. Троицкая 1, основываясь на выдвинутой Г. И. Покровским контактной теории прочности, получила формулу для определения давления в зависимости от величины относительной деформации почвы ПЬЬЭ, где Ьэ эквивалентная высота деформируемого слоя. Ьп безразмерный коэффициент жесткости. В исследованиях Г. А. Смирнова и М.