Повышение эффективности и эксплуатационной надежности машинно-тракторных агрегатов при снижении уплотняющих воздействий на почву

• Автор: Захарченко, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 400 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Анализ исследований по использованию техники в сельскохозяйственном производстве
1.1. Анализ исследования по воздействию ходовых систем тракторов и другой сельскохозяйственной техники на различные типы почв

1.1.1. Оптимальные параметра агрофизических показателей плодородия почв

1.1.2. Допустимые нагрузки на почву и фактические удельные давления современных энергетических средств, машин и орудий
1.1.3. Допустимые нагрузки на почву и фактические удельные давления современных энергетических средств, машин и орудий
1.1.4. Изменение свойств, режимов и плодородия корнеобитаемого слоя под действием ходовых систем машин
1.1.5. Снижение уровня отрицательного воздействия движителей машиннотракторных агрегатов на почву

1.2. Анализ теоретических разработок по взаимодействию колес с почвой

1.3. Анализ исследований по оптимизации параметров и режимов работы машиннотракторных агрегатов

1.4. Обоснование уровня надежности машин

1.5. Анализ исследований по обоснованию структуры и состава
машиннотракторного парка
1.6. Функциональнооптимизационный принцип исследования сложных процессов
1.7. Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. Теоретические исследования прогнозирования оптимальных параметров и техникоэкономических показателей использования машин в растениеводстве
2.1. Теоретическое обоснование оптимизации эксплуатационной массы тракторов
2.1.1. Постановка задачи и исходные данные исследования
2.1.2. Разработка новых аналитических зависимостей для математической модели оптимизации МТА
2.1.3. Условия экстремума КПД трактора
2.1.4. Приведенный радиус колеса с пневматической шиной
2.1.5. Оптимальная масса и распределение нагрузки по осям
трактора
2.2. Математическая модель прогнозирования параметров, режимов и эксплуатационных показателей мобильных агрегатов
2.3. Алгоритм прогнозирования параметров, режимов
и эксплуатационных показателей агрегатов
2.4. Математическая модель задачи прогнозирования оптимальной эксплуатационной массы трактора
2.5. Математическая модель прогнозирования устойчивости движения трактора с учетом распределения масс навесных орудий
2.5.1. Управляемость и устойчивость движения машиннотракторного агрегата
2.5.2. Устойчивость движения в условиях отсутствия сил, вызывающих отклонение а1рсгага
2.5.3. Управляемость машиннотракгорного агрегата при работе с машинами на передней и задней навесках
2.6. Характеристика условий работы пропашных тракюров
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. Оптимизация состава МТП в растениеводстве
3.1. Основные требования к выделению типических хозяйств
3.2. Изучение микрозональных природноэкономических особенностей районов
3.3. Выделение типических групп хозяйств и обоснование особенностей их учета
3.4. Отбор типических хозяйств
3.5. Экономикоматематическая модель оптимизации состава МТП
3.6. Алгоритм оптимизации состава МТП
3.7. Надежность использования сельскохозяйственной техники
3.7.1. Показатели надежности машин
3.7.2. Методика сбора информации о надежности сельскохозяйственной техники
3.7.3. Эксплуатационная надежность экспериментальных образцов тракторов кл. 3,0
3.7.4. Эксплуатационная надежность тракторных прицепов
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования машиннотракторных агрегатов
4.1. Обшая программа и методика проведения экспериментальных исследований
4.1.1. Задачи исследований
4.1.2. Программа исследований
4.1.3. Методика определения физических характеристик почвы
4.1.4. Методика определения напряжений в почве
4.1.5. Планирование экспериментов и статистическая обработка полученных данных
4.2. Моделирование воздействия на почву с помощью штампов
4.3. Влияние типоразмеров шин на деформации почвы
4.4. Исследования в почвенном канапе
4.4.1. Влияние вертикальной нагрузки на деформации в почве
4.4.2. Влияние количества проходов по одному следу и типоразмеров шин на величину деформаций почвы
4.4.3. Влияние вибраций двигателя трактора на деформации почвы
4.4.4. Исследование напряжений в почве при воздействии на нее различного типоразмера шин
4.5. Экспериментальные исследования макетных тракторов и
агрегатов
4.6. Влияние воздействия ходовых систем на деформации почвы и урожайность сельскохозяйственных культур
4.6.1. Изучение уровня деформаций почвы и урожайности сельскохозяйственных культур
4.6.2. Эффективность снижения уплотнения почвы на технологических операциях по возделыванию картофеля
4.6.3. Экспериментальные исследования тракторов кл. 3,0 .5,0
4.6.3.1. Планирование экспериментов и методика проведения полевых испытаний тракторов кл. 3,0.5,0
4.6.3.2. Экспериментальные исследования тракторов кл. 3,0
4.6.3.3. Сравнительные полевые исследования тракторов
кл. 3,,0
4.7. Экономическая эффективность мероприятий по снижению уплотняющих воздействий на почву
Выводы по главе 4
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В результате решения получены приближенные формулы для определения силы сопротивления движению цилиндра и момента сопротивления качению. Исследования по взаимодействию колесных движителей с почвой, основанные на использовании вязкоупругих моделей деформирования почвы и эластичного колеса рассмотрены в работах И. И. Водяника , . Эластичные свойства колеса представлены трехэлементной моделью, составленной из параллельного соединения идеальных тел упругого модель Гука , вязкого модель Ньютона и жесткопластичного модель СенВенана. Свойства почвы описаны моделью Фойхта, которая представляющей собой параллельное соединение идеальноупругого и идеальновязкого тел. Получены приближенные формулы для определения целого ряда показателей напряжений в месте контакта колеса с почвой на почвозацепах и между ними, сил сопротивления качению колеса, деформаций шины, степени уплотнения почвы катящимся колесом. Автором разработаны рекомендации по снижению уплотняющего воздействия на почву и повышению тяговосцепных свойств колесных тракторов. К рассматриваемой работе можно высказать следующие замечания модели весьма приближенно характеризуют закономерности деформирования во времени реальных деформируемых сред, материалов и конструкций. Формула напряжений спЕ1 ер. УЕ не даст возможности получить эпюры нормальных контактных напряжений о, соответствующих экспериментальным данным, полученным при движении колеса по почве. В работе не показано изменение характеристик вязкоупругих свойств почв различного гранулометрического состава от уровня их окультуренности и скорости деформирования, не дана зависимость характеристик вязкоупругих свойств эластичных колес от вертикальных сил, действующих по осям трактора и давления воздуха в шине. Практическое использование полученных аналитических зависимостей для определения тяговосцепных свойств и уплотняющего воздействия на почву колесных движителей затруднительно ВВИДУ того, что не предложены формулы, Позволяющие находить характеристики вязкоупругих свойств почв и эластичных колес по заданным факторам воздействия. Д.И. Золотаревская в своих работах 9. Ею разработан ряд новых определяющих положений механики взаимодействия движителей мобильных колесных машин с почвой, основанных на математическом моделировании. Рассмотрены процессы распространения во времени вязкоупругих волн деформации сжатия почвы при качении колес, изменения вязкоупругих свойств эластичных колес, возникновения сил трения между вязкоупругим колесом и почвой, изменение сил сопротивления сдвигу и срезу вязкоупругой почвы почвозацепами вязкоупругих эластичных колес тракторов. В связи со сложностью определения закономерностей деформирования эластичных колес и почв, поставленная задача решалась поэтапно. В работах показано, что при качении колеса но почве в ней распространяются вязкоупругие волны деформаций и напряжений. Величины изменения тягового усилия и уплотняющего воздействия на почву колесных тракторов зависят от глубины распространения волн сжатия почвы и величин остаточных после прохода колес смещений почвы на различной глубине. Полученные закономерности распространения в почве вязкоупругих волн деформаций, возникающих при прохождении трактора, дают возможность определить плотность почвы на различной глубине и величину остаточной деформации колеи, как наиболее важные показатели, непосредственно характеризующие воздействие колеса на почву. Па основе проведенных теоретических исследований Д. И. Зологаревская предложила оценивать уплотняющее воздействие на почву движителей колесных тракторов целым рядом показателей приращением плотности почвы на различной глубине после прохода колес машин величиной остаточной осадки почвы глубиной колеи глубиной распространения деформаций сжатия почвы уровнем максимальных и средних контактных напряжений, возникающих при проходе колеса по почве, и рядом других показателей. Все показатели определялись автором расчетным путем по формулам, полученным на основе решения краевых задач о распространении в почве вязкоупругих волн деформаций сжатая при качении по ней колес.