Обоснование параметров двухпоточного фрикционного предохранителя лесных фрезерных почвообрабатывающих машин

• Автор: Журавлёв, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 190 с. : ил.

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования

. 1 Способы и технические средства для подготовки почвы и ухода за лесными культурами.

1.2 Анализ исследований динамики предохранительных устройств

фрезерных машин

1.3 Выводы

1.4 Цель и задачи исследования

2. Теоретические исследования рабочего процесса фрезерной

машины с двухпоточным предохранительным устройством

2.1 Разработка конструктивнотехнологических схем фрезерных

машин с двухпоточным предохранительным устройством

2.2 Обоснование силовых и конструктивных параметров двухпоточных предохранителей.
2.3 Математические модели рабочих процессов фрезерной почвооб рабатывающей машины и динамическая нагруженность
ее элементов при срабатывании двухпоточных фрикционных предохранителей
2.3.1 Особенности имитационного моделирования.
2.3.1.1 Моделирование обратного сцепления.
2.3.1.2 Моделирование взаимодействия с почвой.
2.3.1.3 Моделирование взаимодействия с препятствием
2.3.1.4 Особенности численного интегрирования.
2.3.2 Программа реализации модели.
2.3.3 Особенности проведения компьютерного эксперимента
2.3.4 Входные параметры и выходные характеристики математической модели
2.4 Систематическое исследование функционирования двухпоточного предохранительного устройства фрезерной маши
Стратегия систематического исследования
Базовый компьютерный эксперимент с типичными значениями входных параметров.
Влияние механических параметров фрезерной машины на динамическую иагруженность.
Моменты инерции вращающихся масс.
Вязкоупругие параметры вала
Влияние оснащения предохранителя резиновыми втулками.
Влияние частота вращения фрезы.
Влияние параметров почвы и стопорящих препятствий
Физикомеханические свойства почвы.
Параметры вязкоупругого взаимодействия фрезы с препятствием.
Конфигурация препятствия.
Расположение стопорящих препятствий на участке вырубки
Влияние параметров фрикционной пары предохранителя.
Регулировочный момент
Характер включения механической связи
Оптимизация параметров предохранительного устройства
фрезерной машины.
Особенности решения задачи оптимизации.
Оптимизация параметров упругих элементов привода фрезерного барабана
Оптимизация параметров фрикционной пары предохранителя Выводы.
Методика экспериментальных исследований динамической нагруженности фрезерной машины с двухпоточным предохранительным устройством в режиме перегрузки.
3.1 Программа экспериментальных исследований.
3.2 Оборудование, применяемое в экспериментальных исследованиях
3.2.1 Стенд для лабораторных исследований двухпоточных предохранителей фрезерной машины.
3.3 Методика экспериментальных лабораторных и производственных исследований.
3.3.1 Методика исследования точности ограничения нагрузки и
долговечности.
3.4 Измерительная аппаратура. Приборы. Тарировка.
3.5 Обработка и оценка погрешностей опытных данных.
4 Результаты экспериментальных исследований
4.1 Характер зависимостей максимального крутящего момента от
параметров предохранителя и рабочих органов.
4.2 Точность срабатывания
4.3 Влияние момента инерции фрезерного барабана
4.4 Влияние частоты вращения фрезерного барабана.
Влияние параметров вязкоупругого взаимодействия фрезы с
препятствием
4.6 Влияние регулировочного момента
4.7 Надежность работы предохранительного устройства
4.8 Выводы.
Техникоэкономическая эффективность применения фрезер
5. ной машины с двухпоточным предохранителем в производственных условиях.
Анализ результатов испытания экспериментального образца фрезерной машины
5.1.1 Описание конструкции экспериментального образца
5.1.2 Техническая характеристика фрезерной машины
5.1.3 Анализ условий и агротехническая оценка.
Экономическая эффективность применения двухпоточного
5.2 предохранительного устройства на лесохозяйственных фрезерных машинах
5.3 Выводы
Общие выводы и рекомендации.
Список используемых источников


Однако индивидуальные предохранители при больших массах фрезерных барабанов не успевают срабатывать изза высоких динамических нагрузок. В работе 3 рассмотрена почвообрабатывающая фреза рис. Гобразной формы расположены на дисках с односторонним загибом к средней части фрезбарабана, а величина загиба равна расстоянию между дисками. Почвообрабатывающее орудие состоит из фрезбарабана У, закрепленных на его валу дисков 2 с ножами 3 Гобразной формы и размещенного в средней части фрезбарабана привода 4. При обработке почвы данным орудием почвенные стружки по вертикальным боковым поверхностям офезаются стойками, а спереди и снизу отогнутыми частями Гобразных ножей 3. Таким образом, стружка почвы отделяется от монолита по всей поверхности резанием, что приводит к снижению зафат энергии на фрезерование. Но предлагаемая конструкция фрезерной почвообрабатывающей машины не имеет предохранительных устройств, что существенно снижает надежность машины при работе на нераскорчеванных вырубках, так как при наезде рабочего органа на препятствие резко возрастают ударные и динамические нагрузки, вследствие этого выходят из строя рабочие органы, а иногда и фрезерная машина в целом. Для расчистки земель от древеснокустарниковой растительности используется фрезерный кусторез КФМ2,8, а для глубокого фрезерования кустарников фрезеры МНФ0А, МТПЛ, МТПЛ. Поверхностное фрезерование кустарника осуществляется фрезерами ФКН1,7, МТПА, и МТПА. Такие ротационные почвообрабатывающие машины, как ФП2 и ФПШ0 широко используются при обработке почвы в садах и междурядьях ягодных кустарников . Рисунок 1. В работе разработано фрезерное орудие, в котором с целью уменьшения усилий резания на задернелых почвах при повышенных скоростях движения каждый разрезающий нож установлен в продольновертикальной плоскости, проходящей между двумя соседними ножами фрезбарабана, что существенно снижает забивание рабочих органов растительными остатками, но не исключает поломки фрезы вследствие наезда ее на препятствие в виде камней, крупных корней, порубочных остатков. На рисунке 1. Дисковые ножи устанавливаются на раме в продольновертикальной плоскости, проходящей между двумя соседними ножами 4 фрезбарабана. I фрезбарабан, 2 диски, 3 ножи Гобразной формы, 4 привод Рисунок 1. При разработке фрезерной почвообрабатывающей машины, имеющей механизм привода в центре фрезбарабана, достигли улучшения обработки почвы под редуктором привода за счет развертки полок ближних к редуктору ножей в его сторону, а рыхлительный нож выполнен пластинчатым с окном для смещения через него почвы, скалываемой полками Гобразных ножей рис. В этой работе не описаны средства предохранения, поэтому машину нецелесообразно использовать на не раскорчеванных вырубках, так как очень большая вероятность выхода машины из строя при встрече с препятствием, что приведет к не вынужденным простоям и материальным затратам. В работе достигли повышения надежности почвообрабатывающей фрезы путем уменьшения изгибающих моментов в горизонтальных валах. Рисунок 1. С целью снижения энергоемкости процесса обработки почвы, на одном валу с дисками, в промежутках между ними, устанавливают Гобразные ножи, имеющие отгибы вправо и влево. Но в процессе работы постоянно действуют ударные и динамические нагрузки, что приводит к перегрузкам и как следствие поломке машины. Проводились исследования работы лесохозяйственного агрегата на свежих вырубках. В результате чего установлено, что изменение нагрузки носят переменный характер с мелкими, средними, а в некоторых случаях и значительными пиками. На некоторых участках, нагрузка превышала среднее значение в 6,4 раза. При резком и сильном возрастании нагрузки может произойти опрокидывание двигателя трактора двигатель глохнет, что случается, например, при прохождении орудия вблизи крупного пня, корень которого не поддается разрушении рабочим органом. Также было выявлено, что более спокойный характер изменения нагрузки имеет место при работе на старой не возобновившейся вырубки, особенно, на открытом участке .