Повышение эффективности дискового культиватора при уходе за лесными культурами на вырубках

• Автор: Третьяков, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 207 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1 Характеристика объектов работы лесных дисковых культиваторов

1.2 Анализ конструкторскоисследовательских работ по лесным

дисковым культиваторам

1.3 Анализ конструкторскоисследовательских работ по сельскохозяйственным культиваторам
1.4 Анализ конструкторскоисследовательских работ по вибрационным рабочим органам лесных и сельскохозяйственных почвообрабатывающих орудий

Выводы. Цель и задачи исследования

2 Методика теоретического исследования

2.1 Обоснование выбора схемы лесного дискового культиватора с вибрационным и предохранительным механизмами рабочих органов

2.2 Общая методика теоретического исследования

2.3 Математическая модель вибрационного механизма
2.3.1 Представление в модели гидропульсатора и дисковой батареи культиватора
2.3.2 Механическая подсистема модели
2.3.3 Гидравлическая подсистема модели
2.3.4 Общая система уравнений модели
2.3.5 Программная реализация модели
2.4 Моделирование силовых характеристик предохранителей серийного и опытного культиваторов
2.4.1 Формирование системы уравнений движения лесных дисковых культиваторов на вырубке
2.4.2 Программная реализация модели
2.4.3 Порядок и особенности проведения компьютерного эксперимента
2.4.4 Основные входные и выходные параметры при моделировании
Выводы
3 Результаты теоретического исследования
3.1 Исследование вибрационного механизма
3.1.1 Постановка задачи
3.1.2 Влияние объема дополнительной полости высокого давления
3.1.3 Влияние свободной длины пружины золотника
3.1.4 Влияние коэффициента дросселирования на сливе
3.1.5 Влияние коэффициента дросселирования при поступлении жидкости в полость толкателя
3.1.6 Влияние коэффициента дросселирования при поступлении жидкости в подзолотниковую полость
3.1.7 Влияние параметров вязкоупругого взаимодействия дисковой
батареи с почвой
3.2 Оптимизация параметров вибрационного механизма
3.2.1 Особенности решения задачи оптимизации
3.2.2 Оптимизация основных параметров вибрационного механизма
3.2.3 Результаты оптимизации
3.3 Влияние гидравлического вибрационного механизма на эффективность заглубления дисковой батареи
3.3.1 Влияние дросселирования рабочей жидкости в элементах гидросистемы на амплитуду колебаний давления
3.3.2 Влияние частоты пульсаций давления рабочей жидкости
3.4 Результаты анализа силовых характеристик предохранителей исследуемых культиваторов
Выводы
4 Результаты экспериментального исследования
4.1 Программа и методика экспериментального исследования
4.1.1 Объекты и программа экспериментов
4.1.2 Оборудование и измерительная аппаратура, применяемые в экспериментальном исследовании
4.1.3 Общая методика проведения и обработки результатов опытов
4.1.4 Методика лабораторных экспериментов
4.1.5 Методика экспериментов в полевых условиях
4.1.6 Характеристика лесных объектов
4.2 Анализ результатов экспериментов для случая движения исследуемых культиваторов на участках до встречи с препятствиями
4.3 Анализ результатов экспериментов для случая движения иссле
дуемых культиваторов по препятствию
4.3.1 Анализ результатов экспериментов для момента встречи дисковой батареи с препятствием
4.3.2 Анализ результатов экспериментов для случая выглубления дисковой батареи и движения ее вверх по препятствию
4.3.3 Анализ результатов экспериментов для случая возвращения дисковой батареи в исходное положение
Выводы
5 Результаты производственной проверки и экономической оценки
опытного образца лесного культиватора
5.1 Описание конструкции опытного образца культиватора
5.2 Методика проведения опытнопроизводственной проверки
5.3 Анализ результатов опытнопроизводственной проверки
5.4 Оценка экономической эффективности исследуемого культиватора
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


При этом пружины растягиваются настолько резко, что к моменту подъема батареи всего лишь на . В результате конструкция превращается в жесткую систему, и дальнейший подъем батареи вверх происходит вместе со всем культиватором при плавающем положении механизма навески. Такой подъем сопровождается большой дополнительной динамической нагрузкой на рабочие органы, что нередко ведет к поломкам орудия, особенно в случае преодоления препятствий большой высоты вертикального профиля. Кроме того, подъем обеих батарей культиватора влечет за собой образование большого огреха в обрабатываемой полосе. После переезда через препятствие культиватор под действием собственного веса падает вниз, одновременно с этим батарея под действием пружин амортизатора устремляется с огромной скоростью в исходное положение. При этом она входит в контакт с упорами на раме гораздо быстрее, чем диски коснуться почвы. Это значит, что ничто не оказывает на батарею тормозящего воздействия, и поэтому в момент контакта с упорами она наносит по раме удар большой силы . Этими же исследованиями установлено, что ни одно сочетание геометрических параметров одношарнирного пружинного амортизатора серийного культиватора не обеспечивает его удовлетворительной работы, не устраняет противоречий между необходимостью высокого начального усилия срабатывания амортизатора с целью надежного удержания рабочих органов на заданной глубине и сравнительно низкого усилия полной деформации пружины для снижения ударных нагрузок. В одних случаях снижается максимальное натяжение пружины и уменьшаются ударные нагрузки, однако при этом ухудшается устойчивость хода орудия на заданной глубине, в других, наоборот, повышается устойчивость глубины обработки, но одновременно с этим растут ударные нагрузки. В условиях эксплуатации производственники изза частых поломок пружин амортизаторов, вынуждены поворотные плиты дисковых батарей приваривать ручной электросваркой к рамкам. Другим существенным недостатком серийно выпускаемого культиватора КЛБ1,7 являются слабая заглубляемость и стабильность хода на заданной глубине обработки его дисковых батарей на лесных почвах с повышенной плотностью. По рекомендациям завода изготовителя глубина обработки регулируется изменением угла атаки дисков и изменением массы груза в специально предусмотренных балластных ящиках. Предлагаемый способ регулирования глубины обработки весьма неудобен для лесных объектов, на которых, как правило, плотность, задернелость и насыщенность растительными включениями изменяются в широких пределах даже в пределах небольшого участка вырубки. Неэффективные амортизаторы у лесного дискового культиватора заменены на полноценную конструкцию ПМ, предложенную Климовым Г. Б. и Пожиловым Е. И. рис. Здесь благодаря применению в ПМ звена типа роликпаз достигается существенное снижение вредных усилий на рабочих органах при перекатывании их через препятствие. В то же время анализ работы подобных механизмов в других областях техники и машиностроения показывает, что звено типа роликпаз не в состоянии обеспечить стабильную и надежную работу ПМ. К тому же данный ПМ не обеспечивает безударное возвращение дисковых батарей в исходное положение. Наибольший вклад в теорию и практику создания совершенных средств защиты лесных машин от перегрузок внесли ученые ВГЛТА. В период с конца х годов прошлого столетия но настоящее время, ими был выполнен большой объем исследований и накоплен значительный опыт создания эффективных конструкций Г1М. Учеными академии были проведены, в частности, фундаментальные исследования и опубликованы научные работы по следующим направлениям изучению лесных объектов как производственной среды лесных почвообрабатывающих агрегатов оценке условий функционирования и разработке на этой основе совершенных технологических процессов и операций для лесных машин, используемых при уходе за лесными культурами разработаны теоретические основы, а также методики расчета и проектирования различных типов и конструкций эффективных ПМ, многие из которых были внедрены в производство.