Введение к работе
Актуальность проблемы. Устойчивое ведение производства продукции растениеводства зависит от применяемых технологий и мобильных сельскохозяйственных агрегатов (МСА) – основных средств производства. Взаимодействие МСА с производственной средой должно быть ресурсосберегающим и характеризуется режимами функционирования по следующим показателям: производительность, работоспособность, расход топлива, качество продукции. Оснащение МСА, предназначенных для возделывания и уборки сельскохозяйственных культур, ступенчатыми механическими трансмиссиями, ременными передачами и вариаторами не способствует эффективному выполнению технологических процессов из-за низкой надежности и недостаточной точности управления режимами функционирования МСА. Поэтому приоритетным направлением обеспечения ресурсо-сбережения является оснащение МСА бесступенчатыми трансмиссиями и приводами рабочих органов на базе объемного гидропривода, повышение точности управления ресурсосбережением.
Процессы формирования прогрессивных технологий и потребления материально-технических ресурсов требуют выполнения комплекса системных исследований, способствующих эффективному применению объемного гидропривода в МСА, недостаток исследований приводит к нерациональной интенсификации производства продукции растениеводства и необоснованному росту затрат ресурсов.
Поэтому научно-техническая проблема обеспечения ресурсосберегающего функционирования мобильных сельскохозяйственных агрегатов в многообразии условий ведения производства продукции растениеводства является актуальной.
Исследования и разработки, составившие основу диссертационной работы, выполнены во ВНИПТИМЭСХ по теме ОЦ 048.01.07 в 1981-1990 гг. и в соответствии с планом НИР института на 2001-2005 гг., утвержденным Россельхозакадемией, по теме 02.03.01 (ГР № 1.20.02.15648), предусмотренной заданием 02.03 проблемы 12 Государственной научно-технической программы.
Цель исследований – обеспечение ресурсосберегающего функционирования мобильных сельскохозяйственных агрегатов путем оснащения их рабочих органов бесступенчатыми приводами и трансмиссиями.
Объекты исследований – режимы функционирования почвообрабатывающих и уборочных мобильных сельскохозяйственных агрегатов.
Предмет исследований – параметры и показатели режимов функционирования рабочих органов мобильных сельскохозяйственных агрегатов.
Методы исследований – системные исследования и теория систем, теория вероятностей и математическая статистика, теоретическая механика, натурный эксперимент.
Научная гипотеза – ресурсосберегающее функционирование почвообрабатывающих и уборочных МСА обеспечивается путем оснащения их рабочих органов бесступенчатыми трансмиссиями и приводами на базе объемного гидропривода, режимы функционирования которых устанавливают в соответствии с многообразием условий производства продукции растениеводства.
Научная новизна включает:
- методику согласования режимов функционирования двигателя и объемного гидропривода трансмиссии мобильного энергетического средства (МЭС);
- методику построения потенциальной тяговой характеристики МЭС с бесступенчатой трансмиссией;
- обоснование конструктивно-технологической схемы МСА, в состав которого входит МЭС с бесступенчатой трансмиссией;
- обоснование структуры МСА, режимы функционирования которого являются объектами адаптивного управления;
- закономерности и значения параметров функциональных связей между рабочими органами зерноуборочного комбайна, оснащенных механическими и гидравлическими приводами.
Практическая значимость работы:
получены массивы значений параметров и показателей режимов функционирования рабочих органов почвообрабатывающих и уборочных МСА с механическими и гидравлическими приводами в трансмиссиях, используемые при разработке принципов управления функционированием МСА;
обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность замены клиноременного вариатора молотильного барабана зерноуборочного комбайна объемным гидроприводом, способствующая снижению потерь и дробления зерна;
для МЭС разработана схема бесступенчатой трансмиссии на базе объемного гидропривода;
обоснованы рабочие объемы гидромашин с наклонным блоком (насосов и гидромоторов) для трансмиссий МЭС классов 3 и 5;
разработана методика определения влияния параметров и режимов функционирования объемного гидропривода на суммарный расход топлива МСА.
На защиту выносятся:
методика согласования режимов функционирования двигателя и объемного гидропривода трансмиссии МЭС;
методика построения потенциальной тяговой характеристики МЭС с бесступенчатой трансмиссией;
обоснование конструктивно-технологической схемы МСА, в состав которого входит МЭС с бесступенчатой трансмиссией;
закономерности и значения параметров функциональных связей между рабочими органами с механическими и гидравлическими приводами зерноуборочного комбайна;
показатели и параметры режимов функционирования почвообрабатывающего и уборочного МСА, рабочие органы которых оснащены механическими и гидравлическими приводами.
Реализация результатов исследований.
Результаты выполненных исследований приняты к использованию Департаментом СХ и ПП Краснодарского края при разработке и реализации программы технико-технологической модернизации производства продукции растениеводства в крае; ОАО «Ростсельмаш» для повышения работоспособности и надежности зерноуборочных комбайнов «Дон»; ЗАО «Красный Аксай» при совершенствовании гидросистем культиваторов широкозахватных и для обработки почвы в рядах многолетних насаждений; ОГК ОАО «Шахтинский завод Гидропривод» при создании насосов и гидромоторов для тракторов, сельскохозяйственных и дорожно-строительных машин.
Результаты исследований использованы в рекомендациях «Технологии возделывания зерновых культур в Ставропольском крае».
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены в ГСКБ по комплексам зерноуборочных машин (ПО «Ростсельмаш») и ГСКБ по машинам для уборки зерновых культур и самоходных машин (г. Таганрог) в 1983-1989 гг., в Винницком ПКТИ «Гидроагрегат» в 1982-1987 гг., в ОГК аксиально-плунжерных гидромашин ОАО «Гидросила» (г. Кировоград) в 1986-1990 гг., в ГСКБ по жаткам (г. Бердянск) в 1987-1988 гг., на Всесоюзной научно-техничес-кой конференции «Вопросы создания систем и агрегатов гидроавтоматики сельскохозяйственных машин» в НПО ВИСХОМ в 1984 г., в РКУП «ГСКБ по зерноуборочной и кормоуборочной технике» (г.Гомель, Белоруссия) в 2005 г., в ОГК ОАО «Шахтинский завод Гидропривод» (г.Шахты) в 1999-2006 гг., на ежегодных научно-практических конференциях СПбГАУ в 1984-1989 гг., АЧГАА в 1998-2006 гг., и ВНИПТИМЭСХ в 1982-2006 гг.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 38 печатных работах общим объемом 21,29 п.л., из них 15 авторских свидетельств и патентов на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка используемых литературных источников, приложений. Работа изложена на 346 страницах, содержит 109 иллюстраций, 65 таблиц и 20 приложений. Список литературных источников включает 274 наименования, из которых 14 на иностранных языках.
Автор выражает благодарность доктору технических наук Рыкову Виктору Борисовичу за помощь и консультации при проведении совместных исследований.
Похожие диссертации на Механико-технологическое обоснование ресурсосберегающего функционирования мобильных сельскохозяйственных агрегатов
