Содержание к диссертации
стр.
Принятые обозначения Ч
Введение 7
Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10
1.1.Анализ существующих схем пахотных агрегатов. . . 10
1.2,Обзор литературы по исследованию взаимной увязки
трактора и плуга в горизонтальной плоскости 14
1.3,Постановка задачи исследования 27
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ 29
2.I.Выбор и обоснование критериев, определяющих опти
мальное агрегатирование трактора с плугом 29
2. 2.Математическая модель работы пахотного агрегата 33
2.3.Характеристики элементов системы, аппроксимация.
функций и исходные данные 57
Глава 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЙ 92
3.1.Основные вопросы методики экспериментальных ис
следований .'.... 92
3. 2.Методика измерения параметров и измерительная ап
паратура 99
3.3.Методика обработки экспериментальных данных. . . III
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .... 122
4.1.Влияние схемы увязки трактора с плугом в горизон
тальной плоскости на устойчивость прямолинейного дви
жения и управляемость агрегата 122
4.2.Зависимость энергетических и динамических показателей агрегата от схемы увязки трактора с плугом . 136
4.3.Влияние схемы увязки трактора с плугом на эксп
луатационные показатели агрегата 166
стр.
4. 4.Выбор оптимальной взаимной увязки трактора
и плуга в горизонтальной плоскости по совокупнос
ти принятых критериев 171
Глава 5. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ТЕХНЙКО-
-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 175
5.I.Внедрение рекомендованных параметров расположен
ния навесных устройств на тракторах и плугах. . . . 175
5.2.Расчет экономической эффективности 177
Выводы 183
Литература 186
Приложения 196
Принятые обозначения
/?Лг Яху Ryz- проекции равнодействующей элементарных сил сопротивления пласта, преодолеваемых корпусом, в продольной, горизонтальной и поперечной плоскостях ;
/?<^- углы, определяющие направление линий действия сил
Яхг, Rxy, Ry*
&К - ширина захвата корпуса;
P~fi Р/-г- силы сопротивления перекатыванию левой и правой гусениц трактора;
Ркл Ркгг касательные силы тяги левой и правой гусениц;
Мет- момент сопротивления трактора повороту;
Вт - колея трактора;
Z - длина опорной.поверхности гусениц трактора;
Хт - расстояние между серединой опорной поверхности трактора и точкой прицепа плуга;
Є - величина смещения точки прицепа плуга относительно продольной оси симметрии трактора;.
6т - величина смещения навесного устройства на тракторе;
Є/7 - величина смещения присоединительного треугольника на плуге ;
do - угол между продольными осями трактора и плуга;
Rx Ry - продольная и боковая составляющие элементарных сил сопротивления пласта;
гКУ - суммарная реакция стенок борозды, воспринимаемая полевыми до сками ;
Fxfy- продольная и боковая составляющие усилия, воспринимаемого полевыми досками;
Qx - сила сопротивления перекатыванию опорного колеса;
Qdx - сила сопротивления дискового ножа;
Men- момент сопротивления развороту плуга;
5 Xn - расстояние от центра массы плуга до точки прицепа; т %~ углы поворота трактора и плуга относительно выбранной
системы отсчета; МдМсМъ крутящие моменты на условных валах двигателя, трансмиссии и трактора; M-ffMo/r моменты сопротивления передвижению трактора и плуга, приведенные к условным валам; Мп - поворачивающий момент, образуемый в результате включения водителем механизма поворота, и приведенный к валу трактора; Мр - разворачивающий момент, образуемый внешними силами, и приведенный к валу плуга; З/ЗгЗт^-приведенные моменты инерции двигателя, трансмиссии,
трактора и плуга; ші^ідг&з- частота вращения условных валов двигателя, трансмиссии, трактора; U, - управляющее воздействие водителя на поворот трактора; u)sи}- частота вращения трактора и плуга относительно вертикальной оси ; Рху - тяговое сопротивление плуга; Ун Ум - базовая линия, текущая координата бокового перемещения трактора; 2к - радиус ведущей звездочки трактора; 6тр - передаточное число трансмиссии;
У Hz- боковое отклонение пятки лемеха первого корпуса плуга; Xl - расстояние от оси крепления нижних тяг механизма навески на тракторе до оси подвеса плуга; сш - расстояние между корпусами по ходу плуга; R - радиус поворота трактора; /77/7 - масса плуга;
8г - ширина гусеницы трактора ;
6і - расстояние от носка лемеха до точки приложения силы Fxy;
К - удельное сопротивление плуга;
Jl - коэффициент трения почвы о сталь; Ki Kz- коэффициенты усиления по отклонению траектории и по производной от отклонения траектории;
Кз- подстраиваемый параметр, учитывающий смещение действий водителя относительно нулевых значений производной рассогласования ;
/Су- коэффициент, учитывающий внутреннюю обратную связь водителя по скорости перемещения органов управления;
О/ - коэффициент пропорциональности; Пк - количество корпусов на плуге;
dL - угол наклона линии тягоеого сопротивления плуга;
d - глубина вспашки ;
ho - высота оси подвеса от опорной поверхности плуга;
h - высота стойки присоединительного треугольника;
hi - высота нижнего вала механизма навески относительно опорной поверхности;
hz~ расстояние по вертикали между осями крепления нижних и верхней тяг механизма навески;
?// - длина нижних тяг механизма навески в проекции на продольную верткальную плоскость;
2ё - длина верхней тяги механизма навески в проекции на продольную вертикальную плоскость; л и)$- частота вращения левой и правой ведущих звездочек.
Введение к работе
Уровень развития сельского хозяйства неразрывно связан с его оснащенностью высокопроизводительной техникой и зависит от темпов развития тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.
Опережающий рост производственной и научной базы, ускорение технического прогресса тракторного и сельскохозяйственного машиностроения составляют предмет постоянной заботы партии и правительства. В решениях ХХУІ съезда КПСС / I / указано на необходимость дальнейшего роста производства мощных пахотных тракторов типов К-700, T-I50 и других, выполняющих наиболее трудоемкие и энергоемкие операции в сельском хозяйстве. Майский (1982 г.) Пленум ЦК КПСС / 2 / поставил задачу перед отраслью тракторного и сельскохозяйственного машиностроения в двенадцатой пятилетке обеспечить выпуск новых и модернизированных энергонасыщенных тракторов.
Из общего комплекса сельскохозяйственных работ на долю вспашки почвы приходится около 35$ энергетических затрат. В связи с этим вопрос обеспечения сельского хозяйства высокопроизводительными экономичными пахотными агрегатами имеет большое народнохозяйственное значение.
Одним из основных путей дальнейшего роста производительности машинно-тракторных агрегатов (МТА) является повышение скорости их движения, возможное при увеличении энергонасыщенности тракторов и создании к ним сельскохозяйственных машин-орудий, обеспечивающих качественную работу на высоких скоростях. В последние.годы отечественной промышленностью осЕоены образцы новых сельскохозяйственных тракторов МТЗ-80, T-I50, T-I50K, К-700, K-70I и комплекса сельскохозяйственных машин к ним.
Ведутся опытно-конструкторские работы по дальнейшему повышению энергонасыщенности тракторов и снижению тяговых сопротивлений машин-орудий. Рост энергонасыщенности и повышение скорости движения МТА предъявляют новые требования к конструкции и параметрам агрегата, в том числе, и к устойчивости его прямолинейного движения.
Между тем производственные показатели пахотных агрегатов с энергонасыщенными тракторами T-I50 и T-I50K далеко отстают от всевозрастающих требований сельскохозяйственного производства. Испытания и анализ схемы соединения тракторов T-150 и T-I50K класса 30 кН с плугами показали, что они не обеспечивают устойчивую работу агрегатов при традиционных схемах их комплектования, вследствие чего наблюдается существенное недоиспользование высоких потенциальных возможностей энергонасыщенных тракторов на пахотных работах. Это объясняется тем, что в большинстве случаев при решении различных-задач, связанных с выбором . параметров агрегатов, конструктивной увязкой трактора с плугом и режимов их работы, за основу-принимаются статические модели. агрегатов и методы теории равновесия механических систем. В то время как работа МТА в реальных условиях эксплуатации представляет собой комплекс сложных динамических процессов, вызываемых непрерывными колебаниями трактора, тягового сопротивления плуга, скорости и направления движения.
Увеличение энеproнасыщенности тракторов, внедрение принципиально новой конструкции органов их управления и повышение рабочих скоростей не позволяют механически переносить существующие способы агрегатирования серийных тракторов с плугами на энергонасыщенные тракторы T-I50 и T-I50K.
Как показали исследования, недоиспользование потенциальных возможностей энергонасыщенных тракторов на пахотных работах
9 является следствием недостаточной изученности взаимного влияния трактора и навесного плуга на устойчивость движения пахотного агрегата, что не позволяет выработать четкие критерии, позволяющие заранее оценить устойчивость движения агрегата еще на стадии проектирования.
В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы выбора рабочих параметров и оптимальной схемы взаимной увязки трактора с плугом, улучшающие устойчивость прямолинейного движения и динамические качества агрегатов, которые во многом определяют их эксплуатационные и агротехнические показатели.
.В настоящей.работе исследуются вопросы выбора.оптимальной схемы.взаимной увязки трактора и плуга в горизонтальной плоскости, устойчивости прямолинейного движения, динамические и эксплуатационные показатели агрегата. В качестве объектов исследований выбраны пахотные агрегаты, составленные из . энергонасыщенных скоростных тракторов Т-І50Г и T-I50K тягового класса 30 кН и. плугов ГОІН-5-35 и ПЛП-6-35.
Работа выполнялась в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и-СМ СССР № 210 от 26.03.70 г... и. приказом Министра тракторного и сельскохозяйственного машиностроения № 362 от 29.09.1975 г. по темам НИР и ОКР Минсельхозмаша 30-72 "Исследование агрегатирования и тяговых показателей серийных и опытных тракторов", 46-76 "Выбор и обоснование оптимальных параметров и путей совершенствования эксплуатационно-технологических показателей и агрегатирования с.-х. общего назначения тракторов перспективного типажа с набором машин".
