Содержание к диссертации
Введение
CLASS ГЛАВА I. Состояние вопроса и задачи исследовани CLASS я
1.1. Особенности конструкции универсальных почвообрабатывающее орудий для основной обработки почвы 10
1.2. Анализ научно-исследовательских работ по устойчивости хода почвообрабатывавдих
орудий в горизонтальной плоскости . 26
1.3. Постановка задач исследования 35
CLASS ГЛАВА 2. Методика исследовани CLASS я
2.1. Методика.теоретического исследования
2.1.1.. Исследование устойчивости хода универсального почвообрабатывающего орудия в горизонтальной плоскости 38
2.2. Методика экспериментального исследования
2.2.1. Основные положения и условия проведения экспериментов 42
2.2.2. Экспериментальная установка и регистрирующая аппаратура 44
2.2.3. Измерение и регистрация исследуемых параметров 53
2.2.4. Обработка опытных данных и оценка погрешностей измерения 57
ГЛАВА 3. Обоснование гюметрических параметров рамы универсального почвообраеатыващего орудия .
3.1. Расположение асимметричных и симметричных сменных рабочих органов на раме универсального орудия 64
3.2. Соотношение тяговых сопротивлений орудия в варианте с асимметричными и симметричными рабочими органами 71
3.3. Определение длины балок рамы универсального орудия 73
3.4. Определение допустимого угла отклонения орудия 82
ГЛАВА 4. Исследование устойчивости хода в горизонтальной плоскости универсального о орудия в варианте безотвальной обработки
4.1. Уравнение движения орудия 88
4.2.'Определение вида движения орудия 93
4.3. Влияние параметров орудия на время его нахождения в отклоненном положении 101
4.4. Влияние параметров орудия на величину его отклонения 110
4.5. Определение мощности колебательного движения орудия 125
ГЛАВА 5. Технико-экономические показатеж универсального почвообрабатыващего орудия и рекомендаций производству
5.1. Методика расчета оптимальных параметров универсального почвообрабатывающего орудия 131
5.2. Результаты испытаний макетного образца универсального почвообрабатывающего орудия 132
5.3. Расчеты экономической эффективности применения универсального почвообрабатывающего орудия 138
Выводы 148
Литература 150
Приложения
- Особенности конструкции универсальных почвообрабатывающее орудий для основной обработки почвы
- Исследование устойчивости хода универсального почвообрабатывающего орудия в горизонтальной плоскости
- Расположение асимметричных и симметричных сменных рабочих органов на раме универсального орудия
- Влияние параметров орудия на время его нахождения в отклоненном положении
Введение к работе
Экономический потенциал нашей страны достиг сегодня очень высокого уровня, при котором экономия одного процента материальных затрат (в целом по стране) позволяет получить дополнительно шесть миллионов рублей национального дохода /3/. Поэтому все более важное значение приобретает рациональное использование сырья, материалов, топлива и энергии.
На ГОТ съезде ЦК КПСС отмечалось, что одной из важных задач XI пятилетки является эффективное и полное использование производственного потенциала страны. Особо подчеркивается, что должное внимание необходимо уделять рациональному и экономному использованию металла /1,2,3,4/.
Продовольственная программа, принятая на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС, предусматривает дальнейшее развитие сельского хозяйства на текущее десятилетие. Она предусматривает увеличение основных производственных фондов в 1,5 раза, энергетических мощностей в колхозах и совхозах - в 1,6 раза. Значительно увеличатся поставки селу тракторов, автомобилей, комбайнов и сельскохозяйственных машин. Но принимаемые меры по развитию сельского хозяйства будут эффективны лишь при лучшем использовании техники /2/.
На ноябрьском /1982 г./ Пленуме ЦК КПСС подчеркивалось, "...сейчас вопрос об экономии материальных ресурсов должен рассматриваться по новому, что ныне экономное, рачительное отношение к народному добру - это вопрос реальности наших планов".
Возможным решением задачи по экономии затрат металла на выпуск сельскохозяйственной техники является увеличение производства универсальных машин /5,8,45,50,51,63,79,81,84,86-88,99,100, 103,108-111,117,126/. На 1980 г. предприятиями Минсельхозмаша освоено 257 универсальных машин /100/, Но возможности дальнейшей универсализации сельскохозяйственных машин еще не исчерпаны. Значительное количество машин еще имеет аналогичное узкоспециализированное назначение, а применение некоторых ограничено условиями и зонами работы.
Специализированные машины используются в растениеводстве ограниченный срок, остальное же время не работают, омертвляя капитальные вложения и металл. С расширением комплексной механизации сельского хозяйства все больше растут капитальные вложения и потребление металла. Поэтому есть необходимость сократить многома-рочность и количество сельхозмашин, что уменьшит затраты на их производство и эксплуатацию, снизит себестоимость сельскохозяйственной продукции, ускорит завершение полной механизации сельского хозяйства.
Одной из самых энергоемких и металлоемких технологических операций возделывания сельскохозяйственных культур является основная обработка почвы /97,127/. Поэтому, именно здесь имеются перспективы универсализации машин, если она, конечно, технико-эконо-мически целесообразна.
В настоящее время обработка почвы в стране ведется двумя способами: классическим - отвальной вспашкой и безотвальной почвозащитной обработкой плоскорезами, разработанной во ВНИИЗХ под руководством академика А.И.Бараева /40/. Как отмечает академик П.П.Вавилов, "...не противопоставляя одну систему другой, ученым предстоит в ближайшие годы завершить производственные испытания и разработать зональные рекомендации по чередованию от- вальных, плоскорезных и поверхностных обработок. Эта проблема имеет глобальное значение, так как речь идет в конечном счете о сохранении основы сельского хозяйства - почвы" /69/. О необходимости чередования отвальной вспашки и плоскорезной обработки отмечает ряд авторов /23,48,54,64,65,68,70,78,85,97,98,102, 104,115,118,122-124,128/, как у нас в стране, так и за рубежом.
Такая технология позволяет получать более высокие урожаи, обеспечивая сохранение плодородного слоя почвы. Данные, полученные при исследовании комбинированной технологии в лесостепной зоне Челябинской области, подтверждают ее целесообразность /97, 115/.
Для обработки почвы по комбинированной технологии с учетом зональных особенностей почв, климата, культур с их биологическими особенностями предшественников, проявления эрозионных процессов, а также зависимости от конкретных условий года, требуются определенное количество орудий для отвальной вспашки и безотвальной (в частности, плоскорезной) обработки. Например, критерием применения орудий того или иного типа в США. является количество стерни. Если стерни более 4 т/га, то допускается обработка орудиями отвального типа /65/. Наличие всех этих особенностей обусловливает переменный количественный состав плугов и плоскорезов как в течение года, так и в течение ряда лет. Поэтому желательно иметь универсальное орудие с набором рабочих органов на основной обработке почвы, позволяющее варьировать количественным составом почвообрабатывающих орудий. При этом соблюдается один из определяющих принципов универсализации машин -применение их в разные календарные сроки на одной или нескольких культурах. Если календарные сроки по годам определяются сущностью комбинированной технологии - чередованием видов обработки по годам, то в течение года несовпадение сроков основной обработки обусловливается структурой севооборотов. Так для Челябинской области предпочтительными являются 4-5-6 - польные севообороты с короткой ротацией для степной зоны и 4-5 - польные - для лесостепной зоны, различающиеся по своему составу: зернопаровые, зер-нопропашные, зернопаропропашные, которые требуют применения орудий отвального и безотвального типа /21/. Внедрение прогрессивного метода ведения полевых работ - поточно-циклового, также способствует применению отвальной и безотвальной обработок в разные сроки. Это обусловлено наличием разрыва в 5...15 дней между началом уборки силосных и зерновых культур /47/. С началом уборки силосных культур начинается вспашка зяби, которая потребует применения плугов. После начала уборки зерновых начинается подъем зяби безотвальными орудиями, характерный для степных районов Поволжья, Урала, Сибири и Северного Казахстана.
В указанных технологиях и методах ведения полевых работ необходимо применение плугов на отвальной обработке и плоскорезов -на безотвальной. Однако универсального орудия со сменными рабочими органами практически нет. Имеющиеся разработки на уровне авторских свидетельств не полностью решают вопрос уменьшения металлоемкости основной обработки почвы, а практическое использование плугов с плоскорезными рабочими органами на безотвальной обработке даже повышает удельную металлоемкость.
Поэтому в данной работе ставится цель обоснования возможности снижения удельной металлоемкости основной обработки почвы путем применения универсального почвообрабатывающего орудия.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: выявить особенности универсального почвообрабатывающего орудия, определить возможности его применения для разных видов обработки и найти геометрические параметры рамы орудия, выяснить влияние конструктивных и технологических параметров орудия на его устой-
ВЫЯВЛЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ УНИВЕРСАЛЬНОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЫБОР МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ 1
АНАЛИЗ И ВЫВОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
СОЗДАНИЕ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА УНИВЕРСАЛЬНОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРЫДИЯ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ
ОРУДИЯ
ГИПОТЕЗА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ
УСТОЙЧИВОСТИ ХОДА
ОРУДИЯ
АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСГАЯ
ЭКСПЛиТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
УНИВЕРСАЛЬНОГО
ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ
ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Рис.1. Схема исследования чивый ход в горизонтальной плоскости, дать агротехническую и технико-экономическую оценку его эксплуатации в сравнении с серийными орудиями.
Указанные задачи исследования решаются по схеме, представленной на рис.1. Согласно межведомственной программы научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ на 1981-85 гг. по решению научно-технического задания О.сх.109 позиция 02.01 созданием универсальных приспособлений к плугам для противоэро-зионной обработки почвы занимаются ВЙМ,ВВДИЗ и ЗПЭ, СибйМЭ, ВЙСХОМ, КФ ГСКБ ПО "Одессапочвсмаш".
На кафедре "Почвообрабатывающие и посевные машины" ЧИМЭСХ работы по созданию универсального почвообрабатывающето орудия со сменными рабочими органами (плужные и плоскорезные) ведутся с 1979 года. Проведенные исследования позволили выявить конструктивную схему орудия /149/, которое прошло хозяйственные испытания на полях учхоза ЧШЭСХ.
Особенности конструкции универсальных почвообрабатывающее орудий для основной обработки почвы
Важное место в технологическом процессе возделывания сельскохозяйственных культур занимает основная обработка почвы, от которой на 25% зависит урожайность культур, и на которую- затрачивается 50% всех энергозатрат в растениеводстве.
Современные почвообрабатывающие орудия имеют высокий технический уровень развития. Основным орудием на основной обработке почвы остается плуг /82/, хотя в последние годы значительное применение на большой площади в почвозащитной системе земледелия нашли культиваторы-плоскорезы и глубокорыхлителн /40/. Орудия отвального и безотвального типа, используемые в разные сроки при комбинированной технологии и в зависимости от погодных условий, в целях экономии материальных затрат и снижения себестоимости продукции, пытались заменить одним универсальным орудием как у нас в стране так и за рубежом. .Имеется достаточно большое разнообразие конструктивных схем универсальных почвообрабатывающих орудий /129,130,146,147,150/. Однако приемлемое решение еще не найдено Все универсальные почвообрабатывающие орудия можно классифицировать по следующей схеме (рис.2). По характеру транспортирования универсальное орудие может быть любым из трех: навесным, полу навесным, прицепным.
Рамы подразделяются на: жесткую с изменяемой геометрией, жесткую с неизменяемой геометрией, шарнирную с изменяемой геометрией и определяют металлоемкость орудия, возможность навешивания на него более конструктивно разнообразных рабочих органов - и симметричных и асимметричных. Преимущество имеют рамы с изменяемой гео метрией, так как с изменением геометрии металлоемкость в разных вариантах у них остается на уровне специализированных орудий. 7 универсальных орудии с неизменяемой геометрией металлоемкость в одном из вариантов обычно превосходит металлоемкость соответствующего специализированного орудия в 2-3 раза. Это касается в ос-новном многокорпусных орудий. Для однокорпусных удельная металлоемкость универсального орудия в разных вариантах практически постоянна и равна металлоемкости специализированных орудий.
Для перевода орудия из одного варианта в другой может применяться как ручной способ перевода, в основном для жестких с изменяемой геометрией рам, балки которых имеют болтовое соединение, так и механический или гидравлический для шарнирных рам с изменяемой геометрией. Преимущество, очевидно, имеют последние, позволявдие значительно сократить затраты труда на переоборудование рамы из одного варианта в другой.
Универсальные почвообрабатывающие орудия у нас в стране и особенно за рубежом разработаны преимущественно однокорпусшми и применение их ограничено малыми площадями, в основном для садоводства и лесоводства, а также на плантажных работах. Производительность их обычно невелика и на больших площадях они не пригодны. Для растениеводства есть отдельные технические решения универсальных орудий, но они далеки от совершенства.
В зависимости от типа рамы, на орудие могут навешиваться симметричные, асимметричные или и те, и другие рабочие органы. Тогда орудия с рабочими органами одного типа будут менее универсальными, чем орудия с рабочими органами обоих типов. Более выгодное положение занимают именно те орудия, на которых можно устанавливать и симметричные и асимметричные рабочие органы; они являются орудиями широкой универсальности, т.е. могут применяться не только в зависимости от почвенных условий, глубины обработки, но и для выполнения разных способов основной обработки с требуемым качеством..
К орудиям узкой универсальности можно отнести лемешные одно-и многокорпусные плуги, у которых на жесткой раме с неизменяемой геометрией, крепятся асимметричные рабочие органы, которые в зависимости от почвенных условий, от применяемой технологии могут иметь конструктивные особенности. Для отвальной вспашки используются плужные корпуса с винтовой, полувинтовой и культурной лемешной поверхностью, которые предназначены для обычной или скоростной вспашки. Для безотвальной обработки используются плужные корпуса со снятым отвалом или вырезные, одно- и двухъярусные, рабочие органы конструкции СибШЭ. Использование плуга на безотвальной обработке с -соответствующими корпусами имеет ряд недостатков по сравнению с культиваторами-плоскорезами-глубокорыхлите-лями. Это и меньшая степень сохранения стерни в виду большего количества стоек по сравнению с плоскорезами для той же ширины захвата, и большое удельное сопротивление в виду несимметричной крюковой нагрузки и, соответственно, большей боковой составляющей тягового сопротивления, и худшая устойчивость хода в горизонтальной плоскости, и меньшая производительность, и большая удельная металлоемкость.
Переоборудование плуга для безотвальной обработки почвы путем снятия отвала и установки второго лемеха вместо полевой доски (рис.3) не устраняет указанных недостатков /151/. Такой рабочий орган аналогичен двухъярусному корпусу, отличаясь лишь уровнем расположения левого лемеха.
Исследование устойчивости хода универсального почвообрабатывающего орудия в горизонтальной плоскости
Одна из основных задач динамики системы состоит в том, чтобы зная силы, действующие на данную систему, найти движение этой системы.
Взаимодействие системы трактор-орудие-почва носит колебательный характер и движение агрегата не всегда будет устойчивым, что приведет к снижению качественных показателей его работы. Для орудия в варианте безотвальной обработки с симметричными рабочими органами это будет увеличение ширины борозд за стойками рабочих органов, уменьшение сохранения стерни и ширины захвата орудия, увеличение зоны перекрытия рабочих органов с одной стороны орудия и уменьшение с противоположной.
Главной причиной неустойчивого характера движения орудия является недостаточно обоснованный выбор линейных размеров, масс, моментов инерции и других механических параметров. Поэтому возникает необходимость выявления оптимальных механических параметров, обеспечиващих устойчивый ход агрегата в горизонтальной плоскости.
Существенным этапом в определении оптимальных механических параметров всего агрегата является изучение движения орудия как самостоятельного объекта. Поэтому объектом нашего исследования будет технологический процесс основной обработки почвы универсальным почвообрабатывающим орудием.
В варианте отвальной вспашки с асимметричными рабочими органами (плужными корпусами) рама орудия не имеет подвижности, так как
шарнирносоединенные балки рамы образуют жесткий замкнутый треугольник. Движение орудия в этом случае аналогично движению серийного плуга с жесткой сварной рамой.
В варианте же безотвальной обработки с симметричными рабочими органами (плоскорезные лапы) рама орудия имеет подвижность, что является отличительной особенностью конструкции данного универсального орудия. Отсутствие аналогичных конструкций и, соответственно, каких-либо исследований, побудило нас уделить большое внимание изучению движения орудия с шарнирной рамой именно в варианте безотвальной обработки.
Устойчивость движения орудия в горизонтальной плоскости зависит от устойчивости хода как первого ряда рабочих органов, так и второго. Однако, если движение первого ряда рабочих органов рассматривать как движение отдельного орудия с жесткой рамой, которое изучено, то существенный интерес представляет исследование неизученного движения второго ряда рабочих органов. Именно сверхдопустимые отклонения этого ряда рабочих органов под действием возмущающей силы будут приводить к снижению качества обработки почвы всем орудием.
Для описания движения орудия наиболее точным и удобным является использование уравнений Лагранжа второго рода /30,33,38, 55,60/.
Полагая, что отклонения и скорость малы, т.е. степенью выше первой и произведением этих величин можно пренебречь, движение системы будет оцениваться линейным дифференциальным уравнением. Это уравнение движения системы с одной степенью свобода получили из уравнения Лагранжа второго рода, в которое подставим значения: где I - коэффициент инерции; / - коэффициент жесткости; t - коэффициент сопротивления; П - расстояние от центра сопротивления до мгновенного центра вращения второго ряда рабочих органов. Тогда уравнение движения системы будет иметь вид где р , fi , fi - угловое перемещение, угловая скорость ,, угловое ускорение центра масс; f - коэффициент пропорциональности; - собственная частота колебаний орудия. Исследования многих авторов /33,38,55,60/ указывают на возможность разложения возмущащей силы в ряд Фурье, так как функция Fit) ограничена и в конечном интервале имеет конечное число экстремальных значений.
Общее решение данного дифференциального уравнения складывается из общего решения неоднородного уравнения.
Но так как оба члена общего решения однородного уравнения с возрастанием t стремятся к нулю, то после переходного процесса система будет колебаться по гармоническому закону /60/, не зависящему от начальных условий. Поэтому в дальнейшем необходимо рассматривать только стационарные решения /60/, которые описывают вынужденные колебания установившегося двжения под действием воз-мущавдей силы F(t) .
Решающее воздействие возмущающая сила F(t) - ПОСТОЯННО изменяющаяся сила сопротивления почвы, оказывает на рабочие органы орудия. Силы сопротивления перекатыванию, аэродинамические силы не могут нарушить устойчивость движения агрегата, Ограничиваясь рабочими органами следует отметить, что величина и направление сил сопротивления почвы зависят от формы и размеров рабочих органов, свойств и состояния почвы и скорости движения /13, 15,48,49/. Характер силы Fit) можно взять непосредственно из опытных данных.
Для определения оптимальных параметров орудия необходимо знать собственную частоту системы, которая находится непосредственно из дифференциального уравнения движения системы.
Расположение асимметричных и симметричных сменных рабочих органов на раме универсального орудия
Для простоты конструкции и меньшей металлоемкости универсальное почвообрабатывающее орудие /93/ должно быть устроено таким образом, чтобы на одной несущей балке располагались как асимметричные рабочие органы (рис.25): отвальные корпуса, одно- двухъярусные корпуса, стойки СибйМЭ; так и симметричные: подрезающие плоскорезные лапы культиватора и глубокорыхлителя (рис.26) и рыхлящие рабочие органы чизеля и щелевателя (рис.27).
Расстановка сменных рабочих органов различного назначения на одной несущей балке имеет особенности, обусловленные их конструктивным исполнением, в соответствии с видом обработки.
Плужные рабочие органы: отвальные корпуса, одно- двухъярусные корпуса, стойки СибйМЭ, располагаются на несущей балке рамы согласно теории резания почвы лемехом /51/, по которой сила сопротивления R почвы резанию, действующая при движении корпуса, приложена к середине длины лезвия лемеха и направлена под углом трения
У к плоскости, перпендикулярной лезвию. Сила сопротивления почвы резанию проходит через пятку полевой доски корпуса. Носок следующего корпуса будет находиться в точке пересечения прямой, проведенной параллельно направлению действия силы R через носок лемеха, с очередной стенкой борозды (рис.28).
Из формул (23,24,27) можно определить количество рабочих органов, расположенных на несущей балке орудия в одном варианте, если задано количество рабочих органов на несущей балке орудия в другом варианте.
График зависимости длины несущей балки от количества рабочих органов представлен на рис.29. Здесь рассмотрены три тжпа плужных рабочих органов с шириной захвата 0,30; 0,35; 0,40 м и три типа плоскорезных рабочих органов с шириной захвата 0,97, 1,15 ж 2,50м. Эти рабочие органы в основном выпускаются промышленностью. На рис. 1,2,3,4,5 приложения I представлены зависимости длины несущей балки орудия от количества рабочих органов глубокорыхлителей, чизелей и плугов с различными значениями параметров рабочих органов. Так как ширина захвата жесткой плоскорезной секции должна быть не более 5 м из условия обеспечения наилучшего копирования рельефа поля /76,106/, то длина несущей балки для плоскорезов будет ограничиваться в пределах, зависящих от ширины захвата плоскорез-ных рабочих органов. Из рис.26 видно, что
Следовательно,для плоскорезных рабочих органов с шириной захвата 2,50 м максимальная длина несущей балки будет равна 2,50 м. Для рабочих органов с 4 = 1,15 м максимальная длина балки будет равна 3,85 м, а при lt = 0,97 м, L = 4,03 м.
Рассмотрим пример нахождения количества рабочих органов универсального орудия в варианте плоскореза при известном количестве рабочих органов в варианте плуга по графику, представленному на рис. 29.
Пусть количество и ширина захвата рабочих органов универсального орудия в варианте плуга равно, соответственно 4 и 0,40 м. Требуется определить количество плоскорезных рабочих органов с oz = 1,15 м, способных разместиться на несущей балке такой же длины орудия в варианте плоскореза.
Для этого из точки 4 на оси абсцисс проводим прямую параллельно оси ординат до пересечения с прямой 4 ( ь/ = 0,40 м). Из этой точки пересечения проводим прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с осью ординат и получаем значение длины несущей балки L = 2,9 м. Определяем количество плоскорезных рабочих органов с ot = 1,15 м, способных разместиться на балке дайной 2,9 м.
Влияние параметров орудия на время его нахождения в отклоненном положении
Мы рассмотрели свободное затухающее движение орудия. Подобраны параметры, при которых орудие наиболее быстро возвращается к прямолинейному движению при выводе его из равновесия мгновенной возмущающей силой. Однако действительное двжение орудия описывается вынужденными колебаниями под действием случайной возмущающей силы. Критерием устойчивости движения в этом случае будет являться отклонение второго ряда рабочих органов на угол меньше допустимого.
Известно /38,60,132/, что наибольшее влияние на величину отклонения оказывает частота возмущающей силы СО t которую можно определить из экспериментальных данных. Анализ экспериментальных данных по случайной возмущающей силе - силе сопротивления почвы позволил определить нормированную корреляционную функцию fi {x) (рис.52) и соответствующую ей нормированную спектральную плотность $ъ(си) (рис.53), определяющих характер протекания случайного процесса. Время корреляционной связи для данного процесса равно при V =2,24 м/с, К в 0,11 м, , = 5,7 с; при V = 1,51 м/с, а= 0,10 м, „ = 4,5 с; при V = 1,33 м/с, (X = 0,15 м, to s 3,8 с, что свидетельствует об упо-рядочности протекания процесса, имеющего низкочастотные составляющие.
Распределение спектра дисперсии по частотам хорошо видно на графике нормированной спектральной плотности. Диапазон сущест -\ венных частот доходит до 2 с, максимумы спектральной плотности ц(и ) наблюдаются при СО = 0,36...0,50 о""1. Причем при V = 2,24 м/с, а = 0,11 M,S/a )= 1,7 с"1; при V = 1,51 м/с, ( = ОДО м,%(10)= 1,8 с"1; а при V = 1,33 м/с, Q = 0,15 м, S 0 = 2,0 с . Соответственно, SR(tU0) равна 1,0 с ; 0,7 с""1, 0,6 с х. Как видно, возмущающая сила действует в основном в диапазоне 0,36...0,50 с"" , что значительно отличается от собственной частоты второго ряда рабочих органов, и практически исключает явление резонанса. В зависимости от частоты СО возмущающей силы при разной собственной частоте колебаний системы отклонения второго ряда рабочих органов существенно отличаются (рис.54-56). Причем, в виду большого коэффициента сопротивления р , даже при совпадении частоты возмущающей силы и собственной частоты колебаний, резонанса не наблюдается. Поэтому самое существенное влияние на отклонение второго ряда оказывает его собственная частота CL . На рис.54-56 представлены зависимости отклонения J& второго ряда рабочих органов от частоты возмущающей силы при его разной собственной частоте колебаний на разных скоростях движения агрегата и разных глубинах обработки.
При увеличении частоты возмущающей силы, отклонения второго ряда рабочих органов уменьшаются. И если при небольших собственных частотах колебаний (рис.54-56, кривые 1,2) величина отклонения резко уменьшается при увеличении UJ от 0 до 2 с""1, и плавно уменьшается при увеличении (М от 2 до 6 с , то на высоких собственных частотах (t 2 с (кривые 3,4,5) отклонения уменьшаются плавно во всем диапазоне изменения Ю от 0 до 6 с"1.
"Частота 60 возмущающей силы является постоянным фактором, который невозможно изменять, чтобы влиять на уменьшение отклонения второго ряда рабочих органов. Собственная же частота ty. колебаний второго ряда орудия зависит от параметров орудия, поэтому изменением ее величины можно регулировать величину отклонения
Если на графиках (рис.54-56) отметить допустимую величину отклонения ft$ (пунктирная линия), то можно подобрать такую допустимую собственную частоту колебаний L , при которой независимо от частоты возмущающей силы, отклонения второго ряда будут находиться в пределах допуска./ «/ .
Различные условия обработки почвы обусловливают разный характер и величину изменения отклонения при одной и той же собственной частоте колебаний. Так, если V = 2,24 м/с (рис.54, кривая 3), то характер изменения ft более плавный, чем при V » 1,51 м/с, когда ft изменяется очень резко на низких частотах возмущающей силы 0 -= 2 с" 1. В диапазоне высоких частот CV 2 с""1 характер изменения ft на всех скоростях движения V s 1,51-2,24 м/с идентичный. С ростом скорости движения уменьшается величина отклонения ft . Когда V = 1,51 м/с, Q = 0,10м, ft s 1,2 1(Г рад, (рис.55, кривая 4), тогда как при V = 2,24м/с, Q = 0,11 м, ft а 1,0 Ю й рад (рис.54, кривая 4). Поэтому, вождение агрегата желательно на более высоких скоростях.
На характер и величину отклонения ft оказывает большое влияние глубина обработки. С ростом Q = 0,10 м (рис.55, кривая 4 ),до Q s 0,16 Mjf рис.56, кривая 4) ft уменьшается с 1,2 10""2рад до 0,8 10 рад. Характер изменения fi на больших глубинах более мягкий при низкой частоте возмущающей силы 0 Л$ z с% на более высоких частотах со 2 с""1, характер отклонения почти не отличается. Следовательно, при расчетах устойчивости хода орудия следует учитывать, что на больших глубинах обработки устойчивость улучшается.
Проведенный анализ влияния скорости движения V и глубины обработки Q на величину и характер отклонения ft показал, что для их разных значений существуют свои собственные частоты колебаний, при которых величина отклонения второго ряда находится в пределах допуска. Для наших условий получилось, что при V = 2,24 м/с, СІ в ОДІ м (рис.54), отклонения второго ряда меньше допустимого происходили при собственной частоте колебаний балки (\ = 1,98 с""1. При V s 1,51 м/с, а = 0,10 м, собственная частота, при которой отклонения не превышали допустимые, равня лась ty = 2,09 с" 1, а при V а 1,33 м/с, Q я 0,16 м, 1,75 Г\ f Для обеспечения работы орудия во всем диапазоне исследуемых скоростей 1,33-2,24 м/с и выше и глубин обработки 0,10-0,16 м и глубже, собственная частота колебаний второго ряда должна быть больше Ц, 2,09 с""1. При глубине обработки меньше 0,10 м, небольшую разницу,превышающую допустимое отклонение можно будет ликвидировать увеличением скорости движения.
