Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Требования, предъявляемые к
тракторным агрегатам, работающим в различных природно — климати
ческих условиях, весьма разнообразны. Для их удовлетворения
необходимо наличие ряда эксплуатационных свойств, характеризующих
в комплексе эффективность работы тракторного агрегата в тех или
иных условиях. Создание высокоэффективных технических средств
требует дальнейшего развития их теории и конструкции, особенно в
области устойчивости и управляемости тракторного агрегата, выбора
оптимальных массо-геометрических параметров машины на стадии ее
проектирования, и т.д. Горные массивы как в Армении, так и во всем
мире, составляют значительный процент от общей
сельскохозяйственной площади. Поэтому создание и подбор рациональных типов машин для горного земледелия следует осуществлять на основании исследований по работе машин на склонах. Разработка вопросов устойчивости трактора способствует как его более эффективному использованию при выполнении сельскохозяйственных работ, и улучшению качества выполняемого технологического процесса.
Известно, что улучшение эксплуатационных свойств тракторного агрегата неразрывно связано с повышением надежности и долговечности сельскохозяйственного трактора. Во всем мире широкое распространение получил метод ускоренных испытаний, позволяющий за значительно короткий промежуток времени с большой долей вероятности дать ответы по вопросам надежности и долговечности испытываемой техники.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящего исследования является совершенствование конструкции сельскохозяйственного агрегата, предназначенного для горного земледелия, и создание новых технических средств испытания тракторов, имитирующих реальные условия эксплуатации.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Из задач, выдвшгутых сегодняшним состоянием комплексной механизации сельскохозяйственного производства в горном земледелии, в настоящей работе рассматривались следующие: научное обобщение результатов исследований и систематизация вопросов по проблеме совершенствования конструкции сельскохозяйственного тракторного агрегата, предназначенного для горного земледелия, а также по существующим техническим средствам, предназначенным для испытания тракторов; установление основных направлений улучшения курсовой устойчивости гусеничного тракторного агрегата при его
4
неуправляемом движении поперек склона, анализ и выявление
недостатков существующих конструкций средств испытаний
гусеничных тракторов; разработка математической модели,
описывающей траекторию неуправляемого движения гусеничного
пахотного агрегата на склоне, позволяющей на этапе проектирования
определить такое сочетание его массо-геометрических параметров, при
котором траектория движения агрегата по горизонталям будет
приближена к прямолинейной; оценка устойчивости движения
приспособления для глубокого внесения удобрений на этапе его
проектирования, и определение его рабочих параметров, позволяющих
стабилизировать движение агрегата в плодовых садах, расположенных
на склонах; разработка специальных методик как для
экспериментальных исследований гусеничного пахотного агрегата на
склоне, так и ускоренных полигонных испытаний тракторов класса 30
кН; экспериментальная оценка критериев курсовой устойчивости
гусеничного пахотного агрегата на склоне; разработка технического
задания для проектирования систем, стабилизирующих курсовую
устойчивость гусеничного пахотного агрегата на склоне; установление
эксплуатационной надежности трактора класса 30 кН посредством
ускоренных полигонных испытаний на обрезиненном треке и в
бразивной ванне; совершенствование существующих и изыскание
новых средств ускоренных испытаний гусеничных тракторов,
позволяющих максимально приблизить условия испытаний к
эксплуатационным; совершенствование конструкций
сельскохозяйственных тракторов и машин, предназначенных для горного земледелия.
НАУЧАЯ НОВИЗНА. Обобщены результаты исследования и систематизированы вопросы как по проблеме конструктивного совершенствования тракторного агрегата для горного земледелия, так и по созданию технических средств испытания гусеничных сельскхозяйственных тракторов. Разработана математическая модель движения гусеничного пахотного агрегата на склоне, динамическая модель колебания приспособления для глубокого внесения минеральных удобрений в плодовых садах, расположенных на склонах, рассмотрены вопросы устойчивости гусеничного пахотного агрегата на склоне, а также движение агрегата в составе с машиной для глубокого внесения минеральных удобрений в плодовых садах, расположенных на склонах. Рассмотрена кинематика движения ножа глубокорыхлителя данной машины.
Разработаны специальные методики по экспериментальным исследованиям гусеничного пахотного агрегата на склоне, статистической обработке и анализу результатов экспериментальных исследований, а также ускоренным полигонным испытаниям гусеничных тракторов Т-150.
Экспериментально установлены зависимости тягового сопротивления гусеничного пахотного агрегата от направления оборачивания пласта почвы и скорости движения агрегата, определены зависимости отклонения траектории прямолинейного движения агрегата от направления оборачивания пласта и провисания гусениц, расположенных вверх и вниз по склону, при различных значениях угла склона. По результатам ускоренных полигонных испытаний тракторов Т-150 даны рекомендации заводу по совершенствованию конструкции трактора. Проведены испытания обрезиненной гусеницы, показавшие возможность ее применения при ускоренных полигонных испытаниях тракторов с тягой на крюке до 30 кН.
Предложены перспективные конструкции сельскохозяйственных тракторов и машин, предназначенных для горного земледелия, а также новые технические средства их испытаний.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теоретические исследования были проведены методами математического анализа, основанными на положениях классической механики, математического и физического моделирования. Экспериментальные исследования проводились в лабораториях, на полигонах и в полевых условиях, с применением метода планирования многофакторного эксперимента. Изменение некоторых исследуемых величин рассматривалось как случайный стационарный процесс, обладающий свойствами эргодичности. В этом случае применялся метод корреляционно — спектрального анализа с составлением статистических характеристик. В процессе экспериментальных исследований применялась современная измерительная аппаратура.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Получена математическая модель, описывающая траекторию неупрвляемого движения гусеничного пахотного агрегата поперек склона, позволяющая путем варьирования его массо — геометрическими параметрами еще на этапе проектирования найти такое их сочетание, при котором обеспечивается наилучшая курсовая устойчивость всего агрегата. Получены теоретические зависимости, позволяющие практически оценить устойчивость сельскохозяйственных машин в случае, когда известен закон изменения силы сопротивления их рабочих органов. Таким
образом возникает возможность определения оптимального, по устойчивости, сочетания массо — геометрическимх параметров сельскохозяйственной машины на этапе ее проектирования. Предложены новые конструкции стендов, полигонов и загрузочных устройств позволяющие значительно улучшить качество проведения ускоренных испытаний сельскохозяйственных тракторов. Решения по конструктивному совершенствованию трансмиссии и ходовой части сельскохозяйственных тракторов позволяют повысить эффективность их применения в горном земледелии.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Экспериментальные исследования по определению динамических и технологических характеристик гусеничного пахотного агрегата в составе трактора ДТ-75Н и плуга ПЛН-4-35, были проведены в Наирийском районе Котайкской области, и способ изменения провисания гусениц, как средство стабилизации курсовой устойчивости, рекомендован комиссией к применению.
Часть работы, касающаяся рекомендаций по конструктивному совершенствованию трактора Т-150, на основании ускоренных полигонных испытаний, принята к использованию Харьковским тракторным заводом.
Актом ЮФ НАТИ подтверждена возможность применения обрезиненной гусеницы при ускоренных испытаниях тракторов класса 30 кН.
По заключению украинской ассоциации предприятий по производству тракторов, двигателей и запасных частей "Укртрактор", новые конструкции стендов, полигонов и загрузочных устройств, описанные в работе, перспективны для внедрения при испытаниях тракторной техники в заводских и полигонных условиях тракторостроительного комплекса Украины.
По заключению ЮФ НАТИ, те же конструкции имеют практическую ценность и могут быть использованы при проведении испытаний тракторов.
Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре "Транспортные средства" Армянской сельскохозяйственной академии.
В период проведения научных исследований сформировалась творческая группа, защищена одна кандидатская диссертация, в настоящее время осуществляется руководство аспирантом.
Экономический эффект от внедрения устройства, стабилизирующего курсовую устойчивость гусеничного агрегата при его работе на склоне (положительное решение управления по делам
7 изобретений при правительстве РА от 20.07.98г, заявка N 97040), составляет 635613 драмов на одну машину за весь срок ее эксплуатации, а от внедрения колеса с изменяющейся опорной поверхностью (авторское свидетельство СССР N 1735068) - 6200000 драмов на одну машину в год.
АППРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско -преподавательского состава и аспирантов АрмСХА в период с 1988 по 1997 гг. Способ ускоренных стендрвых испытаний двух гусеничных машин докладывался на Всесоюзной научно — технической конференции в Москве, в 1988 г. Диссертационная работа была заслушана на заседании инженерного факультета АрмСХА.
ПУБЛИКАЦИЯ РАБОТЫ. Содержание работы опубликовано в 26 научных работах, из которых одна монография и 16 авторских свидетельств и патентов СССР, РФ и РА.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Общий объем диссертационной работы 280 стр. машинописного текста, 107 рисунков, 22 таблиц, список использованной литературы из 211 наименований и приложения, включающие документы, подтверждающие получение научных результатов и принятие их к использованию и внедрению.
Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций.
