Введение к работе
Актуальность темы. Многообразие решаемых в сельском хозяйстве задач требует большого количества колесных машин различного назначения. Используются эти машины в различных условиях: на поверхностях с малой несущей способностью (поле, пахота, заболоченная луговина, размытые грунтовые и полевые дороги, глубокий снег и др.) и с высокой несущей способностью (автомобильные асфальтобетонные дороги, дороги со щебеночным и гравийным покрытием, сухие укатанные грунтовые дороги и др.).
Существенное повышение производительности и снижение себестоимости технологических и транспортных работ может обеспечить снижение затрат энергии при взаимодействии колесного движителя и несущей поверхности. При определенных параметрах этих элементов возникает буксование колесных движителей, влияющее не только на экономичность машины (расход топлива), но и на такие ее качества, как тягово-сцепные свойства, скорость движения, производительность и др. Из этого следует необходимость разработки и создания средств, повышающих тягово-сцепные свойства и проходимость технологических и транспортных машин в сельскохозяйственном производстве.
Почти на все основные параметры колесной технологической и транспортной машины и экологичность сельскохозяйственных операций влияет давление в пневматических шинах. При движении транспортных и технологических машин по поверхностям с малой несущей способностью повышенное давление в шинах приводит к образованию глубокой колеи, снижению тормозных качеств машины, разрыву каркаса покрышки и др., пониженное - к перерасходу топлива, снижению ресурса работы шин и скоростных возможностей, управляемости и др.
Приведение воздушной среды в кабинах колесных машин к нормальным параметрам, по данным исследователей, позволяет повысить производительность операторов на 10...13%. Наиболее важными параметрами воздушной среды на рабочем месте оператора являются содержание пыли и температура в кабине. Поэтому разработка автоматических устройств, позволяющих поддерживать нормальное давление в пневматических колесах согласно рекомендациям заводов-изготовителей, и технических средств, позволяющих указанные параметры воздушной среды приблизить к нормативным или допустимым значениям, является актуальной задачей.
Цель работы. Повышение эффективности функционирования мобильных технологических и транспортных машин сельскохозяйственного назначения за счет улучшения их проходимости и тягово-сцепных свойств, обеспечения нормальных условий труда на рабочем месте оператора.
Объект исследования. Процесс функционирования технологических и транспортных машин в условиях сельскохозяйственного производства.
Предмет исследования. Закономерности влияния параметров технических устройств на эффективность функционирования мобильных технологических и транспортных машин.
Научная новизна положений, выносимых на защиту:
- теоретически обоснованы параметры автоматического устрой
ства для блокировки шестеренчатого дифференциала, позволяющего
улучшить тягово-сцепные и динамические свойства машин, новизна
которого подтверждена патентом на полезную модель. Установлена
зависимость чувствительности включения блокирующего механизма
от угловых ускорений ведущих колес и состояния несущей поверхно
сти;
- обосновано и разработано автоматическое устройство для
поддержания нормального давления воздуха в пневматических ши
нах, позволяющее улучшить технико-экономические показатели ма
шин в технологическом процессе сельскохозяйственного производ
ства;
- обоснованы и разработаны технические устройства для удале
ния пыли, грязи и газов из кабины мобильной машины, позволяющие
нормализовать параметры воздуха рабочей зоны до безопасных пре
делов за более короткое время по сравнению с существующими стан
дартными устройствами.
Практическая ценность работы и реализация ее результатов. Разработанное устройство автоматического механизма блокировки шестеренчатого дифференциала позволяет улучшить тягово-сцепные и тормозные качества колесных машин, курсовую и боковую устойчивость, повысить их производительность. Автоматическое устройство для поддержания норм давления воздуха в пневматических шинах позволяет снизить расход топлива на 4... 12%, продлить срок службы пневматических шин и др. Предложенные технические устройства для улучшения параметров воздушной среды в кабине мобильных технологических и транспортных машин позволяют по-
высить производительность за счет улучшения условий труда операторов.
Полученные автором результаты исследования используются в процессе обучения студентов ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия», ФГОУ ВПО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева», ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет». Предложенные устройства внедрены на предприятиях: ООО «Климов-ское» Чесменский район Челябинской обл., ТОО «Восток - ТБК», 000 «Элком-Инвест», 000 «КапиталСтрой», 000 «Доминанта».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях ЧГАУ и ЧГАА (г. Челябинск, 2008 - 2010 гг.), Южно-Уральского государственного университета (г. Челябинск, 2008 - 2010 гг.), Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева (г. Курган, 2009, 2010 гг.).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 10 научных статьях, получен один патент на полезную модель и один патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 121 наименования, содержит 131 стр. машинописного текста, включая 46 рисунков, 5 таблиц, 13 приложений.
