Содержание к диссертации
Введение 5
1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 8
1.1. Обзор технологий уборки картофеля с поля 8
1.2. Обзор работ, посвященных повреждениям 14
сельскохозяйственной продукции (в частности
картофеля) при перевозке
1.3. Обзор работ по математическому моделированию 27
движения транспортных средств и процесса перевозки сельскохозяйственных грузов
1.4. Цель и задачи исследования 34
2. Теоретическое исследование уровня повреждений 36
клубней при перевозке
2.1. Определение допустимой скорости колебаний грузовой 36
платформы
2.2. Система подрессоривания грузовой платформы 37
транспортного средства
2.3. Составление математической модели вертикальных 40
колебаний транспортного средства с системой подрессоривания грузовой платформы
2.3.1. Выбор системы отсчёта 42
Кинетическая энергия 'факторного прицепа с 47 системой подрессоривания грузовой платформы
Потенциальная энергия тракторного прицепа с 49 системой подрессоривания грузовой платформы
Диссипативная функция тракторного прицепа с 62 системой подрессоривания грузовой платформы
2.3.5. Обобщенные силы тракторного прицепа с системой 74
подрессоривания грузовой платформы
2.3.6. Математическая модель вертикальных колебаний 78
груза при движении тракторного прицепа
2.3.7. Общее уравнение вертикальных колебаний 81
тракторного прицепа с системой подрессоривания
грузовой платформы
Характеристика микропрофиля дороги 86
Результаты теоретического исследования 88 2.4. Выводы 91 3. Экспериментальные исследования уровня повреждений 93
клубней при перевозке
3.1. Программа экспериментальных исследований 93
3.2. Объект исследования, применяемые приборы и 93
оборудование
3.3. Методика экспериментальных исследований уровня 95
повреждений клубней картофеля при перевозке
3.3.1 .Методика оценки дорожных условий при движении 95
тракторного транспортного агрегата
3.3.2. Методика оценки влияния скорости вертикальных 102
колебаний грузовой платформы тракторного
прицепа на уровень повреждений клубней картофеля при перевозке
3.3.3. Методика определения рациональной жесткости 103
упругих элементов системы подрессоривания
грузовой платформы
3.3.4. Методика оценки уровня повреждений клубней 107
картофеля при перевозке
3.4. Результаты экспериментальных исследований уровня ПО
повреждений клубней при перевозке серийным и
усовершенствованным тракторными прицепами
3.5. Выводы 126
4. Технико-экономическая эффективность применения 128
тракторного прицепа с разработанными упругими элементами в системе подрессоривания грузовой платформы
4.1. Экономический эффект от снижения эксплуатационных 130
затрат
4.2. Экономический эффект от снижения уровня 135
повреждений клубней картофеля
4.3. Определение границы экономической эффективности 136
применения усовершенствованного тракторного
прицепа для перевозки картофеля
4.4. Выводы 137
Общие выводы 138
Литература 140
Приложения 150
Введение к работе
Картофель в Российской Федерации является одной из основных продовольственных культур. По данным на 2004г. [93] площадь его возделывания составила 2,14 млн. га, а уровень валового сбора — более 30,7 млн. т. В то же время средняя его урожайность в период с 1995 г. по 2003 г. не превышала 12 ц/га [19], что значительно меньше, чем в развитых странах Западной Европы и США. В условиях жесткой экономической конкуренции необходимо повысить эффективность сельскохозяйственного производства, что возможно за счет увеличения урожайности культуры, с одновременным уменьшением потерь и снижением доли поврежденного картофеля в общей массе на пути — «поле-потребитель».
Уровень повреждений является одним из важнейших факторов, определяющих себестоимость продукции. Известно, что стоимость поврежденного картофеля на 30-50% меньше чем неповрежденного. Кроме того, наличие в закладываемом на хранение картофеле поврежденных клубней приводит к потерям товарного картофеля. По данным ряда исследователей [19, 27] потери при хранении могут достигать 50-60% от общей массы клубней. Поэтому снижение уровня повреждений на пути следования картофеля — «поле-потребитель» является важной народно-хозяйственной задачей. Необходимо так же отметить, что трудозатраты на перевозку картофеля с поля до хранилища составляют 12...15% от общих трудозатрат по возделыванию данной культуры [27]. Следовательно, снижение трудозатрат при уборке так же является перспективным направлением повышения эффективности производства картофеля.
Вывоз убранного урожая картофеля с полей — это одна из основных операций по заготовке данной культуры. Сельскохозяйственные перевозки очень часто осуществляются при отсутствии дорог с твердым и ровным покрытием. Ускорения колебаний кузова при движении по подобным поверхностям могут достигать 3...3,5g [46]. При использовании транспортных средств общего назначения подобное обстоятельство влечет за собой повышение уровня повреждений клубней в результате низкой виброзащищенности груза.
Другой особенностью сельскохозяйственных перевозок является недостаточное использование грузоподъемности транспортных средств, в виду низкой объемной массы большинства продукции. В результате чего значительно возрастают подбросы навалочного груза от действия больших виброускорений, что так же приводит к увеличению уровня повреждений груза, в частности картофеля.
С целью снижения уровня повреждений клубней, путем уменьшения скорости колебаний грузовой платформы транспортного средства нами был предложен упругий элемент подвески кузова транспортного средства (приложение 1), основными элементами которого являются две пружины, каждая из которых включается в работу при определенной степени использования грузоподъемности транспортного средства (патент на полезную модель №47312 опубл. 27.08.2005). Такая конструкция обеспечивает изменение жесткости упругого элемента в зависимости от загрузки транспортного средства. Для определения эффективности применения разработанного устройства на серийном транспортном средстве возникла необходимость выявления его потенциальных возможностей путем определения конструктивных параметров, обеспечивающих минимальный уровень повреждений клубней при максимальной производительности перевозки.
Работа по исследованиям способа снижения уровня повреждений клубней картофеля при их перевозке на основе использования разработанного упругого элемента подвески в системе подрессоривания грузовой платформы транспортного средства велась в течение 2003-2005г. на кафедре «Техническая эксплуатация транспорта» инженерного факультета Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора П.А.Костычева в соответствии с планом НИР.
Целью настоящей работы является повышение эффективности перевозки картофеля путем совершенствования тракторного транспортного агрегата.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
- выполнить анализ особенностей перевозочного процесса при уборке картофеля;
провести анализ причин и условий повреждений клубней картофеля при вывозе его с поля;
выявить перспективное транспортное средство для перевозки картофеля, эксплуатирующееся в различных условиях, для чего создать устройство, обеспечивающее повышение производительности перевозки и снижение уровня повреждений клубней картофеля;
осуществить теоретические исследования вертикальных колебаний транспортного средства с разработанным устройством;
провести экспериментальные исследования усовершенствованного тракторного транспортного агрегата;
на основании анализа полученных при исследованиях результатов определить некоторые конструктивные и эксплуатационные параметры функционирования предлагаемого тракторного транспортного агрегата;
провести хозяйственные испытания усовершенствованного тракторного транспортного агрегата, по результатам которых определить экономическую эффективность от его применения.
На защиту выносятся:
математическая модель вертикальных колебаний грузовой платформы тракторного транспортного агрегата;
математическая модель вертикальных . колебаний тракторного транспортного агрегата с системой нодрессоривания его грузовой платформы;
результаты теоретических и экспериментальных исследований по повышению эффективности перевозки картофеля;
результаты хозяйственных испытаний усовершенствованного тракторного транспортного агрегата и технико-экономическая оценка его применения.
Усовершенствованные транспортные средства применяются в ПСК «Надежда» Рязанского района, ЗАО «Старожиловский конный завод», ООО «Победа» Шацкого района Рязанской области.
