Введение к работе
Актуальность темы исследования.
При использовании колесных тракторов на скоростях 6...9 км/ч на почвах пониженной влажности, характерных для проведения технологических операций в засушливый период или после уборки озимых культур, отмечен негативный результат: чрезмерное увеличение динамических нагрузок, связанных с увеличением частоты и амплитуды колебаний машинно-тракторного агрегата и обусловленных наличием неровностей на поверхности поля, а также неоднородностью структурного состава сухой почвы. Все перечисленные факторы отрицательно сказываются на энергетических и экологических показателях работы машинно-тракторных агрегатов (МТА).
Наиболее перспективными мерами стабилизации нагрузочных режимов трактора в составе МТА и борьбы с негативными последствиями увеличения динамичности являются: введение упругих звеньев в отдельные механизмы трактора (в систему "валопровод", т.е. муфту сцепления, движители, механизм навески, непосредственно в крепление рабочих органов), использование догружающих устройств и двигателей постоянной мощности
(дпм).
В связи со сказанным особую актуальность приобретают разработка и научное обоснование применения в МТА набора конструктивных решений, в частности, комбинированное применение упругой связи в навеске и догружающего устройства для оптимизации режима их работы, направленные на наиболее полное использование тяговых, энергетических ресурсов трактора и повышения экологических показателей.
Целью исследования является повышение эффективности использования колесных тракторов класса 1,4 в составе с.-х. МТА на почвах пониженной влажности и снижение буксования движителей до экологически безопасных величин за счет комбинированного использования механической упругой навески и гидравлического увеличителя сцепного веса.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
Подготовить модификацию трактора МТЗ-80Л, оборудованного гидравлическим увеличителем сцепного веса и упругим навесным устройством.
На основе анализа особенностей влияния каждого из названных устройств на величину буксования провести теоретические исследования возможной эффективности использования МТА на сухих почвах при совместном применении механического упругого элемента в навеске трактора и гидравлического увеличителя сцепного веса (ГСВ) путем оптимизации параметров опытного трактора на равных эксплуатационных режимах.
Выявить на базе теоретического исследования необходимые регистрируемые параметры, характеризующие эффективность работы агрегата.
Разработать методику эксперимента и провести сравнительные испытания серийного и опытного образов трактора МТЗ-80Л в полевых условиях для проверки эффективности комбинированного использования упругой навески и гидродогружателя сцепного веса при выполнении энергоемких технологических операций.
Произвести расчет технико-экономических показателей трактора МТЗ-80Л с предложенным механизмом навески и гидродогружателем сцепного веса.
На основе анализа результатов полевых испытаний разработать рекомендации к внедрению модификации трактора МТЗ-80Л, включающего навеску с механическим упругим элементом и гидравлический увеличитель, сцепного веса.
Объект исследования. Сельскохозяйственный колесный трактор общего назначения МТЗ-80Л, оборудованный экспериментальным механизмом навески с горизонтально расположенными механическими упругими элементами и гидравлическим увеличителем сцепного веса (ГСВ) в агрегате с плугом ПЛН-3-35 и культиватором КРН-4,2.
Методика исследования. Общая методика исследований предусматривала теоретический анализ рабочих гипотез, их экспериментальную проверку в полевых условиях и экономическую оценку результатов работы.
Сравнительные испытания трактора МТЗ-80Л проводились в полевых условиях на основе общепринятых методик, а также частных методик, разработанных автором.
Научной новизной работы являются:
Способ повышения эффективности использования колесного трактора МТЗ-80Л за счет совместного применения упругой навесной системы и гидравлического увеличителя сцепного веса;
Математическая модель одновременного влияния механического и гидравлического догружателей на изменение величины сцепного веса трактора и графо-аналитический метод определения необходимого давления подпора для снижения коэффициента буксования до допустимого при использовании ГСВ без применения упругой навески и при комбинированной работе ГСВ и упругой навески;
Эффективность комбинированного применения упругой навески и ГСВ на тракторах класса 1,4 при работе на почвах пониженной влажности.
На защиту выносятся:
Математическая модель по оценке влияния механического и гидравлического догружателей на величину сцепного веса трактора и оптимальное давление подпора в ГСВ;
Методика графо-аналитического определения необходимого (оптимального) давления подпора для снижения коэффициента буксования до допустимого при текущем тяговом сопротивлении с учетом индивидуального использования ГСВ и ограничительного давления подпора с учетом ком-
бннированного использования ГСВ и УН при динамическом нагружении МТА;
3, Техническое решение и результаты сравнительных полевых испы
таний тракторных МТА, серийного и оборудованного ГСВ и опытной на
веской, на почвах пониженной влажности;
4. Оценка эффективности комбинированного применения упругой на
вески и ГСВ на тракторах класса 1,4 при работе на почвах пониженной
влажности.
Практическая ценность и реализация результатов работы состоит в обосновании целесообразности комбинированного использования упругой механической навески и гидроувеличителя сцепного веса на тракторе класса 1,4 при проведении энергоемких технологических операций на почвах пониженной влажности. Совместное использование этих устройств позволяет повысить производительность агрегата, топливную экономичность и снизить эрозионную опасность, а также дополнительно расширить перечень операций, выполняемых тракторами класса 1,4 в мелких фермерских хозяйствах.
Результаты работы могут быть использованы при разработке автоматизированных систем коррекции вертикальных нагрузок, совмещенных с упругими устройствами в навесках колесных тракторов, а также в учебных процессах сельскохозяйственных вузов.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены иа научно-технических конференциях Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии и на межвузовских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых (2004...2006 гг.)
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах общим объемом 2,1 печатных листа, личный вклад автора составляет 1,1 печатных листа.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка использованных источников из 146 наименований и 22 приложений. Работа изложена на 150 страницах, из них 131 страниц текста, 5 таблиц, 45 рисунков.
