Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса сплошной культивации тяжелых и каменистых почв 9
1.1 Принудительное колебание рабочих органов 14
1.2 Упругие колебания рабочих органов . 26
Выводы 42
Цель и задачи исследования 43
2. Характеристика почв РСО - Алании применительно к вопросу совершенствования конструкции парового культиватора 45
2.1 Рельеф поля 45
2.2 Каменистость почв РСО-Алания 50
2.3 Твердость почвы 55
Выводы 61
3. Обоснование конструктивных схем усовершенствованных образцов рабочих органов культиваторов для каменистых почв 63
3.1 Рабочий орган КСП - 1 * 63
3.2 Стойка УС-2 65
3.3 Стойка УС-3 66
3.4 Стойка УС-4 68
3.5 Стойка УС-5 70
4. Теоретическое исследование технологического процесса культивации почв засоренных камнями, предлагаемыми рабочими органами 71
4.1 Взаимодействие рабочих органов культиваторов с камнями 71
4.2 Обоснование конструктивной схемы усовершенствованного образца рабочего органа культиватора для каменистых почв КСП - 1 78
4.2.1 Длина ножа 78
4.2.2 Ширина ножа 78
4.2.3 Анализ схем крепления секций культиватора к раме 79
4.2.4 Анализ процесса поворота лапы 87
4.3 Анализ процессов взаимодействия с почвой упругих стоек 90
4.3.1 Стойки типа «Vederstand» 90
4.3.2 Предлагаемая цельная упругая стойка 93
Выводы 108
5. Результаты экспериментальных исследований предложенных рабочих органов
5.1 Определение коэффициента жесткости 110
5.2 Частота собственных колебаний 127
5.3 Взаимодействие предлагаемых рабочих органов с камнями 131
5.4 Тяговое сопротивление и качество работы предлагаемых рабочих органов на почвах засоренных камнями 140
Выводы 156
6. Экономическая эффективность культиватора с предложенными рабочими органами 158
Выводы 162
Общие выводы и рекомендации 165
Литература .* 168
Приложения 175
- Принудительное колебание рабочих органов
- Рельеф поля
- Рабочий орган КСП - 1
- Взаимодействие рабочих органов культиваторов с камнями
Введение к работе
Актуальность исследования. В некоторых регионах Российской Федерации большое количество пашни засорено камнями. К числу таких относится и РСО - Алания, в которой площадь пахотных угодий засоренных камнями составляет 88,5 тыс. га (50,6 %).
Ввиду наличия большого количества камней затруднено проведение операций по обработке почвы, в том числе и культивации.
Отечественной промышленностью выпускается ряд марок культиваторов, предназначенных для сплошной обработки каменистых почв. Все их можно разделить на 3 группы: культиваторы с жесткими стойками и предохранительными устройствами, с упругими стойками и комбинированные.
При работе культиваторов, оснащенных рычажными предохранителями, во время взаимодействия рабочих органов с камнями часто возникают большие нагрузки, которые передаются на раму машины и трансмиссию трактора. Основными причинами их возникновения являются зацепление рабочих органов о камни и срабатывание большинства предохранителей только на вы-глубление стойки или только на её поворот вокруг вертикальной оси. Из всего многообразия культиваторов, предназначенных для обработки каменистых почв, особенно выделяются машины с упругими стойками. Упругие стойки последнего поколения обеспечивают не только обход камней, но и значительное снижение тягового сопротивления машины в процессе работы, а следовательно и расхода ГСМ.
Однако, на практике имеют место случаи поломок стоек, что негативно отражается на производительности машины в целом и себестоимости возделываемой культуры. Другим их недостатком является отсутствие регулировки упругости, что не всегда позволяет эксплуатировать машину с максимальной эффективностью.
В связи с этим работа, посвященная совершенствованию рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почв, засоренных камнями, является актуальной.
Цель работы и задачи исследования.
Целью данной работы является разработка и обоснование основных параметров рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почв, засоренных камнями, обладающих хорошей надежностью и обеспечивающих снижение энергоемкости процесса обработки. Для её достижения были выдвинуты задачи:
провести анализ существующих конструкций культиваторов для сплошной обработки почв и научных работ, посвященных вопросам их разработки и совершенствования;
изучить некоторые важные физико-технологические характеристики полей и почв, засоренных камнями, которые епік не;тдс/г?точно ичучанм-
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ
БИБЛИОТЕКА (
СПете»- ' -
09 IMC*»
разработать конструктивные схемы новых рабочих органов культиваторов для каменистых почв;
теоретически обосновать и экспериментально уточнить значения основных параметров предлагаемых рабочих органов;
провести полевые испытания разработанных рабочих органов и определить экономическую эффективность от их внедрения.
Все рабочие органы разрабатывались с учетом технологических возможностей машиностроительных и ремонтных предприятий г. Владикавказа.
Объекты и место исследований. Объектами исследования являлись засоренные камнями поля и их почва, серийные и экспериментальные образцы рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почвы, технологические процессы их взаимодействия с почвой и камнями.
Исследования проводились в лаборатории ГГАУ, на засоренных камнями полях Учхоза ГГАУ им. Саламова, Учебного парка ГТАУ, ОАО «Ногир», совхоза им. Цаголова РСО-Алания.
Методика исследований. Исследования проводились путем теоретического анализа и экспериментов, выполняемых в лаборатории и в полевых условиях.
Теоретические исследования проведены с использованием положений математического анализа, аналитической геометрии, теоретической механики.
В экспериментальных исследованиях применялись стандартные методики, а в отдельных случаях, для получения максимального объема информа-ции-частные. При проведении лабораторных и полевых экспериментов широко применялся метод тензометрирования с одновременной записью измеряемых величин в компьютер. Расшифровка и обработка данных производились практически сразу методами корреляционно-регрессионного и спектрального анализа по разработанным программам на языке Visual Basic. Научная новизна работы заключается:
в результатах исследования некоторых физико-технологических характеристик каменистых почв горной и предгорной зон возделывания с/х культур, необходимых для обоснования оптимальных параметров рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почвы;
в совершенствовании теории взаимодействия предложенных рабочих органов культиваторов с камнями и почвой, а также в математических зависимостях по определению оптимальных значений их основных параметров;
в результатах экспериментальных исследований основных характеристик предложенных рабочих органов и процессов их взаимодействия с почвой и камнями.
Техническая новизна трех рабочих органов подтверждена патентом РФ на изобретение и двумя положительными решениеми на выдачу патента. По
остальным рабочим органам поданы заявки на выдачу патентов.
Практическую значимость представляют разработанные конструкции рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почв, засоренных камнями, и оптимальные значения их основных параметров. Разработанные рабочие органы по сравнению с серийными обеспечивают снижение тягового сопротивления, как при взаимодействии с почвой, так и с камнями. Помимо возможности их использования при проектировании новых машин, отдельные образцы пригодны для переоборудования имеющейся в хозяйствах техники. Для изготовления рабочих органов не требуется высокотехнологичное оборудование. Возможно также использование вторичного сырья различных ремонтных предприятий.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований реализованы в конкретных образцах рабочих органов, проходивших испытание в учебном парке ГГАУ, Учхозе ГГАУ им. Саламова, в ОАО «Ногир», совхозе им. Цаголова в 2002 ...2005 годах. Результаты исследований приняты к внедрению в Минсельхозе РСО - Алания, ЦОКБ ГГАУ и используются для создания новых культиваторов и переоборудования имеющейся в хозяйствах техники.
Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 11 научных трудах, в числе которых 1 патент на изобретение и 2 положительных решения на выдачу патента.
Апробация. Основные результаты исследования доложены: на ежегод
ных научно-производственных конференциях профессорско-
преподавательского состава и сотрудников Горского ГАУ и СК НИИ ГПСХ
НПО «Горное» (г. Владикавказ 2001-2005 гг.); на 2-ой Международной науч
но-практической конференции «Научно-технический прогресс в садоводст
ве» (г. Москва 2003 г.); на 1-ой международной конференции молодых уче
ных, аспирантов и студентов «Актуальные и новые направления сельскохо
зяйственной науки» (г. Владикавказ 2005 г.); на заседании НТС МСХ РСО -
Алания (г. Владикавказ 2005 г.); на технических советах в хозяйствах.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений.
Принудительное колебание рабочих органов
Если обратиться к живой природе, которая служит нам источником идей при создании техники, то можно убедиться, что в ней всегда рационально сочетаются маневрирование усилием в пространстве и маневрирование усилием во времени. Силы, действующие кратковременно, как постепенно выясняется, часто оказываются более эффективными, особенно, при разрушении материалов. Идея использования вибраций возникла в начале прошедшего столетия при наблюдении за процессом укладки бетона [18]. «Не будет, вероятно, преувеличением сказать, что среди процессов, как свободно протекающих в природе, так и используемых в технике, колебания, понимаемые в широком смысле этого слова занимают во многих отношениях выдающееся и часто первенствующее место» - говорил академик Н. Д. Папа лекси.
Исходя из непосредственного практического опыта, было установлено, что применение колебательного движения в одном или в другом направлении при принудительном движении рабочих органов, оказывает положительное влияние на уменьшение расхода энергии и повышение качества обработки почвы [6].
Существенное повышение эффективности технологического процесса почвообработки, при современном состоянии сельскохозяйственной техники, возможно только путем применения технологии, основанной на прогрессивных физических явлениях. К числу таких явлений относятся механические колебания, в присутствии которых процессы разрушения происходят значительно быстрее и с меньшими затратами энергии. Исследования в этом направлении отечественных и зарубежных ученых доказали возможность значительного (по отдельным материалам до 50 %) снижения тягового сопротивления почвообрабатывающих машин [12,16,18,23,64,78,79]:
Существует несколько гипотез снижения тягового сопротивления вибрирующих рабочих органов. Из них широкое признание получила гипотеза П.М. Василенко.
П, М. Василенко считает, что при упругих колебаниях среды сопротивление сдвигу играет такую.же роль, как и сопротивление сжатию. Если импульс напряжения окажется достаточно большим, произойдет разрушение материала. При этом характер его будет иной, чем разрушения статическими силами. Отличие обусловливается тем, что скорость распространения трещин значительно меньше, чем скорость протекания импульса, поэтому трещины еще не успевают развиться, а напряжение уже снимается.
Соотношения частоты волн напряжения й , и частоты волн возмущения й)2 могут быть различными:
П.М. Василенко считает, что при упругих колебаниях наиболее эффективно разрушение происходит при резонансе, следовательно, желательно, чтобы 5=1. Для этого частота вибрирующего рабочего органа должна быть близкой к частоте волн напряжения. Но поскольку волны напряжения неодинаковы, то частота вибраций рабочих органов должна быть регулируемой, а еще лучше самонастраивающейся.
Интересный путь аналитического исследования процесса вибраций предложен Г.Э. Свирским. В многочисленных опытах и теоретических исследованиях советских и зарубежных ученых рассматривались только продольные колебания почвообрабатывающих орудий, то есть колебания, совпадающие с направлением поступательного движения.
Работа Г.Э. Свирского посвящена теоретическому исследованию и расчету поперечных колебаний рабочего органа, выявлению причин, уменьшающих сопротивление среды, а также выяснению условий, при которых поперечные колебания могут быть использованы в производственных процессах сельского хозяйства.
Он разделяет колебания на продольные и поперечные. Если в процессе продольных колебаний совершается отрыв лобовой части рабочего органа от обрабатываемой почвы, то при поперечных колебаниях контакт лобовой части с необработанной средой сохраняется непрерывно. Если при продольных колебаниях используется разгон рабочего органа в разрыхленной почве для импульсного разрушения необработанного массива, то поперечные колебания характеризуются скольжением лобовой части по тому же массиву. Так как одна и та же почва может обладать самыми различными физико-механическими свойствами (в зависимости от количества влаги и предварительной обработки), то становится невозможным использовать о,бычные ме 17 тоды механики сплошных сред. Явления, связанные с динамикой почвенных масс, целесообразно изучать на моделях, которые характеризуются ограниченным числом параметров. Полученная аналитическая зависимость Ч.Э. Свирского согласуются с экспериментальными данными других авторов (Н.С. Шкуренко, А.А. Дубровского [17—19] и др.), что позволяет сделать следующие выводы.
1. При вибрационном перемещении рабочих органов уменьшается тяговое усилие, нагрев и износ рабочих поверхностей. Уменьшение тягового усилия есть монотонно возрастающая функция от Т0. 2. Эффект, вызванный вибрациями, можно повысить: а) увеличением частоты со колебаний (что не всегда возможно); б) увеличением амплитуды А (что происходит, естественно, в точках резонанса); в) уменьшением поступательной скорости Vo в моменты, когда виб рационная скорость максимальна, то есть комбинированием попе речных и продольных колебаний, что вполне осуществимо. При достаточно больших значениях То требуется меньшая затрата суммарной энергии, чем при То = 0.
Рельеф поля
По утверждению А. Б. Лурье, одним из главных внешних воздействий на агрегат является рельеф поля, что отражается на неравномерности хода рабочего органа машин, а также на её линейных и угловых колебаниях в целом [38].
При профилировании поверхности поля возникла задача выбора интервала дискретизации непрерывной функции : (1) и следовательно, установления необходимой длины L, которая была бы достаточной для оценки профиля поверхности поля в каком либо направлении движения. Исходя из опыта профилирования следует, что для получения сравнительно достоверных оценок числовых характеристик процессов z (1) достаточно ограничится шагом A L = 10- 20 см на пути L= 40-60 м.
Перемещая вдоль шпагата линейку, мы фиксировали значения Zn через каждые 10-20 см, получив при этом массив чисел. Результаты обработки экспериментальных данных приведены в таблице 2.1.
Как видно из таблицы 2.1, среднее значение отклонения составило -1,79 см, дисперсия процесса составила - 4,54 см . Относительная ошибка среднеарифметического не превышает 4,8 %, то есть имеющихся данных вполне достаточно для получения достоверной информации об изучаемом процессе. Коэффициент вариации составил -118%, что говорит о том, что процесс характеризуется чрезвычайно сильной изменчивостью. Такое явление может иметь место при гармоническом изменении изучаемого входного параметра.
В качестве закона изменения нормированной корреляционной функции, согласно рекомендациям, изложенным в [38], нами был выбран закон: ре)=е .coJfc.t) (2.1) где аир- коэффициенты, определяемые расчетным путем и имеющие в данном случае размерность (1/м). На рисунке 2.1 приведена только часть графика нормированной корреляционной функции, более широкий график явно показывает гармонический характер и стабильность процесса отклонения рельефа от горизонта. Однако представление корреляционной функции по закону (2.1) помогает нам определить значения аир.
Значения этих коэффициентов находим следующим образом. Первая точка пересечения кривой рх(е) оси абсцисс, характеризует четверть периода колебаний, то есть Т//4.
Как видим, значение а близко к единице, что говорит согласно [27], что процесс в значительной степени носит гармонический характер.
На рисунке 2.2 приведена экспериментальная кривая спектральной плотности изучаемого процесса. Как видно из рисунка кривая имеет гармонический характер с ярко выраженной областью наиболее значимых частот -3,3...4,8 рад/м, что соответствует периоду в Т = 1,49...1,9 м.
Если вернуться к исходным данным и рассмотреть участок уже с центрированными отклонениями исходных данных от математического ожидания приведенными на рисунке 2.3, то можно заметить, что максимальные значения отклонений повторяются с достаточно высокой периодичностью, что подтверждает результаты проведенных расчетов.
Территория республики, несмотря на небольшую площадь (8 тыс, км2), характеризуется разнообразием климатических условий. В ней выделяются четыре природные зоны, в каждую из которых входят подзоны и: микрозоны [74]: 1-Степная зона площадью - 90 211га; 2-Предгорная зона площадью -166 648 га; З-Среднегорная зона площадью - 91 562 га; 4-Высокогорная зона площадью-451 579 га.
Всего же площадь землепользования республики - 798,7 тыс. га, включая горную территорию. Из общей площади пахотных угодий республики каменистые почвы составляют 88,5 тыс. га (50,6 % - сельскохозяйственных угодий). Каменистые пахотные земли расположены в основном в Северо -Осетинской предгорной наклонной равнине и в горной зоне [8].
Для определения засоренности почв камнями, нами были выбраны участки на засоренных камнями полях УЧХОЗА им. Саламова. Поле условно разбивали на участки размерами 1x10 м, а затем, по таблице случайных чисел определяли номера участков на которых в последствии проводились исследования. На этих участках выбирался пласт почвы толщиной 15см и просеивался на сите с ячейками 5x5см. Оставшиеся на сите камни собирались и замерялись их габаритные размеры: длина - а, ширина -в и толщина- h , а также масса каменей- т. Данные заносились в таблицу 2.2, затем статистически обрабатывались на ЭВМ и по ним строились гистограммы. Результаты статистической обработки экспериментальных данных по размерно массовым показателям приведены в таблице 2.3.
По этим данным можно сделать вывод, что средняя масса камней на данном поле составляет 0,792 кг, относительная ошибка средней по массе составляет 12,2 %. Этот показатель оказался большим потому, что среди замеряемых нами камней было несколько крупных, из за которых относительная ошибка средней Sm % получилось больше 5 %, В основном же более 50 % камней были с массой от 0,5-1 кг.
Рабочий орган КСП - 1
Предлагаемая секция культиватора состоит из ножа 1, (рисунок 3.1), на который крепятся две односторонние лапы 2. Углы установки лап выбраны так, чтобы они могли осуществлять подрезание и рыхление почвы, то есть угол крошения а = 27....30. Нож 1 закреплен на валу болтами. Осевое перемещение вала ограничивается двумя втулками. В свободном верхнем конце вала 3 имеется отверстие в которое вставлен регулировочный рычаг 4. Сам вал вставлен в втулку 5 которая имеет две серьги образующие грядиль. В результате такого крепления рабочий орган имеет 2 степени свободы.
Кроме ножа с лапами, на данную стойку предусмотрено еще несколько вариантов крепления рабочих органов (рисунок 3.2).
Реальные условия работы почвообрабатывающих машин характеризуются различными засоренностью полей камнями; размерами камней; твердостью почв. При значительном изменении одной из данных характеристик, необходима более тонкая регулировка рабочих органов, чем в известных машинах. Оснащение стойки регулировочным плечом позволяет изменить чувствительность рабочего органа к выглубляющим и поворачивающим нагрузкам. Удлинив регулировочное плечо и натяжным болтом сместив на столько же концы пружин, можно добиться того, что при том же самом моменте на выглубление в продольно вертикальной плоскости, возрастает сопротивление рабочего органа поворачивающим (боковым) нагрузкам.
При обработке мягких некаменистых почв или при проведении различных видов междурядной обработки, регулировочное плечо необходимо удлинить и подобрать оптимальный момент на выглубление, улучшив тем самым стабильность хода рабочего органа. При переходе на твердые некаменистые почвы регулировочное плечо оставить удлиненным, а момент на выглубление подобрать наиболее оптимальный. Если же необходимо обрабатывать каменистые почвы, нужно уменьшить длину регулировочного плеча,
Рисунок 3.1 - Схема рабочего органа КСП-1 с шарнирным креплением грядиля к раме и стойки к грядилю
Рисунок 3.2 - Один из вариантов исполнения рабочего органа при использовании в его конструкции стандартной стойки увеличив тем самым чувствительность стойки к боковым ударам , что благоприятно сказывается на качестве обработки, так как слишком частые выглуб-ления приводят к увеличению длины и количества огрехов. Подбор наиболее оптимальной чувствительности рабочего органа способствует снижению пиковых нагрузок на раму.
Работает секция следующим образом. Пружины 6 предварительно натянуты винтом 7, удерживая нож в неподвижном состоянии до встречи с препятствием. При лобовой встрече ножа с препятствием грядиль, шарнирно соединенный с рамой, начинает поворачиваться в продольно вертикальной плоскости. Пружины растягиваются, а наклон ножа происходит "до тех пор, пока он не пройдет препятствие. После прохода препятствия пружины возвращают нож в исходное положение. Если же одна из лап встречается с препятствием на расстоянии не менее 5 см от центра, вал поворачивается во втулке и лапа обходит препятствие в горизонтальной плоскости.
Благодаря наличию болта у стойки есть возможность бесступенчатого регулирования (момента) углового поворота лапы в зависимости от типа обрабатываемой почвы (патент РФ № 2261566, [51]).
Данный рабочий орган (рисунок 3.3), смонтирован на кронштейне 1, который закреплен на раме культиватора 2. В кронштейне изготавливается отверстие равное внутреннему диаметру пружин 3 и 4 и в это отверстие, не касаясь краев листа, вставлена стойка рабочего органа 5, на которую сверху и снизу кронштейна надеваются пружины с шайбами 6 и 7, сжимающиеся гайками стойки 8 и 9, Причем, один конец верхней пружины вставлен в отверстие в кронштейне, а другой в отверстие в шайбе, а между стойкой 5 и верхней шайбой 7 установлена шпонка. Благодаря установленной между шайбой и стойкой шпонке, стойка не имеет возможность прокручиваться вокруг своей оси. Упругость стойки можно регулировать гайками стойки. В итоге лапа имеет все необходимые степени свободы, отсутствует трение, уменьшается количество деталей и соответственно металлоемкость. В качестве базовой пружины использована внутренняя пружина рессор товарных вагонов с внутренним диаметром 108 мм., количеством витков 8, и диаметром прутка 18 мм. Из одной такой пружины изготавливается сразу две 3-х витковые пружины, необходимые для установки на один рабочий орган.
В процессе обработки почвы, стойка5 совершает колебательные движения.
При таком способе соединения, лапа имеет возможность обхода препятствия, отгибаясь в сторону. Упругость пружин 3 и 4, можно регулировать в зависимости от степени засоренности почв камнями. В то же время, жесткость пружин 3 и 4, позволяет стойке совершать небольшие колебательные движения в горизонтальной и в вертикальной плоскости, что снижает тяговое сопротивление машины. В случае контакта носка лапы с камнем пружины 3 и 4, деформируются и стойка выглубляется. После прохода препятствия пружины стремятся занять исходное положение и стойка снова заглубляется. Для точной регулировки глубины обработки каждую стойку можно перемещать по оси относительно кронштейна при помощи гаек.
Конструкция имеет хорошую надежность и позволяет использовать вторичное сырье, что в итоге значительно снижает стоимость машины не влияя на качество ее изготовления. На данную стойку получено положительное решение о выдаче патента от 17 января 2006 г. (заявка № 2003129432).
Взаимодействие рабочих органов культиваторов с камнями
Для проведения расчетов мы заложили очень высокую амплитуду силы fb=200 Н. Это объясняется тем, что в процессе работы имеют место случаи скачков силы сопротивления почвы, которые не должны приводить к большим изменениям амплитуды колебаний стоек. Тем не менее, эти случаи нужно предусмотреть. Отчасти это можно сделать приняв при расчетах только завышенные значения амплитуды силы.
Проведенные расчеты позволяют сделать несколько важных выводов. Первое, это большие значения /U таХ/ для пружин с диаметром-прутка d = 16....22 мм. То есть при изготовлении упругих стоек из прутьев с таким диаметром стойки целесообразно оснащать регулировочным болтом. С учетом обеспечения необходимой деформации стойки при обходе камня, количество витков пружины должно быть 6....8.
Хорошие показатели имеют стойки с диаметром прутка 27...30 мм. При этом не требуется дополнительного элемента - регулировочного болта. Количество витков при этом составляет 2,5...4. Большее количество витков нецелесообразно, прежде всего, из-за роста массы стойки.
ВЫВОДЫ
1. Проведенный анализ показал, что для снижения нагрузок на элементы культиватора, возникающих при зацеплениях лапы о разнообразные препятствия, в конструкцию культиватора целесообразно заложить возможность их «обкатывания». При этом, желательно учитывать выражения (4.3 и (4.9), позволяющие определить рациональные значения длины грядиля и жесткость его пружины, а также условия (4.4) и (4.5), от соблюдения которых во многом зависит работоспособность анализируемой схемы.
2. Разработаны аналитические зависимости, необходимые для обоснования оптимальных значений предлагаемой секции культиватора КСП - 1. Расчетное значение длины грядиля составило 0,15 м, причем его целесообразно размещать сзади основной рамы. Длина ножа 1к = 0,45 м, ширина ан = 0,1 м, толщина ножа t„ 0,01 м, вертикальное плечо 1П1 = 0,25 м, горизонтальное 1 0,02 ..0,05 м, угол наклона пружин ро = 10...20 , жесткость Спр= 45 кН/м.
3. Теоретический анализ взаимодействия с почвой стандартных стоек типа «Vederstand» показал, что помимо несомненных достоинств присущих данной конструкции, недостатком её является интенсивное поглощение энергии колебаний, что при малом количестве витков может отрицательно отражаться на их надежности.
109 4. В результате анализа процесса взаимодействия с почвой упругих
стоек предложенной конструкции, проведенного на основе теории эквивалентного бруса, испытывающего случайные колебания, получены выражения для расчета максимальных значений амплитуд колебаний рабочих органов. Расчеты показали, что стойки с диаметром прутка 18 мм имеют высокие значения амплитуд колебаний, и для увеличения их упругости стяжка нижних витков выглядит вполне рациональной. Хорошие показатели имеют стойки с диаметром прутка d = 27....30 мм, и количеством витков 2,5 ...А. Для данных стоек стяжка не требуется.
По окончании проведения теоретических исследований, предложенные рабочие органы были изготовлены на различных предприятиях г. Владикавказа.
Рабочий орган КСП - 1 (рисунок 5.1) был изготовлен на нескольких предприятиях. В НПВП «Наука» сделали нож, на Владикавказском вагоноремонтном заводе-почворыхлящие крылья, пружины были заимствованы с натяжного устройства контактных стержней троллейбусов, которые ремонтируются во Владикавказском трамвайно - троллейбусном парке. Остальные детали были изготовлены в ЦОКБ ГТАУ.
Стойка УС - 2 изготовлена нами в ремонтном цехе завода «Электроцинк».
Стойки УС - 3, УС - 4, УС - 5, (рисунок 5.3, 5.4, 5.5) изготавливались в лаборатории «Тракторы и СХМ» Горского ГАУ из выбракованных пружин товарных вагонов, которые ремонтируются на Владикавказском ВРЗ. После отковки пружинных стоек они насыщались углеродом и закаливались в термических печах на заводе «Электроконтактор» (г. Владикавказ). С целью снятия остаточных напряжений в сварных швах стойки УС - 3, швы отжигались в лаборатории.
