Введение к работе
Актуальность темы. Одной из наиболее важных проблем сельскохозяйственного производства является повышение производительности труда. Решение этой проблемы невозможно без создания новой высокопроизводительной техники и, в первую очередь, тракторов как основной энергетической единицы в сельскохозяйственном производстве. С повышением энергонасыщенности и рабочих скоростей движения МТА увеличиваются уровни случайных колебаний и интенсивность динамических процессов, что оказывает существенное влияние на эксплуатационные показатели МТА.
Проведенный рядом исследователей анализ негативных явлений, возникающих при эксплуатации скоростных МТА, показал, что появляющиеся при этом возмущения являются следствием усиления воздействий на МТА неровностей поля и неравномерности взаимодействия рабочих орудий с обрабатываемым материалом: интенсифицируются вертикальные колебания, усиливающие колебания нагрузки на крюке.
Выделяют различные способы, направленные на борьбу с повышением энергетических затрат двигателя трактора при выполнении работ.
К эксплуатационным способам могут быть отнесены:
балластировка трактора, приводящая к снижению исходного значения буксования, а, следовательно, снижающая негативные явления от колебаний нагрузки на крюке;
использование гидродогружателей ведущих колес;
использование на сельскохозяйственных работах полноприводных колесных тракторов типа 4x4, повышенные сцепные качества которых снижают отрицательные последствия от воздействия переменных крюковых нагрузок.
К конструкторским способам, требующим изменения структурной схемы МТА относятся:
использование в качестве энергетической установки трактора двигателя постоянной мощности (ДПМ);
установка упругих элементов в прицепных и навесных устройствах, позволяющих в значительной мере снижать амплитуду колебаний крюковой нагрузки и нагрузки на силовую передачу, а следовательно, и колебания угловой скорости двигателя.
Большинство исследований проведенных до этого посвящены тракторам классов 0,9, 1,4. Эксперименты, проведенные в нашей стране, свидетельствуют
о том, что нагруженность тракторов 4x2 возрастает на 35% и более при увеличении рабочих скоростей. Согласно теоретическим разработкам эти тракторы наиболее склонны к резкому снижению экономических показателей и повышению динамической нагруженности.
При этом более тяжелые полноприводные 4x4 тракторы (Автономов В.В., Кутьков Г.М., Кузнецов Н.Г.) меньше реагируют на увеличение динамического нагружения, поэтому им меньше уделялось внимания.
Тенденция применения не только скоростных, но и скоростных широкозахватных рабочих орудий практически привела к тому, что основными рабочими энергетическими средствами в сельском хозяйстве становятся и стали тракторы класса 5, не только отечественные тракторы Кировец, но и приобретаемые импортные тракторы, относящиеся к этому классу.
Увеличение доли тракторов более высоких классов требует изучения влияния динамичности их нагружения на его производственные и экономические показатели.
Поисковые опыты на почвах Волгоградской области показали, что при одинаковых крюковых усилиях с ростом рабочих скоростей до 12-13 км/ч сопротивление передвижению и крюковое усилие тракторов 5 кН резко возрастают. Однако теоретических разработок по этому классу тракторов и разработок устройств, устраняющих негативные явления, в освременной технической литературе представлено недостаточно. В связи с этим названное направление работы является актуальным.
Целью настоящей работы является изучение особенностей формирования тягового усилия колесных тракторов класса 5 при работе на тяжелых почвах засушливых зон России и разработка средств стабилизации режимов их нагружения на базе упругих элементов в цепи передачи энергии двигателя к рабочей машине.
Объекты исследования — колесный трактор общего назначения JohnDeere 8430 + культиватор Bourgault 8810 и колесный трактор Кировец АТМ-3180 + СП-11 + З КПС-4.
Методика исследований. Общая методика исследования предусматривала теоретический анализ рабочих гипотез, их экспериментальную проверку в полевых условиях и экономическую оценку результатов работы.
В теоретических исследованиях использованы положения теоретической механики, методы математической статистики, элементы теории случайных функций.
Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях на базе общепринятых и частных методик, разработанных автором.
Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием ЭВМ.
Научная новизна выполненной работы состоит в корректировке математической модели взаимодействия МТА с обрабатываемым материалом, исполь-- зуемой для определения оптимальной жесткости стабилизирующего упругого элемента двухмассовой колебательной системы МТА с тракторами класса 5 и выше.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на научно—технических конференциях ВГСХА (2007-2010г.), на межвузовских научно-практических конференциях студентов и молодых ученых (2007...2010 г.), теоретическом семинаре инженерных факультетов ВГСХА (2010г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, две из них в реферируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ. Получено положительное решение о выдаче патента. Общий объем опубликованных работ составляет 0,813 печатных листов, из них 0,365 печатных листов принадлежат автору.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений, списка литературы, который включает 150 наименований. Работа изложена на 132 страницах текста с приложениями.
