Введение к работе
Актуальность темы. В земледельческой механике наряду со многими проблемами особое место отводится дальнейшему развитию теории и созданию совершенных высокопроизводительных и энергосберегающих режущих аппаратов уборочных машин и косилок.
На применяемых в настоящее время зерноуборочных комбайнах и косилках устанавливаются, преимущественно, режущие аппараты сегмеїтю-пальцевого типа с возвратно-поступательным движением рабочего органа, реже -ротационные и роторные.
Аппаратам сегментно-пальцевого типа присущ ряд недостатков, которые приводят к большим энергетическим затратам и снижают их производительность и эксплуатациошгую надежность.
Более перспективными являются режущие аппараты ротационного типа, однако они обеспечивают чистое резание тоикостебельных злаковых и трав при весьма больших скоростях рабочего органа (50-100 м/с), что накладывает ограничения на увеличение производительности аппаратов и отрицательно сказывается на их эксплуатационной надежности.
Попытки улучшить технико-эксплуатационные показатели существующих режущих аппаратов путем дальнейшего совершенствования их конструкций дают возможность лишь частично решить задачу. Поэтому назрела необходимость в дальнейшем развитии теории и разработке принципиально новых конструкций режущих аппаратов и их рабочих органов.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований является вскрытие реальной сущности взаимодействия режущего элемента я перерезаемого материала, позволяющего разработать универсальную теорию процесса резания лезвием и научные основы создания совершенных режущих аппаратов уборочных машин различного назначения.
Поставленная цель достапгута путем решения следующих задач:
- систематизация вопросов теории режущих аппаратов различного
назначения, дальнейшее ее развитие и разработка основ их единения с целью
универсализации,
разработка специальной методики и измерительной аппаратуры, уточнения н определения анатомо-морфологнческих и фязико-технологическнх свойств растений,
изучение геометрических, кинематических и динамических особенностей ручной косы, установление величин их параметров и их применение при разработке новых режущих аппаратов,
универсализация теории резания лезвием и па этой основе разработка
динамико-кинематических принципов конструирования режущих аппаратов жатвенных машин,
разработка принципиальных и технологических схем и конструкций режущих аппаратов: с жесткими и гибкими ножами для косилок; для уборки грубостебельных культур; для работы в среде с сопротивлением и без него; универсального назначения,
экспериментальная проверка разработанных режущих аппаратов, их сравнительные испытания и обоснование экономической эффективности.
Научная новизна. Установлены ранее неизвестные закономерности в строении стеблей тонко- и толстостебельных культур: распределение узлов, массы, плотности, геометрической жесткости и показателей физико-технологических свойств по высоте стеблей, служащих основой для решения теоретических и прикладных задач создания совершенных конструкций режущих аппаратов.
Внесена существенная поправка в методику испытаний и аппаратуру по изучению физико-технологических свойств стеблей и других органов растений.
Установлено, что наиболее рациональным способом резания является наклонно-косое скользящее, имеющее место при резании лезвием, кинематические и геометрические параметры которого подобны параметрам лезвия ножа ручной косы. При этой разновидности резания затраты энергии на дополнительные деформации, сопутствующие процессу протекания деформации среза, сводятся к минимуму.
На основе решения теоретико-прикладных задач создано семейство режущих аппаратов, реализующих наиболее выгодный, с технологической и энергетической точек зрения, способ резания.
Практическая ценность. В результате проведенных экспериментально-теоретических исследований были разработаны специальная методика, приборы и установки определения анатомо-морфологаческих и физико-технологических показателей стеблей растений ^методика и установки исследования процесса резания стеблей; принципы синтеза механизма приводов, теория и методика расчета геометрических и кинематических параметров рабочих органов режущих аппаратов; ротационный режущий аппарат косилки с планетарным приводом для естественных сенокосов и сеяных трав; ротационный режущий аппарат с гибкими ножами для горных косилок; шюсковрапхательно-колебательный режущий аппарат для уборки грубостебельных культур и трав; продольно-роторный режущий аппарат универсального назначения и виброротационный режущий аппарат для осуществления среза в среде с сопротивлением (вода, почва).
Реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований приняты СКВ НИИМЭСХ Министерства промышленности РА и АОЗТ "Разданмаш", и в настоящее время проводятся работы по конструктивной доработке режущих аппаратов, уточнению технических заданий для составления рабочих проектов и изготталения опытных образцов.
Методика и аппаратура экспериментальных исследований по изучению физико-технологических свойств стеблей приняты и применяются агрофизической лабораторией РИСХОМ.
Закономерности строения и морфологические показатели стеблей в качестве критериев оценки сортов приняты и используются лабораторией биологии развития растений МГУ.
Апробация работы. Диссертационная работа заслушана и обсуждена на объединенном заседании кафедр сельскохозяйственных машин, эксплуатации машинно-тракторного парка, высшей математики и прикладной механики Армянской сельскохозяйственной академии (1996).
Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Армянского сельскохозяйственного института (1974-1994гг.), Армянской сельскохозяйственной академии (1994-1996гг.), на всесоюзных научных конференциях в МГУ (1984), ВНИИКОМЖе (1981), ВИСХОМе (1985), ГрузСХИ (1989), КазахСХИ (1990), на объединенном заседании Управления науки и образования, Управления новейших технологий и материально-технического обеспечения, Управления механизации сельского хозяйства и технического надзора МСХ Республики Армения (1996), на техническом совете НИИМЭСХ Министерства промышленности РА (1996) и техсовете АОЗТ "Разданмаш" (1996).
Публикации. Содержание диссертацин полностью отражено в 27 научных работах, из них 19 - научные статьи, 7 - описания авторских свидетедьсга. и 1» монография.
Объем работы. Общий объем диссертационной работы изложен на 3S3 страницах машинописного текста; работа состоит из предисловия, 6 глав, обших выводов и рекомендаций и содержит 115 иллюстраций, 17 таблиц, 2 приложения, список использованной литературы из 201 наименования.
