Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1 Состояние орошения и перспективы развития ДМ «Фрегат» 8
1.2 Технологические особенности полива ДМ «Фрегат» площадей с пересеченным рельефом 18
1.3 Краткий анализ повышения проходимости и тягово-сцепных свойств самоходных средств на ходовых системах с жестким ободом 22
1.4 Цель и задачи исследований 52
Глава 2 Теоретическая часть
2.1 Теоретические основы залипання колес ДМ «Фрегат» 54
2.2. Обоснование технологии полива ДМ «Фрегат» участков с пересеченным рельефом 62
2.3 Обоснование параметров очистительного устройства для ходовых систем ДМ «Фрегат» 64
2.4. Агроэнергетическое обоснование процесса очистки ходовых систем ДМ «Фрегат» 77
Глава 3. Методика и программы исследований 85
3.1 Выбор участка для проведения исследований 85
3.2 Подготовка приборов и оборудования к исследованию 87
3.3 Оценка показателей работы ДМ «Фрегат» на усовершенствованных ходовых системах 95
3.4 Математическая. обработка результатов экспериментальных исследований 107
Глава 4 Результаты экспериментальных исследований
4.1 Исследование процесса качения и залипаемости ходовых систем ДМ «фрегат» 112
4.2 Оценка параметров очистительного устройства для ходовых систем ДМ «Фрегат» 114
4.3 Оценка тягово-сцепные свойств усовершенствованных ходовых систем ДМ «Фрегат» 118
4.4 Эксплуатационно-технологическая оценка усовершенствованных ДМ «Фрегат» в производственных условиях 126
Глава 5 Внедрение и экономическая эффективность 131
Общие выводы и рекомендации 133
Список использованной литературы 135
Приложения 144
- Состояние орошения и перспективы развития ДМ «Фрегат»
- Краткий анализ повышения проходимости и тягово-сцепных свойств самоходных средств на ходовых системах с жестким ободом
- Обоснование технологии полива ДМ «Фрегат» участков с пересеченным рельефом
- Оценка показателей работы ДМ «Фрегат» на усовершенствованных ходовых системах
Введение к работе
В настоящее время состояние сельского хозяйства Российской Федерации характеризуется многоукладностью форм хозяйствования, значительным снижением объемов производства сельскохозяйственных культур на орошаемых площадях. Несовершенство конструкций ранее выпускавшихся дождевальных машин, а также большая длительность сроков их использования (более 8—10 лет) снижает эксплуатационную надежность средств дождевания, ухудшает качество полива и структуру почвы, не дает ожидаемого урожая сельскохозяйственных культур.
Одним из направлений практического возрождения орошаемого земледелия в стране при различных формах хозяйствования является разработка мероприятий по своевременному восстановлению дождевальной техники на действующих оросительных системах при одновременной ее модернизации на основе применения современных научно-технических достижений, обеспечивающих энерговодо-сберегающие и экологически безопасные технологии полива. Данные мероприятия позволят продлить срок службы дождевальных машин на 5 -8 лет.
Особенно это актуально для дождевальных машин «Фрегат» (ДМ «Фрегат»), диапазон применения которых достаточно широк -практически все зоны Российской Федерации, что достигается простотой конструкции, высокой надежностью и хорошей согласованностью с технологией возделывания сельскохозяйственных культур.
Однако ДМ «Фрегат» в сравнении с другой сельскохозяйственной техникой имеют более сложные условия работы по колееобразованию и тягово-сцепным свойствам вследствие пониженной несущей способности увлажняемых почв, больших длин дождевателей и площадей орошаемых участков с широким диапазоном изменения прочностных и рельефных характеристик.
Поэтому важнейшим в совершенствовании многоопорных ДМ является в первую очередь изучение почвенно-рельефных условий орошаемых земель и их влияния на технологические и технические способы решения проблемы проходимости. Также важней вопрос залипаемости ходовых систем тележек ДМ поскольку она влияет на сцепные и эксплуатационно-технологические показатели работы дождевальной машины на орошаемых участках.
Для повышения сцепных свойств ДМ применяют различные механико-технологические решения, основанные на изменении конструкции ходовых систем и установки очистительных устройств.
Однако до настоящего времени отсутствуют какие-либо параметры технологического процесса полива пересеченного рельефа для увеличения сцепных свойств ДМ и соответственно оптимизированные устройства для его осуществления. Поэтому исследования, направленные на совершенствование технологии полива ДМ «Фрегат» и создание для этого специального очистительного устройства, представляется весьма важным.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы дождевальных машин «Фрегат» на орошаемых площадях с пересеченным рельефом посредством разработки технологических ш технических решений по повышению тягово-сцепных свойств ходовых систем ДМ «Фрегат», от налипшей почвы обеспечивающих энергосберегающие и экологически безопасные показатели ее работы.
Обработка экспериментальных данных осуществлялась современными программными средствами на персональных ЭВМ.
Объектами исследования являются усовершенствованная технология полива на орошаемых участках с пересеченным рельефом и очистительные устройства ходовых систем ДМ «Фрегат» с расширенными функциональными возможностями. Для анализа механико-технологических решений по повышению сцепных свойств дождевальных машин использовались материалы по всем федеральным округам Российской Федерации и зарубежные источники.
При выполнении диссертационной работы проводились теоретические и экспериментальные исследования.
Теоретические исследования заключались в определении параметров при усовершенствовании технологии полива ДМ «Фрегат»и очистительных устройств для ее ходовых систем при работе на участках с пересеченным рельефом.
Экспериментальные исследования при лабораторных, лабораторно-полевых и производственных испытаниях в хозяйственных условиях выполнены на макетных и экспериментальных образцах очистительных устройств.
Исследования проводились с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента, экспертных исследований, вероятностно-статистической оценки результатов работы.
Научная новизна заключается в следующем:
- на основании исследования сцепных свойств ДМ «Фрегат» при поливе участков поля с пересеченным рельефома, также в результате анализа различных способов и средств увеличения их предложена технология полива посредством уменьшении нормы полива на ложбинообразных участках. Для, реализации указанного способа разработана и рекомендована усовершенствованная технология полива с теоретической и экспериментальной оценкой параметров и схем работы.
- обосновано применение очистительных устройств для повышения сцепных и эксплуатационно-технических свойств дождевальной машины «Фрегат» (снижение энергоемкости, повышение производительности). Научная новизна работы подтверждена свидетельствами на полезную модель № 29440, 29441, 29442, 44914, разработанными в ходе выполнения исследований по теме диссертационной работы.
Практическая ценность работы заключается в том, что применение новой технологии и очистительных устройств ходовых систем ДМ «Фрегат» позволяет обеспечить в течение поливного периода надежность работы, с исключением образования поверхностного стока воды в ложбинообразных участках поля и повышение производительности дождевальной машины.
Обоснование технологии полива и очистительного устройства для ее осуществления внедрены в ПНО «Пойма» Луховицкого района Московской области и СЗАО «Ленинское» Коломенского района. На основании исследований и опытного внедрения ДМ с очистительными устройствами, разработаны агротехнические и исходные требования, технологический регламент.
Основные результаты исследований доложены, рассмотрены и одобрены на научных конференциях ФГОУ ВПО «Рязанская ГСХА имени профессора П.А. Костычева» в 2002...2006 г.г., международных и Всероссийских конференциях в ВНИИГИМ, ВНИИ «Радуга», Пензенская ГСХА, КоломенскомГПИ. По результатам исследований опубликована 21 работа, из которых четыре патента на полезную модель, а две в центральном журнале «Сельский механизатор».
Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов, приложений и списка использованной литературы, который включает 100 наименований, из них 6 на иностранном языке. Работа изложена на 161 стр., из которых основной текст содержит 134 стр. машинописного текста, в том числе 72 рисунка и 11 таблиц.
Состояние орошения и перспективы развития ДМ «Фрегат»
В настоящее время состояние сельского хозяйстве в Российской Федерации с ее многоукладностью форм хозяйствования, характеризуется значительным снижением объемов производства сельскохозяйственных культур на орошаемых площадях. Несовершенство конструкции ранее выпускавшихся технических средств полива, а также длительность их использования (более 8... 10 лет) снижает эксплуатационную надежность, ухудшает качество дождевания и структуру почвы, не дает ожидаемого урожая сельскохозяйственных культур.
Одним из направлений практического возрождения орошаемого земледелия в стране является разработка мероприятий по своевременному совершенствованию дождевальной техники и ее восстановлению на действующих оросительных системах на базе современных научно-технических достижений, обеспечивающих энергосберегающие и экологически безопасные технологии полива. Это позволит продлить срок службы техники орошения на ближайшие 5...8 лет
Решения по обеспечению малоэнергоемких и экологически безопасных технологий полива дождевальными средствами для тех или иных почвенно-рельефных условий определяются оптимизацией параметров и конструктивным усовершенствованием водораспределительных узлов, дождеобразующих устройств и схем их расстановок, а для многоопорных машин, кроме того - их ходовых систем и приводов [36].
В соответствии с международной классификацией выделяют следующие способы орошения: аэрозольное (мелкодисперсное) увлажнение, дождевание, поверхностное орошение, внутрипочвенное (включая капельное) орошение, подземное орошение (субирригация). Как показывает опыт, ни один из указанных способов орошения не может быть рекомендован как универсальный и единственно возможный для всех условий [1] (таблица 1.1). В условиях Нечерноземной зоны, где характерна быстрая смена дождливых периодов засушливыми, наиболее широко применяется орошение дождеванием (99,4%) [2], так как оно имеет существенные преимущества по сравнению с другими способами орошения.[3,4, 5, 6, 7].
В Российской Федерации способ орошения дождеванием составляет 94% орошаемых площадей [8]. Он является наиболее механизированным , 9, 10,] способствующим внедрению высокой культуры производства, позволяющим полностью автоматизировать технологический процесс полива, повысить производительность труда. При дождевании увлажняются поверхностный слой почвы, растения и приземный воздух. [1] Кроме этого этот способ отвечает экологическим требованиям данного времени. Успешному развитию орошения дождеванием способствуют: - повышение коэффициентов земельного использования участка и полезного действия оросительной системы в результате использования закрытых трубопроводов; - высокая степень механизации и автоматизации полива, возможность проведения ночных поливов, а также надежность технологического процесса орошения и доведение коэффициента готовности ДМ и оборудования до 0,98, исключающих аварийные сбросы воды; [1,11] - отсутствие густой сети открытых оросителей и, следовательно, более высокий уровень механизации всех сельскохозяйственных процессов на орошаемых полях; - возможность орошения участков поля со сложным рельефом, неправильной конфигурации; - экономное использование воды; - подача строго заданных, в том числе и незначительных, поливных норм, отвечающих водно-физическим свойствам почвы; - регулирование интенсивности и изменение крупности капель дождя; - возможность регулирования глубины промачивания с учетом толщины пахотного слоя, глубины залегания грунтовых вод, наличия просадочных пород и водопроницаемых почв; - повышение влажности и снижение температуры приземного слоя воздуха; - экономное расходование энергетических ресурсов за счет создания и применения низконапорных средств механизации орошения с величиной затрат энергии для внесения воды при дождевании с давленнее не более 0,3-0,5 Мпа; - снижение материалоемкости и, в первую очередь, металлоемкости за счет совершенствования конструкций дождевальной техники, труб и арматуры мелиоративного сортамента, перехода на новые легкие и экономные материалы (пластмасса и др.), рассредоточения тока воды во всех элементах системы и повышения на этой основе степени использования во времени всех мелиоративных фондов с 10-20 до 80-100 %: - возможность проведения специальных поливов - предпосевных, послепосевных, противозаморозковых, удобрительных и т.д. [1,13].
Таким образом, видно, что наиболее прогрессивный способ полива - это дождевание. Чтобы выделить наиболее перспективные дождевальные машины, нужно сравнить их между собой, выделить достоинства и недостатки. Для этого рассмотрим их в соответствии с классификацией данной в источниках [9,14,15], проанализируем их общие параметры.
Средства дождевания можно разделить на дождевальные установки, машины и агрегаты. Дождевальными установками называют простейшие устройства, состоящие из быстроразборных переносных трубопроводов и разбрызгивающих воду рабочих органов. Дождевальные машины в отличие от установок снабжены еще и средствами для механизированного перемещения. Дождевальные агрегаты в отличие от установок и машин содержат все элементы системы, которые навешены на трактор и работают в движении. По принципу действия (технологии дождевания) различают устройства позиционного действия и работающие в движении, а по виду перемещения - с фронтальным перемещением и перемещением по кругу.
Дождевальные устройства позиционного действия можно разделить на переносные установки, машины с механизированным перемещением трубопроводов и дальнеструйные.
Краткий анализ повышения проходимости и тягово-сцепных свойств самоходных средств на ходовых системах с жестким ободом
Для изменения опорной поверхности почвы применяется множество способов, один из таких - устройство земляных подушек на местах пересечения тележками машин замкнутых понижений и ложбин.
Указанный способ применялся в Украине в совхозе "Орлянский" [20]. На участках, где следы от тележек машин пересекают замкнутые понижения и ложбины, были устроены земляные подушки. Для этого после уборки урожая озимой пшеницы на трассах с помощью скрепера насыпали грунт, который затем выравнивали, добиваясь плавного сопряжения подушки с местностью (рисунок 1.7).
Тягово-сцепные свойства ходовых систем в условиях увлажнения почвы в свою очередь можно улучшить двумя способами: очисткой колес от налипшей почвы или путем изменения конструкции самого колеса (схема на рисунке 1.6). Большее распространение решений получили изменение конструкции колес.
Так, например ходовое колесо многоопорной дождевальной машины содержит плоский трак 5 (на рисунке 1.8. а - схематически представлено ходовое колесо; б — разрез по спице), которые, соприкасаясь с поверхностью почвы, давит на подвижный шток 7, который как поршень входит в корпус направляющей гильзы 6 и через штырь 9 сжимает пружину 11 (в этот момент уменьшается радиус колеса 1). Одновременно соседние близлежащие траки 5 под действием тяжести дождевальной машины также контактируют с поверхностью почвы, но не всей своей площадью, а частично: только в месте их соприкосновения с землей. При дальнейшем движении ходового колеса 1 один трак 5 сменяется другим и колесо 1 как бы «перешагивает» с одного трака 5 на другой. Радиус колеса 1 уменьшается, а контакт его с почвой увеличивается за счет большой плоскости соприкосновения трака 5 с грунтом. [41]. Однако при всех достоинствах данной конструкции у неё есть и недостаток, такой как сложность конструкции, а как следствие и сложность в изготовлении.
Следующим характерным примером изменения конструкции колеса с целью увеличить тягово-сцепные свойства может служить колесо многоопорного поливного трубопровода рисунке 1.9 (а - колесо многоопорного поливного трубопровода, б - разрез А-А).
Колесо работает следующим образом.
Для перегона поливного трубопровода 7 с одной позиции на другую его переводят в транспортное положение (рисунке 1.9). Для этого шланг 9 подключают к закрытой оросительной сети или же к компрессору, установленным на тракторе, откуда вода (воздух) под напором поступает в полость ступицы 5 и из нее распределяется к гибким полым стержням 4, которые под напором принимают свою прямолинейную форму, при этом стержни 4 поднимают трубопровод вверх, переводят из нижнего в верхнее положение и обеспечивают жесткую связь между ступицей 5 и ободом Т колеса. После чего осуществляют перегон трубопровода на новую позицию.
При осуществлении полива по бороздам трубопровод 7 переводят из транспортного в рабочее положение. Для этого шланг 9 отключают от оросительной сети, напор в полости ступицы 5 падает и трубопровод 7, преодолев усилия пружин 6,опускается, при этом колесо опрокидывается и обод 1 укладывается на трубопровод, а пружины 6 поддерживают натяжение стержней 4 и обеспечивают надежность их работы [42].
Оригинальная конструкция позволяющая частично решить проблему увеличения тягово-сцепных свойств представлена на рисунок 1.10.
Это колесо тележки дождевальной машины включающая обод 1 с зацепами на наружной поверхности, ступицу 2, установленную с возможностью вращения на неподвижной оси 3. Колесо снабжено опорными лапами 4 с роликовой вилкой 6, шарнирно смонтированными на внутренней поверхности обода 1 с двух его сторон. На оси 3 с одной и другой стороны ступицы 2 жестко закреплены два симметричных диска 8 с изогнутыми кромками 9. Роликовые вилки 6 взаимодействуют с изогнутыми кромками 9 дисков 8 с возможностью периодического поворота опорных лап 4 от вертикального положения в верхней части колеса до горизонтального положения в его нижней части.
В процессе работы при вращении колеса рычаги 5, находящиеся в нижней точке, занимают вертикальное положение, а опорные лапы 4 - горизонтальное, опорное положение.
После прохождения этой точки опорные лапы 4 и рычаги 5 разворачиваются в обратном направлении до исходного положения (рычаги параллельны плоскости обода, лапы параллельны плоскости вращения колеса) [44]. Минусом данной конструкции является то, что при контакте опорных лап с почвой будет наблюдаться повышенная заминаемость и повреждение растений, а также учитывая, что стандартное колесо ДМ «Фрегат» в диаметре состовляет 1м внесение в его конструкцию дополнительного диска значительно увеличит его массу, а значит и массу всей машины в целом.
Известно ходовое колесо дождевальной машины, которое содержит два полуобода, симметрично закрепленных на оси с перекрытием друг друга по окружности м имеющих параллельные плоскости вращения. Опорные подпружиненные пластины смонтированы на ободе с поочередным боковым смещением их от плоскости вращения обода в противоположных направлениях. При вращении колеса из двух полуободов образуется прерывистая колея, что уменьшает эрозию почвы на склоновых участках.
На рисунок 1.11 а - показана схема соединения полуободов; б - схема расстановки полуободов; в - схема расстановки опорных пластин на полуободоах; г- схема устройства для крепления пластин на полуободах.
Ходовое колесо дождевальной машины работает следующим образом. Вращаясь, полуобода 1 поочередно вступают в контакт с почвой, оставляя прерывистый след. Перекрывая друг друга по окружности полуобода обеспечивают достаточную поверхность контакта с почвой. Пластина 7 в момент контакта с почвой устанавливается так, что ее нижняя плоскость параллельна поверхности почвы. Пружина 11 при этом постоянно поджимает пластину 7 к полуободу 1. обеспечивал безударный контакт с почвой. Паз штока 8 обеспечивает изменение положения пластины 7 относительно его оси о продольно-вертикальной плоскости. Однако чтобы установить данную конструкцию на ДМ «Фрегат» требуется изменить многие конструктивные узлы (например привода тележки), а это приведет в конечном итоге к большим материальным затратам.
Обоснование технологии полива ДМ «Фрегат» участков с пересеченным рельефом
Как отмечалось (п.2.1), значение величин фс и f определяется показателями несущей способностью почвы после полива Ропп [2], т.е.: Pc = f(Po)(l)Hf=q c(Po), (2.4) где Ропп = Родп - (Mm дост0 65 + Rl,01mCT), (2.5) где РодП - несущая способность почвы до полива, m досг - поливная норма до стока, м /га, 11 - величина стока м .
То есть, как видно из формулы (2.4) показатели движения машины (фс, f) зависят от величины поливной нормы до стока и от величины последнего, определяющие значение машинной нормы полива тм, рассчитываемой в свою очередь по выражению [2]: mM = 3,6 QT/F, (2.6) где Q - расход воды, л/с, Т - время оборота, ч, F - площадь полива, га.
Величина машинной нормы полива при одинаковых значениях расхода воды и площади определяется временем полива, как скоростью движения.
Исходя из зависимостей (2.4-2.6) можно заключить, что изменения скорости машины соответственно отразится на изменении прочности почвы и показателей движения ходовых систем тележек (фс, f). При увеличении скорости движения (уменьшения поливной нормы) коэффициент сцепления увеличивается, сопротивление движению уменьшается, а при уменьшении наоборот.
То есть для повышения проходимости ДМ «Фрегат» в местах понижения орошаемой поверхности необходимо исключить образование в них лужеобразования и, как, следствие, уменьшить значение поливной нормы.
Предложенная технология полива ДМ на склоновых участках включает корректировку поливной нормы и скорости движения в процессе перемещения машины по склону таким образом, чтобы варьирование слоя дождя выравнивало влажность почвы по склону, а её скорость максимально позволяла увеличить проходимость с учетом качества полива.
Основой для определения элементов предлагаемой технологии полива должны являться данные, отражающие изменчивость рельефа и предполивной влажности почвы по склону.
Для того чтобы выявить общие закономерности изменения увлажнения почвы в зависимости от рельефа местности, необходимо пользоваться коэффициентом увлажненности [18]. где Wi — запасы влаги в корнеобитаемом слое почвы в различных элементах рельефа, %; Wo — запасы влаги в таком же слое на ровном участке, %.
Такая технология полива позволяет не только снизить опасность появления буксования и скольжения ходовых систем машины, но и сэкономить значительное количество поливной воды, а также рационализировать использование почвенной влаги.
По приведенным расчетам данная технология позволит повысить коэффициент сцепления ориентировочно на 10-15%
Однако из рассмотренного анализа (п.2.1) видно, что корректировка технологии полива недостаточно полно позволяет решить данную проблему, которая может быть обеспечена, как видно из графиков 2.6 и 2.7 посредством очистки колес.
Исходя из вышеизложенного, для повышения тягово-сцепных свойств ДМ «Фрегат» необходима разработка оптимизированных по конструкции очистительных элементов ходовых систем (рисунок 2.8.). В качестве очистительного устройства колес ДМ «Фрегат» используются противооткатные тормоза машины, устанавливаемые на рамах ее тележек дооборудованные (рисунок 2.8) ножевым элементом и взаимодействующих с выступающей частью почвозацепов колес по принципу храпового механизма, при котором происходит последовательный подъем очистителя (под воздействием очередного почвозацепа) и его опускание (под воздействием возвратной пружины). При вращении колеса происходит очистка налипшей почвы между его почвозацепами. На рисунке 2.9 представлена схема сил при взаимодействии ножевого элемента противооткатного тормоза машины с ободом колеса.
Для осуществления очистки, а, следовательно, скольжения почвы по каждой из этих плоскостей необходимо приложить к почве силу, параллельную плоскости контакта. При этом величина ее должна быть больше двух сил, из которых одна обусловлена нормальным давлением и является силой трения, а другая - наличием сил прилипания [51].
Процесс очистки условно можно разбить на два этапа: вдавливание очистителя в почву между почвозацепами и движение очистителя вдоль обода колеса (рисунок 2.10). При этом усилие вдавливания очистителя в почву определяется следующим выражением: Р„=р,Пі Рь (2.8) где FBl - усилие вдавливания очистителя, Н; pi - удельное сопротивление почвы вдавливанию, Па; Пі - параметры очистителя в вертикальной плоскости; Pi -усилие возвратной пружины очистителя, Н;
Условие движения очистителя вдоль обода колеса определяется зависимостью: FB2 = p2n2 P,, (2.9) где FB2 - вертикальная составляющая усилий очистки, Н; р2 - удельное сопротивление почвы движению очистителя вдоль обода колеса, Па, П2 -параметры очистителя в горизонтальной плоскости;
Оценка показателей работы ДМ «Фрегат» на усовершенствованных ходовых системах
Термин липкость является технологическим и характеризует свойства почвы о точки зрения обработки, под которым необходимо понимать величину силы прилипания, зависящую от её механического состава, структуры и влажности [69].
В процессе движения по переувлажненной почве, силы, способствующие самоочищению движителей, направлены под различными углами (0-90) к силе, противоположной равнодействующей сил прилипания.
Эти силы проявляются в момент, когда сцепление между частицами почвы и рабочими частями движителей становятся меньше сцепления между почвенными частицами. В качестве объекта исследований использовалась почва, характеристика которой приведена в п. 4.3. Почва перед проведением опытов, несколько дней выдерживалась под слоем воды, до достижения состояния переувлажнения и только после этого приступали к проведению опытов. Изменение влажности почвы происходило в результате естественного высыхания (3% за сутки). С изменением влажности, опыты проводились до тех пор, пока абсолютная влажность не достигала 18-20%. Усилие приклеивания штампа к образцу соответствовало появлению водно-эмульсионного бортика вокруг штампа, характеризующего полное прилипание.
В процессе проведения опытов, измерялось усилие отрыва штампа от переувлажненной почвы с помощью метода Качинского. Определение липкости по этому методу производилось следующим образом: почву: с ненарушенной структурой помещали в формочку с сетчатым дном, на которое предварительно укладывался кружок фильтровальной бумаги. Поверхность почвы зачищалась ножиком вровень с краями формочки, чтобы она была строго горизонтальна. Почву насыщали до той или иной влажности, после чего помещали под коромысло со стороны диска. На коромысло подвешивали диск и уравновешивали его с чашкой. Удлиняя или укорачивая подвесной стержень, приводили в полное соприкосновение диск с почвой. Сверху на диск клали гирю весом 500 г, опускали арретир и выдерживали 30 сек (до момента прилипания диска к почве). Придерживая рукой стержень, снимали груз. В чашку прибора сыпали тонкой струей песок до момента отрыва диска от почвы. Песок взвешивали. Количество опытов N (повторность замера силы и времени отрыва) для каждого варианта штампа выбиралось исходя из принятой доверительной вероятности В и ошибки измерений Е, выраженной в долях среднеквадратического отклонения. Согласно [70] при В =0,7 и Е =0,5(7, выбираем для всех замеров N = 5. При нестабильности показаний по одному или нескольким образцам, количество повторностей увеличивалось. В журнале фиксировалась влажность почвы, определяемая методом высушивания по три образца за опыт, сила, время, скорость отрыва. Определяемая величина удельной силы прилипания находилась из выражения: (3.1) где: т - удельная сила прилипания, кПа; Р - сила отрыва штампа Н; S- площадь штампа, м2 (0,27 х 10"2 м2). Проверка расчетных параметров и проведение энергетической оценки очистительных устройств ДМ.
В качестве объектов исследования использовались модельные образцы очистителей в виде пластины, отвала, гребенки (рисунок 3.11). Они состоят из рабочих частей (1) и державки (2) закрепляемой в универсальном динамометре. Проверка расчетных параметров и энергетическая оценка их происходила путем сравнения на экспериментальной установке (рисунок 3.7). Модель очистителя представленного на рисунке 3.11, в - имеет рабочую часть со съемными зубьями (от 1 до 8)для определения при сравнительном анализе качества очистки и затрачиваемого усилия. Почва готовилась согласно методике описанной вп.3.3.1.
Модель обода колеса с двумя почвозацепами вдавливалась в почву и затем устанавливалась на опорную площадку. Вначале замерялась вертикальная сила Р вдавливания, а затем горизонтальная сила Р. С помощью регуляторов скорости и направления движения суппорта на котором закреплялся универсальный динамометр с очистителем, выбирался требуемый скоростной режим и направление движения очистительного устройства от одного почвозацепа к другому. Данные записывались с приборного щита в таблицу и затем обрабатывались по формуле [71,72]: P=9.8Am/K (3.2), где Р - сила резания, А - показания динамометра, m - коэффициент усиления, К -тарировочный коэффициент. С помощью профиломера измерялось количество оставшейся почвы в трехкратной повторности, определяя коэффициент качества.. очистки Коч по формуле:
