Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
L СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
Общая характеристика объекта исследования 8
Классификация и схемно - конструкторский анализ упругих.
стоек культиваторов 9
1.3 Существующие методы исследования режимов работы
рабочих органов культиваторов и принципы совершенствования
их конструкций * 13
1.4 Природно - климатические условия и особенности эксплуатации
рабочих органов и почвообрабатывающих машин в нечерноземной
зоне России 27
Тяговые характеристики трактора МТЗ- 82 32
Выводы 36
Фрикционные колебания 37
Цели исследований 39
Выбор программного обеспечения 40
2. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СИСТЕМЕ
ТРАКТОР - КУЛЬТИВАТОР С УПРУГИМИ СТОЙКАМИ ПРИ
НЕЛИНЕЙНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ ПОЧВЫ 41
Механическое сопротивление почвы 41
Информационная модель 45
Уравнения движения системы 50
Гармоническая аппроксимация движения.
Получение системы уравнений гармонического баланса 53
2.5 Неустойчивость движения на скорости режима с
жесткими стойками 55
Решение системы уравнений гармонического баланса., 59
Анализ приближенного решения 64
Автоколебания при симметричной упругой стойке 69
2.9 Алгоритм расчета системы уравнений методом
гармонического баланса 76
2.10 Выводы 78
3. РЕЛАКСАЦИОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ В СИСТЕМЕ
ТРАКТОР - КУЛЬТИВАТОР С УПРУГИМИ СТОЙКАМИ 79
3 Л Природа релаксационных колебаний 79
Релаксационная математическая модель 81
Описание алгоритма расчета релаксаций 83
Сравнение релаксационных колебаний для различных типов
стоек и различных значений параметра рА 88
3.5 Алгоритм определения выигрыша в скорости при
использовании жестких и упругих стоек ,,..,, 97
3.6 Выводы 99
3.7 Влияние автоколебаний, релаксационных и случайных колебаний
на снижение тягового сопротивления трактора при культивации
рабочими органами на упругих стойках 99
4. ПРОГРАММА И МЕТО ДИК А
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 102
Задачи и программа экспериментальных исследований 102
Методика проверки основной гипотезы 104
Методика проведения лабораторно - полевых опытов 106
Измерительная аппаратура 108
Результаты корреляционного и спектрального анализа процессов функционирования рабочих органов культиватора 112
4.6 Выбор технологической скорости , 113
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 115
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 117
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ИТЕРАТУРЫ 119
ПРИЛОЖЕНИЯ 124
4 ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
РО - рабочий орган;
РОК - рабочий орган культиватора;
УС - упругая стойка;
ЖС - жесткая стойка;
СУГБ — система уравнений гармонического баланса;
хт —линейные перемещения трактора, м;
хп - линейные перемещения наральника, м;
R(yfJ) - сила сопротивления среды, Н;
а09а19а2>а3,- коэффициенты кубической зависимости, определяющей
силу сопротивления среды на один наральник;
Р, = Pti -hV - тяговое усилие трактора, Н;
Pttib - параметры трактора;
V - скорость движения трактора, м/с;
VH - скорость движения наральника, м/с;
м - масса трактора, кг;
Mf, - общая масса трактора, стоек и рамы, кг;
m - масса рабочего органа, кг;
п - число упругих стоек культиватора, шт;
р - радиус расположения носка наральника, м;
рл - расстояние от центра тяжести стойки до оси ее поворота, м;
ри - радиус инерции наральника, м;
J - момент инерции стоики, кг.м ;
С - угловая жесткость УС, Н.м/рад;
к - коэффициент расположения центра масс упругой стойки;
ojtl - собственная частота колебаний УС, рад/с;
Т - период автоколебаний, с;
v;, - средняя скорость трактора за период, м/с;
А - амплитуда колебаний скорости трактора, м;
Y - амплитуда скорости РО, м/с;
В - амплитуда угловых колебаний наральника, рад;
/ї - угол поворота стойки, рад;
/?и - среднее угловое отклонение наральника, рад;
0К - критический угол поворота УС, рад.
Введение к работе
С развитием различных форм собственности в сельском хозяйстве страны происходит изменение структуры производителей. В настоящее время возрастает объем продукции, выращиваемой в частном секторе. Как известно, для развития фермерских и личных хозяйств требуется простая в обслуживании и надежная в эксплуатации сельскохозяйственная техника, требующая при применении правильного выбора режимов обработки, конструктивных особенностей и параметров и приводящая к уменьшению расхода топлива и повышению производительности.
В сельскохозяйственном производстве самой энергоёмкой операцией остается обработка почвы. На нее приходится 30 - 40% всей потребляемой в сельском хозяйстве энергии, причем пятая часть расходуется на предпосевную обработку. Большие масштабы энергопотребления при обработке почвы вызывают необходимость поиска путей снижения энергоемкости почвообработки.
Особенностью почв Нечерноземной зоны России является их засоренность камнями, что вынуждает оснащать почвообрабатывающие машины предохранительными устройствами, что приводит, в свою очередь, к увеличению материалоемкости машин.
Снизить материалоемкость позволяет использование упругих стоек. В этом случае рабочий орган выполняет функцию предохранительного механизма, что приводит к исключению предохранительных устройств.
Одно из центральных мест в проблеме снижения энергоемкости почвообработки занимает совершенствование конструкций рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий, направленное на снижение их тягового сопротивления. Перспективным считается применение в конструкциях культиваторов для сплошной обработки почвы упругих стоек для крепления рыхлительных рабочих органов.
7 Ранее проведёнными исследованиями установлено, что применение
упругих стоек для культивации, а также крепление рабочих органов на
упругом подвесе приводит к уменьшению тягового сопротивления по
сравнению с рабочими органами на жестких стойках,
В то же время испытания культиватора КОР-1,4 показали, что возможность снижения тягового сопротивления реализована не в полной мере. Отсутствие эффективных методов расчета параметров упругих стоек с учетом условий их эксплуатации дает предпосылки для более глубокого исследования и изучения процессов происходящих во время работы упругой стойки.
Целью исследований является определение влияния автоколебаний и релаксационных колебаний на динамику агрегата трактор-культиватор с упругими стойками.
Данная работа является продолжением исследований, проводимых СЗ НИИМЭСХ РФ опубликованных в следующих работах:
Сергеев А,В. Рабочий процесс и параметры энергосберегающих рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почв, засоренных камнями. 1989 г,;.
Муравьев А.К. Повышение эффективности работы культиватора окучника путем оптимизации его параметров. 1993 г.;
Стрикунов А,В. Повышение эффективности работы культиватора окучника путем оптимизации параметров упругой подвески комплекта рабочих органов. 1998 г.
