авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

ТЯГОВО-СЦЕПНЫЕ СВОЙСТВА И УПЛОТНЯЮЩЕЕ ВОЗДЕЙCТВИЕ НА ПОЧВУ ТРАКТОРА С РЕЗИНОАРМИРОВАННЫМИ

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Бухаровская Анастасия Николаевна

ТЯГОВО-СЦЕПНЫЕ СВОЙСТВА И УПЛОТНЯЮЩЕЕ ВОЗДЕЙCТВИЕ НА ПОЧВУ ТРАКТОРА С РЕЗИНОАРМИРОВАННЫМИ ГУСЕНИЦАМИ

Специальность: 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГБОУ ВПО МГУП) на кафедре «Тракторы и автомобили».

Научный руководитель доктор технических наук

Карапетян Мартик Аршалуйсович

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГБОУ ВПО МГУП)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шмонин Владимир Алекcеевич

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» (ФГОУ ВПО МГАУ)

кандидат технических наук

Абдулмажидов Хамзат Арсланбекович

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГБОУ ВПО МГУП)

Ведущая организация: ОАО Научно-исследовательский Институт Стали, Научный тракторный исследовательский центр – НАТИц.

Защита диссертации состоится «01» ноября 2011 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д220.045.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.19, зал заседаний Ученого Совета ауд. 1/201, тел/факс: 8(499) 976–10–46.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства».

Автореферат разослан «__30__» _сентября_ 2011 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Сурикова Т.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из важнейших задач оснащения сельского хозяйства мобильной энергетикой является создание мощного высокопроизводительного трактора общего назначения, обладающего при этом удовлетворительными показателями по воздействию на почву.

Несмотря на интенсивные поиски новых систем, осуществляющих компоновку движителей колесных тракторов, необходимо уделять повышенное внимание совершенствованию конструкции гусеничных тракторов в направлении уменьшения металлоемкости и применения гусеничных движителей с низким давлением на почвы.

За прошедшее десятилетие конструкции гусеничных движителей не претерпели принципиальных изменений. Кроме того, они не в полной мере удовлетворяют современным экологическим требованиям к ходовым системам использующимся в сельском хозяйстве. Перспективным направлением совершенствования металлогусеничного движителя является использование резиноармированных гусениц.



В настоящее время в связи с тенденцией увеличения ширины захвата сельскохозяйственных орудий, расширением практики использования комбинированных агрегатов для выполнения за один проход нескольких операций, возросли мощности и массы сельскохозяйственных тракторов и соответственно массы машинно-тракторных агрегатов. Как следствие – острота проблемы переуплотнения почвы существенно возросла.

ОАО НИИ Стали Научный тракторный исследовательский центр – НАТИц и ООО «ГСКБ по ходовым системам» г. Чебоксары проводится комплекс работ по созданию перспективного гусеничного хода с резиноармированными гусеницами для трактора ЧН-6 и Т-6СТ-315.

В связи с этим поиски научно обоснованных путей определения техногенного воздействия движителей с резиноармированными гусеницами на почву и исследования их тягово-сцепных свойств являются актуальными.

Цель исследования снижение уплотняющего воздействия гусеничных движителей при движении по почве, а также повышение эффективности использования тракторов за счет увеличения тягово-сцепных свойств путем применения резиноармированных гусениц.

Задачи диссертационного исследования:

1. Изучить и обобщить основные физико-механические и экологические свойства почв как опорных оснований движителей;

2. Теоретически оценить тягово-цепные свойства сельскохозяйственных тракторов на примере трактора класса 5 тонн с резиноармированными гусеницами;

3. Исследовать изменения физико-механических свойств почв при взаимодействии движителей с резиноармированными гусеницами тракторов ЧН-6 и Т-6СТ-315 в полевых условиях;

4. Исследовать тягово-сцепные свойства и давление гусеничных движителей на почву при различных конструкциях обводов движителя;

5. Оценить технико – экономическую целесообразность использования резиноармированных движителей.

Объект исследования гусеничные трактора сельскохозяйственного назначения с резиноармированными гусеницами с различными схемами гусеничного обвода.

Предмет исследования изменения физико – механических свойств почвы и процесс взаимодействия с почвой гусеничных движителей различных конструкций с резиноармированными гусеницами.

Научная новизна:

- обоснованны и обобщены основные физико-механические и экологические свойства почв как опорных оснований движителей;

- исследованы тягово-сцепные свойства трактора и уплотняющее воздействие ходовых систем с резиноармированными гусеницами;

- определенно давление гусеничных движителей на почву с различными конструкциями обводов движителя;

- исследован процесс воздействия движителей трактора с резиноармированными гусеницами на почву при многократных проходах по одному следу.

Практическая ценность.

1. Применение движителей с резиноармированными гусеницами позволяет увеличить производительность и снизить техногенное воздействие на почву.

2. Полученные экспериментальные и теоретические данные в результате выполненной работы могут быть использованы для совершенствования существующих конструкций ходовых систем тракторов.

Основные положения выносимые на защиту:

- теоретические и экспериментальные расчеты изменения динамики физико-механических свойств почвы под действием ходовых систем гусеничных тракторов с различными конструкциями гусеничного обвода;

- результаты исследования тягово-сцепных свойств гусеничных машин с треугольным и прямоугольным обводом движителя с резиноармированными гусеницами;

- результаты полевых исследований влияния ходовой системы гусеничной машины класса 5 тонн с резиноармированными гусеницами на уплотнение почвы при многократных проходах по одному следу.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись и одобрены в период с 2007 по 2011гг.: на научных конференциях и заседаниях кафедр, в том числе в МГАУ имени В.П.Горячкина (Москва, 2009г), в МГУП (Москва, 2007-20011гг.), а также на научно-практических конференциях МОАЭБП (Дубна, 2008-2009гг.) и на международной научно-технической конференции «Транспорт и логистика» (Ереван, 2008г., 2010г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 научных работах, в том числе 4 в изданиях, входящих в «Перечень российских рецензируемых научных журналов», рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка используемой литературы. Содержит 128 страниц машинописного текста, 28 рисунков, и 18 таблиц. Список используемой литературы содержит 140 наименований, в том числе 8 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение обоснована актуальность проблемы снижения уплотнения почвы движителями тракторов и сельскохозяйственных машин, ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследований и основные положения выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние проблемы и задачи исследований» проведен анализ работ опубликованных в специализированных научно-теоретических изданиях по результатам исследований, посвященных проблеме уплотнения почвы движителя сельскохозяйственных тракторов и мобильных машин.

Исследованиям проблемы уплотнения почвы посвящены работы Я.С. Агейкина, В.В. Гуськова, С.С. Корчунова, В.В. Кацыгина, А.М. Кононова, В.И. Кнороза, М.Г. Беккера и многих других.

Изучению влияния ходовых систем на физико-механические и агробиологические свойства почвы посвящены работы М.С. Антонова, В.А. Скотникова, Р.П. Турецкого, А.И. Пупонина, А.С. Кушнарёва, В.В. Медведева, А.М. Кононова, В.А. Русанова, И.П. Ксеневича, М.И. Ляско, Д.И. Золотаревской, А.Н. Захарченко и др.

Глава содержат вводную часть с приведением основные сведений по разновидностям гусеничных движителей, применяемых на тракторах сельскохозяйственного назначения и машинно-тракторных агрегатах на их базе, их конструктивным конструктивным особенностям, основным техническим характеристикам и их устройству.

Определены причины возникновения, методы и способы снижения уплотняющего воздействия гусеничных движителей на почву, приведены конструктивные особенности движителя трактора ЧН-6 с треугольным обводом. На основе анализа разновидностей гусеничных движителей выявлено перспективное направление технологического и технического иновационирования в аспекте снижения уплотнения почв.

На основании анализа состояния проблемы определены задачи исследования.

Во второй главе «Расчет и исследование процесса взаимодействия движителей с резиноармированными гусеницами с почвой» рассмотрены тягово-сцепные свойства гусеничного движителя, характеризуемые, в первую очередь, коэффициентом полезного действия (КПД) ходовой части машины, сопротивлением движению, буксованием, коэффициентом сцепления и т.д.

Нами проведена теоретическая оценка тягово-сцепных свойств сельскохозяйственного трактора класса 5 тонн ЧН-6 с резиноармированными гусеницами.

КПД ходовой системы, характеризуемый отношением полезной мощности трактора, реализуемой на крюке, к мощности, подводимой к ходовой системе через ведущие колеса гусеничного трактора, определяется как

, (2)

где: х.с. - КПД ходовой системы трактора; - КПД, учитывающий буксование; f - КПД, учитывающий потери мощности от сопротивления качению; Dкр - удельная сила тяги на крюке; fх.с. - коэффициент сопротивления качению трактора.

где: -коэффициент сопротивления вследствие трения и ударов в механизмах ходовой системы (внутренние потери); - коэффициент сопротивления вследствие вертикальной деформации почвы.

где: - коэффициент сцепления.

Для теоретического определения коэффициента сцепления трактора от буксования (до 10%) при равномерном распределении нагрузок по каткам используется теоретическая зависимость

, (6)

определяется по зависимостям

, (7)

где: - эмпирический коэффициент, = 5·10-5 ; - фактический шаг звена, мм; - оптимальный шаг, обеспечивающий наилучшие сцепные свойства звена гусеницы с высотой зацепа в функции физико-механических свойств почвы, представленных инвариантными параметрами почвы и =(Co)





где: - угол внутреннего трения почвы, градусы; - угол наклона уплотненного ядра, градусы;

(9)

где: - высота зацепа, мм; b - ширина гусеницы, мм.

– сцепление почвы, кПа (0130 мм; 060 кПа

=(()()))/()(1-/b), (10)

где: - ускорение свободного падения, 9,8 мсек-2 ; - эксплуатационная масса трактора, т; - ширина гусеницы, м; - длина опорной поверхности,м.

Если , (12)

то используется значение ; если , то в дальнейших расчетах используется значение

При неравномерном распределении нагрузок по каткам

, (13)

где: к – количество участков на опорной ветви гусеницы, равное количеству опорных элементов.

определяется в зависимости от , , удельного давления и физико-механических свойств почвы для каждого из участков опорной поверхности гусеницы.

Физико-механические свойства почвы и в функции твердости почвы по показателям динамического твердомера ДорНИИ – и влажности - % определяется по номограммам. Изменение Суд и после прохода тракторов определяется в соответствии с данными экспериментов.

Существуют разные математические модели, позволяющие рассчитать максимальное давление гусеничных движителей на почву. В наших расчетах используем модель Русанова И.П., так как она наиболее подробно описывает процесс нашего исследования.

, (14)

где - средний коэффициент неравномерности распределения напряжений, измеренных на глубине 0,2 песчаного основания; – коэффициент, зависящий от тяговой нагрузки, который определяется по ГОСТ 26953-86.

(15)

где - масса, создающая статическую нагрузку на почву единичным гусеничным движителем, кг; – ускорение свободного падения, м/с2; - площадь контакта гусеницы с почвой, м2.

Максимальное давление на почву трактором ЧН-6 с РАГ при буксовании 3% равняется 71,7кПа, а при буксовании 5% составляет 79,0кПа.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена разработанная методика экспериментальных исследований, представлены необходимые приборы и оборудование.

Целью проводимых экспериментальных исследований является проверка основных положений теоретического анализа и определение уплотняющего воздействия модернизированной ходовой системы на почву. Были проведены экспериментальные исследования на базе колесного трактора К-701 на поле подготовленного под посев зерновых культур.

Для достижения поставленных целей при экспериментальных исследованиях были решены следующие задачи

- Определить соответствие теоретического метода расчёта тягово-сцепных свойств гусеничного движителя реальному процессу взаимодействия ходовой системы с почвой.

- Экспериментально определить данные для построения тяговой характеристики универсального энергетического средства.

- Провести сравнительные испытания тягово – сцепных свойств трактора ЧН-6 и трактора Т-6СТ-315 на пахоте.

- Исследовать уплотняющее воздействие гусеничного движителя трактора ЧН-6 с резиноармированными гусеницами на почву при многократных проходах по одному следу.

Испытания проводились по ГОСТ 30745 и ГОСТ 27021.

Изменение физических параметров в процессе проведения эксперимента осуществлялось программным продуктом «Марнас» в среде windows XP по средствам измерительной информационной системы ИП-264 (рис.1) установленном на тяговой установки (трактор К-701).

Измерение тягового усилия осуществлялось с применением тензометрического звена.

Физико-механические свойства почвы определялись в соответствии с методикой и программой исследования по изучению влияния ходовых систем сельскохозяйственной техники на почву разработанной ВИМом. Для определения плотности почвы применяется метод режущих цилиндров.

Рабочий момент проведения экспериментальных исследований представлен на рис. 1.

 Снятие тяговой характеристики-103


Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.