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:     | 1 | 2 || 4 |

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТранспортнОЙ логистикИ в Технологиях производства СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ

-- [ Страница 3 ] --

В концепции сформулированы общие требования к конструктивным особенностям АТС: по ходовым системам (полноприводность, шины низкого или переменного давления с вездеходным рисунком протектора, высокая проходимость в тяжелых дорожных условиях и достаточно высокая скорость движения на автомобильных дорогах); по типу устанавливаемого двигателя (дизель с всережимным регулятором); по трансмиссии (многоступенчатость с широким диапазоном передаточных чисел для обеспечения синхронного движения с сельскохозяйственными уборочными агрегатами, выполнения технологических работ и движения по автомобильным дорогам); по системам отбора мощности двигателя (независимый и/или зависимый и синхронный ВОМ); по скорости замены специализированного рабочего оборудования и др. [2, 3, 5, 6, 21, 23, 24, 33].

При создании отечественных АТС рекомендовано ориентироваться на основные мировые тенденции развития подвижного состава сельскохозяйственного транспорта, которые характеризуются следующим [1, 2, 3, 4]:

- повышение мощности и грузоподъемности транспортных средств;

- расширение рабочих функций подвижного состава (выполнение, помимо транспортных, ряда сопутствующих операций – погрузочно-разгрузочных, транспортно-распределительных, транспортно-сборочных и др.);

- специализация транспортного и технологического оборудования;

- унификация энергетической базы, шасси и других комплектующих изделий, в том числе и путем интеграции с международным машиностроением;

- расширение сферы применения транспортных средств за счет использования сменного и трансформируемого рабочего оборудования;

- повышение опорно-сцепной, профильной и горизонтальной проходимости;

- гидрофикация силовых приводов и систем управления;

- автоматизация управления, контроля и регулирования на отдельных операциях и др.

Показано, что использование сменных кузовов при транспортировке грузов в сельском хозяйстве позволяет создать гармонизированные с агротехнологиями комплексные системы для оперативного выполнения транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, сэкономить людские, материальные и финансовые ресурсы.


4.2. Расчет нагрузок в системе «мультилифт»

Погрузка кузова на тракторный полуприцеп или раму автомобиля производится мультилифтом путем поднятия края кузова с продольной стороны и затягивания его на прицеп (рис. 4). В полевых условиях опорные катки кузова взаимодействуют с поверхностью поля (почвой) и качение их происходит с образованием колеи, что вызывает повышенные нагрузки на крюке мультилифта и на катках, а также создает неровности на поверхности поля [18, 19, 20].

Наибольшие нагрузки имеют место при погрузке на тракторный полуприцеп загруженного материалом (зерно, картофель и т.п.) сменного кузова с грунтовой поверхности поля.

Пользуясь рис. 5, получены зависимости для определения этих нагрузок. На кузов, при его погрузке, действуют силы: Q – сила веса кузова с грузом, приложенная в центре масс С; N1 - нормальная реакция поверхности поля на опорную часть кузова; N2 – нормальная реакция крюка мультилифта на петлю кузова; Р1 – горизонтальная сила сопротивления качению опорных катков; Р2 – горизонтальная сила на крюке в точке А. Сила N1 определяет параметры опорных катков, а сила N2 необходима для расчета мультилифта. Для определения этих сил исполь



зованы уравнения моментов сил относительно точки А и их проекции на горизонталь (ось Х) и вертикаль (ось Y), с помощью которых получено выражение:

(5)

где: P1=N1 f; f - коэффициент сопротивления качению катка (в полевых условиях f = 0,2…0,3); - угол наклона кузова (=0… 480); l - длина кузова (l= 5,6 м); H- высота кузова (H= 2,4 м).

Из уравнения (5) сила N1= 90 кН при = 200 и f= 0,3, а при = 450. N1= 46 кН для кузова грузоподъемностью Q= 200 кН (20 т). Сила N2= 110 кН при = 200, f= 0,3, а при = 450 N2= 154 кН, что следует из уравнения проекций сил на ось Y. Сила сопротивления катков P1=N1 f=27 кН при = 200, а при = 450 P1=13,8 кН. Горизонтальная сила P2 на крюке равна силе P1, что следует из уравнения проекций сил на ось Х.

Из этих данных видно, что усилие на крюке мультилифта больше, чем усилие на опорных катках, причем разница этих усилий увеличивается с увеличением угла наклона кузова . При угле = 450 N2 = 3,35N1. Следовательно, расчет мультилифта следует производить при больших значениях угла наклона кузова, а опорных катков - при малых углах .

Равнодействующая сила на крюке при = 450 с учетом равна 154 кН. Эта сила действует на крюк мультилифта и направлена под углом = 170 к вертикали. С учетом динамики нагрузок при подъеме кузова коэффициент динамичности , сила R2=308 кН.

Равнодействующая сила R1 сопротивления катков, при = 200, равна:

= =94 кН.

Сила R1 при перекатывании катков направлена под углом = 170 (см. рис. 5), что следует из выражения:

.




4.3. Обоснование параметров опорной части сменных кузовов

для полевых условий

Параметры катков или лыж принимаются, исходя из выше приведенных значений силы давления загруженного кузова на почву, и с учетом допустимого давления на почву.

Сила давления опорной части кузова N (см. рис. 6) равна 100 кН, допустимое давление q на почву при уборке, например, пропашных культур, принята 1000 кПа, общая площадь S опорных лыж кузова равна 1000 см2, при ширине лыжи В = 200 мм и количестве лыж 2 шт. длина одной лыжи L = 250 мм. Горизонтальное тяговое усилие Р = 5 т при коэффициенте трения лыж по почве f = 0,5. При выполне

нии опорной части на катках горизонтальное тяговое усилие Р может быть уменьшено. Диаметр D и ширина В катков должны также приниматься с учетом допустимого давления на почву.

На рис. 7 представлена расчетная схема усилий, действующих на каток при перемещении кузова, откуда нагрузка G на каток по допустимому давлению q на почву определяется по уравнению:

, (6)

где: R – равнодействующая сил Р и G, определяемая по выражению:

(7)

Угол определяется по условию равенства моментов от давлений q на каток относительно точки А по уравнению:

, (8)

Угол определяется коэффициентом сопротивления перекатыванию в полевых условиях (для стерни = 0,2) [Полетаев А.Ф., 1971]:

(9)

Для = 0,2 значение = 110.

Принимать значение суммы углов ( + max) 450 нецелесообразно, так как в этом случае опорная площадь катка увеличивается незначительно. Следовательно, значение max = 340 = 0,6 радиан.

По уравнению (8) определяется угол =310. Усилие R по уравнению (7) после подстановки в него значений и равно:

(10)

С учетом установки двух катков и принятия r = 100 мм по (10) определена ширина катка В=500 мм. При этом давление на почву q=971 кПа, т.е. не более допустимого.

Следует отметить, что исследование взаимодействия катка с почвой показывает (см. рис.8), что даже образование небольшой колеи за катком существенно влияет на опорную способность катка и давление его на почву.

Величина «восстановленной» деформации почвы за катком определена из равенства моментов сил давления q почвы на каток на участках дуг и и равнодействующей R относительно точки А по выражению:

(11)

где: = arctg = arctg , µ - коэффициент сопротивления качению: .

Величина восстановленной деформации почвы равна 6 мм, а глубина колеи h= 29,3 мм, т.е. величина h в 5 раз больше , а отношение длины дуги LB к длине дуги СЕ равно 2,24

Таким образом, остаточная деформация почвы существенно увеличивает площадь опоры катка (в нашем случае на 45%), что существенно уменьшает тяговое сопротивление катков, которое равно 20 kH (2 т) или в 2,5 раза меньше, чем тяговое сопротивление кузова на лыжах при допустимом давлении на почву.

При расчете давления катка на почву (рис. 8) следует учитывать площадь контакта катка с почвой с учетом контакта в зоне восстановленной после деформации почвы – за вертикальным диаметром катка в сторону против его перемещения. Полетаевым А.Ф. [1971] показано, что восстановленная деформация почвы увеличивает площадь контакта катка с почвой на 45%, что согласуется с нашими данными.

Основной характеристикой сопротивления перекатыванию катка по почве является коэффициент сопротивления качению . Угол сопротивления качению катка (см. рис. 8) так же, как и - определяется экспериментально и его значения для различных состояний почвы приводятся в литературе. Увеличение площади контакта катка можно определить через угол восстановленной деформации почвы (рис. 8). На основании принципа равенства моментов сил

от давлений на каток относительно точки пересечения равнодействующей силы R, действующей на каток, с его окружностью, пользуясь зависимостью (8), путем замены угла на сумму +, после соответствующих преобразований формул определена общая ширина катков, равная 1,377 м. При выполнении опорной части кузова на двух катках, ширина одного катка должна быть равна 688 мм.

Установлено, что нагрузка на каток зависит линейно от , а сила сопротивления - в квадрате. Например, если для = 0,1 (грунтовая дорога) сила Р = Р1, то для = 0,3 (рыхлая почва) сила Р = 9 Р1. Из этого следует, что в полевых условиях нагрузки в механизме мультилифта могут значительно увеличиться.


ГЛАВА 5. Исследование процессА транспортного обеспечения посевных агрегатов

5.1. Моделирование процесса загрузки сеялок

Одной из важнейших технологических операций при производстве продукции растениеводства является посев сельскохозяйственных культур.

В настоящее время загрузка сеялок семенами и удобрениями и машин-удобрителей минеральными удобрениями осуществляется морально устаревшими машинами типа ЗАУ-3 (УЗСА-40) и ЗСВУ-3, а созданная в последние годы большая гамма новой техники не обеспечивает оптимальное выполнение этих процессов в интенсивных агротехнологиях. Поэтому необходимо создание специального технологического адаптера загрузки сеялок и машин-удобрителей для технического обеспечения транспортной логистики в системе агротехнологий.

В диссертации и в [30] представлены разработанные математическая модель и программный продукт для ПЭВМ, которые позволяют осуществлять интерактивное взаимодействие исследователя с программным обеспечением в процессе моделирования и оптимизации функционирования посевного технологического адаптера.





Программа запрашивает у пользователя информацию об условиях работы: площадь поля, норму высева, продолжительность посева и т.д. В процессе работы программа моделирует технологию путем выбора из базы данных всех параметров технических средств, которые могут быть использованы в выбранной технологии, а также стоимостные показатели для их технико-экономической оценки. После этого программа переходит к расчету технико-экономических показателей технологии (энерго- и трудозатраты, материалоемкость и удельные показатели затрат).

Результаты моделирования и расчетов выдаются на монитор или на печать в виде следующих документов: набор технологий, удовлетворяющих условиям задачи; результаты технико-экономических расчетов и состав участвующей в оценке техники; альтернативные варианты технологии с технико-экономическими показателями; полученные данные итеративным методом сравниваются и лучший вариант выдается на печать.

Эти данные являются в свою очередь исходными для компьютерного моделирования посевного и транспортно-загрузочного комплекса как системы массового обслуживания, где объектами, формирующими требования к обслуживанию, являются посевные МТА, а обслуживающими эти требования - транспортно-загрузочные средства.


5.2. Интерактивный процесс моделирования транспортно-посевной системы

Использование предложенного программно-информационного обеспечения позволяет осуществлять моделирование и оптимизацию технологических схем загрузки посевных агрегатов.

Технико-эксплуатационные параметры отдельных машин и механизмов технологического комплекса разделены на две категории: постоянные и переменные. Постоянные ТЭП, это показатели, заложенные в конструкцию технических средств, которые пользователь вносит в БД, используя соответствующие экранные формы, включенные в состав программного обеспечения. Переменные или варьируемые показатели являются предметом компьютерного эксперимента. К этим показателям относятся, закладываемые в модель: расчетное количество посевных МТА в составе комплекса, посевная площадь, длина гона, расстояние от поля до склада, скорость транспортирования семенного материала, емкость кузова загрузчиков, а также расчетные показатели: производительность и затраты на каждом из звеньев комплекса, требуемое количество транспортных средств для бесперебойного подвоза семенного материала и т.д.

Для моделирования технологии транспортного обеспечения посевных агрегатов как систем массового обслуживания (СМО) вводятся вариации переменных параметров: по площади посева – F от 500 до 1100 га с шагом 200 га, длине гона – L от 0,6 до 0,9 км с шагом 0,1 км, радиусу перевозок, характерных для зональных условий, от 3 до 30 км с шагом 2 км, количеству посевных агрегатов от 1 до N с шагом 1 шт., варьируется скорость транспортных средств в интервале 30…60 км/ч с шагом 10 км/ч и др. После этого производится собственно расчет ТЭП всех вариантов технических средств комплекса отдельно и в целом с использованием методов СМО [8, 10].

Разработанный программный комплекс моделирования и оптимизации состава и параметров технических средств транспортного обеспечения посевных агрегатов используется в исследованиях, проводимых в Отделе механизации погрузочно-разгрузочных и транспортных работ ВИМ.


5.3. Проект межотраслевого технологического адаптера «Транспортное обеспечение агротехнологий»

В конце прошлого столетия учеными и специалистами Россельхозакадемии, Минсельхоза России и Минпрома России разработана национальная Система технологий и машин для сельскохозяйственного производства России (СТиМ), которая утверждена Коллегией Министерства и Президиумом Академии и приказом по Министерству и Академии введена в практику сельскохозяйственного производства в качестве Федерального технологического и технического регистров для сельскохозяйственного производства как базового нормативного документа при технологической и технической модернизации отрасли.

Технологии по группам культур (продукции) в регистре сопровождаются технологическими (отраслевыми и межотраслевыми) адаптерами. Например, для растениеводства: отраслевые адаптеры зернового хозяйства (по производству и предпосевной подготовке семян, посеву, уборке и т.д.); межотраслевые адаптеры по обработке почвы, системе удобрений, защите растений от болезней, вредителей и сорняков, мелиорации.

С помощью этих адаптеров базовые технологии производства той или иной продукции могут быть приспособлены (адаптированы) к условиям и возможностям конкретного потребителя.

К сожалению, в Федеральном регистре отсутствует технологический адаптер транспортного обеспечения агротехнологий, а в Федеральном регистре сельскохозяйственной техники для реализации технологий производства продукции транспортная компонента представлена теперь уже устаревшими моделями машин. С позиций представления транспортной проблемы сельскохозяйственного производства в настоящей работе, предпринята попытка восполнить отмеченный выше пробел и разработать межотраслевой технологический адаптер «Транспортное обеспечение агротехнологий».

В адаптере технологический транспорт гармонизирован с технологиями производства приоритетных видов сельскохозяйственной продукции и обеспечивает доставку: семян и посадочного материала; минеральных удобрений, мелиорантов и средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков; органических удобрений; продукции урожая (основной и побочной); машин, оборудования и адаптеров к ним; горюче-смазочных материалов; мобильных технических объектов первичной переработки продукции; полевых объектов соцкультбыта и др.

Технологический транспорт базируется на современных технических средствах как отечественного, так и зарубежного производства, а по техническим и технико-экономическим параметрам соответствует основным положениям концепции развития адаптивных транспортных систем, приведенной в Главе 4.


ГЛАВА 6. РЕАЛИЗАЦИЯ И оценка Экономической эффективности разработок

6.1. Организация производства и реализации разработок

По результатам исследований разработаны:

- исходные требования на автомобиль-самосвал с погрузочно-разгрузочным устройством на шасси автомобилей КамАЗ;

- техническое задание на разработку сменного кузова сельскохозяйственного назначения к автомобилю КамАЗ-43118/53228, оборудованного погрузочно-разгрузочным устройством МАС-16;

- техническое задание на разработку автотракторной транспортной системы для работы со сменными кузовами;

- техническое задание на разработку универсального загрузчика сеялок семенами и удобрениями.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 

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.