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 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

НЕТРАДИЦИОННЫЕ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ ДЛЯ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО

-- [ Страница 2 ] --

Толерантность элементов X и У (X У) определяется условием X У . Их комбинации X У, X У, X-1, У-1 также будут толерантны. Использование свойств отношений даёт возможность аналитически распространять свойства и закономерности функционирования, например, работающего прототипа X на формы толерантных ему схем рабочих органов У. Пусть имеется соответствие элементов Xi множества М множеству L закономерностей F(Xi) их функционирования (:ML). Отношению XiУi на М соответствует F(Xi) F(Уi) 0 на L. Если соответствие :МL является функциональным, то отношение транзитивно, так как ХiУi равносильно F(Xi) = F(Yi).

Из этого следует, что при последовательном преобразовании элементов Уi XiУi,Уi Zi F(Xi) = F() = F(Zi ) (1)

Любой объект X характеризуется набором параметров xi (свойств, закономерностей воздействия на обрабатываемый материал, показателей качества работы и др.) – X (x1, x2,…, xi, xn), который обычно именуют кортёжем.

Тогда толерантность рабочих органов X и У (X У) определяется условием, что пересечение их кортежей не пусто:

(x1,… xn) (y1,… yn) 0… (2)

Следовательно, параметры толерантных РО, входящие в пересечение (2), эквивалентны (хi yi, xj yj и т.д.) в пространстве толерантности М, где Х М, У М, – признак толерантности.

Условие (1) можно представить в виде

(Нх, Эх) (Эу, Пу) 0, (3)

где Нх, Эх, Эу, Пу – подмножества функционально определенных закономерностей (характеристик) прототипа Х(Нх, Эх) и нового РО У(Эу, Пу);

Эх, Эу – эквивалентные подмножества характеристик прототипа и нового РО, (ЭхЭу), образующие пересечение;

Нх, Пу – не входящие в пересечение (3) характеристики, содержащие недостатки прототипа (Ну) и преимущества прогнозируемого объекта (Пу).

Методика основанного на этих положениях аналитического прогнозирования содержит следующие этапы:

1. Выделение группы рабочих органов (РО) Хi на основе фундаментальных общностей , образующих множество М (ХiM), то есть образование пространства толерантности М, где – отношение толерантности.

2. Анализ параметров выделенных рабочих органов с.-х. машин (свойств, закономерностей функционирования и ограничивающих факторов, препятствующих интенсификации) на основе опубликованных работ, отчетов по НИР, ОКР и др.

3. Выделение из М анализом подпространства нетолерантности форм рабочих органов, реализующих интенсификацию рабочего процесса и повышающих их показатели.

Базой прогноза являются любые объективные и достоверные источники информации. Время основания прогноза и упреждающий период не ограничены. Прогнозирование может осуществляться тремя методами: с использованием n - мерных симплексов (графов), прототипов, на основе теоремы Кальмара – Якубович.

Первый метод. При расположении в вершинах графа известных устройств Х1, Х2, … можно прогнозировать новые технические объекты, расположенные на рёбрах графа и толерантные Х1, Х2, Х3… Они будут объединять свойства элементов Х1, Х2, Х3 …:(Х12, Х23, Х31,…).

Второй метод. При наличии группы известных рабочих органов , входящих в пространство M, на основе отношения толерантности прогнозируются общие формы новых рабочих органов 1, 2,…, толерантных , и доказательно констатируется их работоспособность.



При использовании теоремы Кальмара Якубович соответствие должно задаваться функциональной зависимостью. Если образ X в L есть однозначная функция F(X), то отношение транзитивно, так как при и соответствие определяет и . Тогда , и имеет место соотношение . Отсюда следует, что всюду определенное соответствие порождает в множестве М симметричное и рефлексивное соответствие – отношение толерантности. При использовании теоремы Кальмара Якубович на основании всюду определенного соответствия появляется возможность по закономерностям, действующим в L, определить формы толерант­ных рабочих органов в множестве М, на которые не действуют ограничивающие факторы.

В связи с тем, что в результате прогнозирования определяются общие формы РО, а не технические решения по определенным РО, мы не определяем их параметры, которые будут аналогичны прототипам и должны быть уточнены теоретически и экспериментально.

Так как общие формы не подлежат защите охранными документами, то полученные результаты прогнозирования могут использоваться другими лицами и организациями для создания технических решений с последующей защитой созданной ими интеллектуальной собственности.

 В главе 3 «Результаты использования-13

В главе 3 «Результаты использования эвристических методов и рационализированного метода оценки инженерно - технической значимости изобретений» представлены результаты исследования многофункциональной почвообрабатывающей роторной машины (МПР), усовершенствованные схемы сепараторов почвы. Указанным методом прогнозирования определён уровень перспективности гибких сепарирующих рабочих органов. При разработке почвообрабатывающей машины с использованием эвристических методов была реализована идея профессора А. Н. Гудкова о желательности использования в обработке почвы деформаций растяжения. Для реализации такого воздействия была применена следующая схема работы машины МПР (рис.1): пласт почвы подрезается лемехом 1 над которым установлен ротор 2, с пальцами 3. Под лемехом может быть установлен второй ротор 4 с пальцами 5. Роторы вращаются как показано на рис. 1. Степень рыхления почвы находилась по методу Н.А.Качинского определением плотности почвы т до и после её обработки: до обработки – горизонт 0...10 см, Рис. 1. Схема работы машины МПР т = I,8I г/см3; горизонт 10…15см,

т = I,8I г/см3; после обработки машиной МПР – горизонт 0...10 cм, т = I,46 г/см3, горизонт 10...15 см, т = I,49 г/см3 и менее в зависимости от режимов работы. Экспериментальный образец МПР – 1,4 шириной захвата 1,4 метра (рис. 2) агрегатировался с трактором касса 1,4 (МТЗ–80) и за один проход производил основную обработку и подготовку почвы под посев. Энергетическая оценка работы почвообрабатывающей машины МПР–1,4 приведена в таблице 1.

а)  Общий вид экспериментальной-15

Рис.2. Общий вид экспериментальной установки МПР–1,4: а) вид спереди; б) вид сзади: 1 – рама, 2 – опорные колеса, 3 – лемех, 4 – нижний ротор, 5 – верхний ротор, 6 – пальцы нижнего ротора, 7 – пальцы верхнего ротора

Таблица 1

Энергетическая оценка МПР 1,4

Показатели Один нижний ротор, передача первая Ротор над ротором, передача первая Ротор над ротором, передача вторая
1 2 3 4
Тяговое сопротивление, кН 12,02 13,99 14,75
Мощность на ВОМ трактора, кВт 1,59 3,5 4,63
Частота вращения ВОМ трактора, мин-1 609 609 609
Производительность агрегата, га /ч 0,3 0,27 0,44
Удельное сопротивление, кН/м 8,59 9,99 10,54
Удельное сопротивление, кН/м2 47,7 55,5 58,5
Удельная работа, кВт-ч/га 46,92 65,83 67,87

Как видно из таблицы 1, удельное сопротивление машины колебалось в пределах от 47,7 до 58,5 кН/м2, что сравнимо с сопротивлением плугов на данном типе почвы (Кп = 55кН/м2). С учётом этого её энергоёмкость при выполнении двух операций сравнима с энергоемкостью вспашки четырёхкорпусным плугом. Области применения МПР: основная и предпосевная обработка почвы за один проход, рыхление почвы, рыхление почвы с уничтожением высокорослых сорняков, с разрушением почвенных комков, с разрушением поверхностной корки, без разрушения поверхностного слоя (при снятом верхнем роторе), выкапывание корне - и клубнеплодов с рыхлением почвы перед подачей в уборочную машину, уничтожение высокорослых сорняков. Таким образом, появляется возможность реализовать 8 схем обработки почвы за счёт регулировок и изменения режимов работы.

С использованием эвристических методов предложены схемы сепараторов картофелеуборочных машин, которые дают возможность интенсифицировать этот процесс уменьшением слоя почвы на них. Уменьшение слоя почвы на сепарирующих рабочих органах дополнительно к просеиванию через сепарирующую поверхность предлагается реализовать постепенным увеличением её скорости по мере продвижения по сепарирующей поверхности. При использовании битерных (барабанных) сепарирующих рабочих органов одинакового диаметра каждому последующему битеру (планчатому барабану) необходимо сообщить всё увеличивающуюся угловую скорость: 1 ‹ 2 ‹ 3 ‹ 4,… Этот же эффект может быть получен при равенстве угловых скоростей битеров (планчатых барабанов) роторного сепаратора за счет последовательного увеличения радиуса барабанов (рис.3).

 Роторный сепаратор почвы с-16

Рис. 3. Роторный сепаратор почвы с планчатыми барабанами разного диаметра:1, 2, 3,… – планчатые барабаны, по стрелке П – подача массы

Окружная скорость барабанов при этом будет увеличиваться пропорционально увеличению их радиусов. Уменьшение слоя почвы дополнительно к просеиванию может быть получено применением грохота, набранного из элементов, совершающих всё увеличивающиеся по амплитуде и скорости колебания от начала к концу сепаратора. Схема грохотного сепаратора почвы представлена в диссертации.

Уровень перспективности сепараторов зерна (выделителей зерна из соломы, решёт и триеров) был определён рационализированным методом оценки инженерно - технической значимости изобретений (РМОИТЗИ).

По выделителям зерна из соломы конкурирующие группы патентных решений имеют следующие обобщённые коэффициенты полноты (уровни перспективности): клавишные – 0,404 (средний), инерционно-пневматические – 0,586 (выше среднего), роторные– 0,332 (низший), шнековые роторные – 0,466 (средний), с неподвижной решёткой – 0,522 (средний), с гибкой разделяющей поверхностью и участками обратной кривизны – 0,812 (высший), молотильно - сепарирующие устройства – 0,464(средний).

Конкурирующие патентные решения по решётам имеют следующие обобщённые коэффициенты полноты (уровни перспективности): плоские решёта – 0,338 (средний), цилиндрические решёта – 0,491 (средний), конические решёта – 0,441 (средний), решёта с активными элементами (роликовые) – 0,353 (низший), решёта транспортёрного типа – 0,419 (средний), решёта с гибкой разделяющей поверхностью и участками обратной кривизны – 0,812 (высший).

По триерам конкурирующие группы патентных решений имеют следующие обобщённые коэффициенты полноты (уровни перспективности): триеры с жёстким цилиндром – 0,383 (средний), планетарно - центробежные триеры – 0,578 (средний), триеры с эластичным полотном, работающие по принципу устройств с жёстким цилиндром – 0,383 (средний), пневмо-механические триеры – 0,522 (средний), триеры с эластичной ячеистой лентой и наружным расположением ячеек – 0,586 (выше среднего), триеры с облегающим полотном – 0,586 (выше среднего), цилиндрические триеры с эластичной ячеистой лентой и участком обратной кривизны – 0,7 (выше среднего), электротриеры – 0,639 (выше среднего). Эти данные по обобщенному коэффициенту полноты изобретений для рассматриваемых конкурирующих групп патентных решений позволяют сделать вывод о перспективности сепарирующих рабочих органов с гибкой разделяющей поверхностью и участком обратной кривизны.





В четвёртой главе «Нетрадиционные рабочие органы (результаты аналитического прогнозирования)» представлены результаты аналитического прогнозирования рабочих органов сельскохозяйственных машин. Наиболее общей формой рабочих органов в пространстве трех измерений, как отмечает В. П. Горячкин, является винтовая поверхность. Поэтому за отношение толерантности было принято следующее: иметь винтовую рабочую поверхность – 1. Множеством М1 исследованных и широко применяемых рабочих органов с отношением 1 являются шнековые рабочие органы, которые были приняты за прототипы. Их недостатки общеизвестны. Устранение этих недостатков достигается изъятием вала, в результате чего получаются безвальные спирально- винтовые рабочие органы (БСВ РО). В связи с этим БСВ РО имеют со шнековыми в М11 эквивалентные закономерности функционирования и могут применяться для выполнения тех же рабочих процессов: обработки почвы, срезания растений, обмолота и сепарации зерновых, прессования, транспортирования материалов. Но они имеют существенные преимущества, так как не имеют вала, ограничивающего их заглубление в почву, материал может перемещаться внутри витков спирали, в зазоре между БСВ поверхностью и кожухом происходит разрушение материала и выделение (например, зёрен) через отверстия кожуха. Возможность деформироваться вдоль оси БСВ РО позволяет усилить разрушающее воздействие за счет колебаний витков, а поперек неё – получать гибкий транспортёр. Результаты прогнозирования в представлены в таблице 2.

Таблица 2

Безвальные спирально - винтовые (БСВ) рабочие органы

Формы БСВ РО Преимущества
1 2
Почвообрабатывающие машины (плуги, комбинированные агрегаты и др.)
БСВ цилиндр с приводом от ВОМ трактора, расположенный под к продольной оси МТА. 0 90° Уменьшение длины машины и Ркр за счёт привода от ВОМ, улучшение и регулирование крошения почвы
Режущие аппараты
Подвижный (вращающийся) БСВ нож с неподвижными пальцами. Вращающийся БСВ нож внутри, или снаружи неподвижного или подвижного БСВ ножа Отсутствие знакопеременных сил инерции и забивания, возможность копирования микрорельефа почвы, распределённая нагрузка резания, работа на скорости МТА до 20 км/ч.
Молотильно-сепарирующие устройства (МСУ)
БСВ МСУ с коническим домолачивающим барабаном в конце спирали. БСВ МСУ различной формы внутри концентрично расположенного решета. БСВ МСУ, расположенное вдоль продольной оси машины или перпендикулярно к ней. БСВ МСУ с измельчителем соломы или БСВ с прессом в конце молотилки. БСВ соломосепараторы Совмещение обмолота и сепарации с перемещением материала. Возможность совмещения с воздушной очисткой. Отсутствие забивания. Возможность увеличения пути и време- ни воздействия на элементы вороха при ограниченных габаритах. Повышение пропускной способности. Упрощение устройства, уменьшение его массы, упрощение регулировок. Упрощение автоматизации
Валкооборачиватели
БСВ цилиндр или усечённый конус Возможность заменить шнековый оборачиватель валка
Прессы
БСВ цилиндр или усечённый конус с переменным шагом витков Прессование соломы на выходе из МСУ. Возможность изменять плотность тюка и его длину
Транспортирующие элементы
БСВ транспортёры сыпучих материалов(применяются), загрузчики сеялок, навозотранспортёры, транспортёры комбайнов и с. - х. машин Увеличение производительности, совмещение транспортирования с технологическими операциями. Изгибание в поперечном направлении.


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 

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.