Том 85, № 1 (2018)
- Год: 2018
- Статей: 11
- URL: https://journal-vniispk.ru/0321-4443/issue/view/3677
Весь выпуск
Статьи
Обоснование параметров вакуумного высевающего аппарата с адаптивными дозирующими элементами для высева кукурузы
Аннотация
Для посева кукурузы применяют сеялки точного высева, одним из наиболее сложных и ответственных узлов которых является высевающий аппарат. Цель представленного исследования - обоснование рациональной конструкции и параметров дозирующих элементов и сбрасывателя «лишних» семян вакуумного высевающего аппарата, обеспечивающих повышение равномерности подачи семян кукурузы в борозду. К использованию в производстве предложен вакуумный высевающий аппарат, в котором продолговатые присасывающие отверстия изготовлены на высевающем диске таким образом, что их длинные оси ориентированы к радиальному направлению под углом α. Кроме того, в конструкции высевающего аппарата толщину первых трех выступов сбрасывателя «лишних» семян предложено изготавливать ступенчато. Опыты, проведенные по матрице ортогонального плана второго порядка, показали, что для высева семян кукурузы рациональными являются следующие параметры и настроечные режимы такого аппарата: ширина присасывающих отверстий tдэ = 3 мм; наименьшая ширина прорези в прокладке вакуумной камеры t = 3,0…3,5 мм; разрежение в вакуумной камере Н = 5 кПа; толщина входной кромки рабочей части сбрасывателя «лишних» семян h = 1,5 мм; угол отклонения продольных осей присасывающих отверстий высевающего диска от радиального направления α = 12…15 град. В лабораторных условиях аппарат обеспечил частость единичных подач семян р1 = 99,0…99,5 %, что близко к технологическому оптимуму. При этом качество дозирования семян оставалось устойчивым даже при существенном увеличении угловой скорости высевающего диска.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):3-8
3-8
Повышение уровня функционирования сельскохозяйственных почвообрабатывающих машин путем обоснования параметров стойки рабочего органа
Аннотация
Рабочие органы почвообрабатывающих машин выполняют наиболее важную роль с точки зрения технологического процесса обработки почвы, так как именно они обеспечивают все показатели его назначения. Цель исследования - обоснование параметров стойки рабочего органа почвообрабатывающей машины. На тяговое сопротивление как основной параметр рабочего органа оказывает влияние форма бокового профиля и поперечного сечения стойки. В общем случае в поперечном сечении стойки рабочих органов могут иметь: плоскость с прямолинейными границами, плоскость с криволинейными выпуклыми границами или плоскость с криволинейными вогнутыми границами. Уплотненное ядро почвы перед стойкой не образуется при угле заточки не более 50°. Во всех остальных случаях такое ядро образуется даже при несимметричных углах заточки. Следовательно, необходимым условием формы поперечного сечения стойки должно быть соблюдение величины указанного угла. Поперечное сечение стойки (декартов лист) отвечает предъявляемым к ней требованиям, так как угол заточки не превышает 50°, что не способствует образованию ядра уплотнения, а граница имеет форму выпуклой линии, что обеспечивает получение минимального значения абсолютной скорости, а следовательно, небольшие энергетические затраты на перемещение почвы. Стойка рабочего органа почвообрабатывающей машины должна иметь форму бокового профиля, близкую к логарифмической кривой, что снижает энергоемкость процесса на 20…45 %. В поперечном сечении стойки должна быть плоскость, ограниченная дугами эллипса и касательными к этим дугам, проведенными таким образом, чтобы угол при вершине эллипса не превышал 50°. Это уменьшает тяговое сопротивление стойки на 40…52 %.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):9-16
9-16
Анализ качественных показателей работы зерноуборочных комбайнов с различными конструкциями молотильно-сепарирующих устройств
Аннотация
Проанализированы результаты исследований качественных показателей работы трех марок зерноуборочных комбайнов с различными конструкциями молотильно-сепарирующих устройств: бильного типа (Дон-1500Б), бильного с ускорителем (Tucano 480) и роторного (TORUM-740). Цел исследования - выявить лучшую конструкцию молотильно-сепарирующих устройств, обеспечивающую повышение производительности комбайна, качество работы, снижение затрат и потерь урожая. Актуальность решаемой задачи в современных рыночных условиях определяется снижением спроса на российское зерно, которое реализуется за рубежом на уровне 4-5-го класса, а также необходимостью снижения затрат на технологический процесс и потерь урожая. При проведении исследования использовались теоретические и экспериментальные методы, основанные на применении основных положений теории сельскохозяйственных машин и методов измерений, регламентируемых нормативной документацией. Приведены результаты теоретических исследований по определению зависимости потерь урожая зерна озимой пшеницы от производительности зерноуборочного комбайна TORUM-740 за час основного времени. Обоснована стоимость косвенных потерь урожая (от макро- и микроповреждения зерна озимой пшеницы сорта Ольхон) различными конструкциями молотильно-сепарирующих устройств. Представлены результаты лабораторных исследований технологических качеств зерна: стекловидность, содержание протеина и сырой клейковины после уборочного дозревания, а также всхожесть семян. Представлены результаты испытаний комбайнов по удельным показателям производительности, расходу топлива, энергоемкости и себестоимость зерна. Сделан вывод о том, что из применяемых в опыте самоходных зерноуборочных комбайнов на уборке зимой пшеницы сорта Ольхон селекции Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко наилучшие эксплуатационно-экономические показатели и технологические свойства полученного зерна обеспечил комбайн TORUM-740.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):17-20
17-20
Сравнительный анализ СВЧ-установок для обеззараживания зерна
Аннотация
На сегодняшний день основным методом борьбы с зараженностью зерна и семян в сельском хозяйстве является химическое протравливание. Суть его заключается в нанесении на поверхность семян химически активных веществ, уничтожающих паразитную микрофлору. Однако химический метод стерилизации не лишен серьезных недостатков. Известно, что наиболее эффективные протравители - системные фунгициды - ядовиты, в том числе для человека. Применение подобных веществ помимо токсикологических последствий способствует выработке резистентности паразитных микроорганизмов, их мутациям в сторону чрезвычайно опасных и устойчивых видов. Во избежание этого нужны альтернативные методы и соответствующее оборудование. Обеззараживающим эффектом обладают электрофизические воздействия, в частности сверхвысокочастотная (СВЧ) энергия. При этом механизм подавления паразитной микрофлоры принципиально иной и заключается во влиянии на внутреннюю естественную среду биоорганизмов - биологическую влагу. В этой среде протекают все клеточные процессы живых организмов, поэтому изменение ее параметров, сопровождающееся образованием активных ионов, оказывается критичным для жизнедеятельности паразитных микроорганизмов. Чтобы процесс ионизации вызывал значимый эффект, необходимы определенные характеристики СВЧ-облучения: мощность, длительность, равномерность подвода к материалу, что зависит от применяемого оборудования. В статье сформулированы основные требования к обеззараживающему СВЧ-оборудованию, способному эффективно использоваться в сельском хозяйстве. Рассмотрены наиболее важные параметры существующих СВЧ-установок. Для сравнительной оценки предложен практически удобный критерий - коэффициент эффективности обеззараживания, учитывающий важнейшие характеристики рассматриваемого оборудования в одной цифре. Выполнен расчет вновь введенного коэффициента для ряда СВЧ-установок, и дана его графическая интерпретация. Показано, что инновационная установка «СИГМА-1», разработанная в Аграрном научном центре «Донской», превосходит аналоги по коэффициенту эффективности обеззараживания в 1,5…3 раза. К ее преимуществам также относится возможность дальнейшего совершенствования путем наращивания числа волноводных секций, что кратно увеличивает производительность.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):21-26
21-26
Методика расчета тягового сопротивления плоского диска лущильника
Аннотация
Лущильники с плоскими дисками широко применяются в районах, подверженных действию ветровой эрозии почв для закрытия влаги на стерневых полях. Плоские диски не оборачивают снимаемые ими пласты, а лишь рыхлят их, сдвигая в сторону. Предпочтительнее использовать такие лущильники при предпосевной обработке почвы и на парах, поскольку в этом случае происходит меньшее распыление почвы и ее нижние (влажные) слои не выносятся на поверхность. Поэтому многие промышленно выпускаемые лущильники укомплектовываются плоскими дисками, и задача построения математической модели взаимодействия таких дисков с почвой является актуальной. Было предложено много математических моделей взаимодействия диска с почвой, учитывающих распределение сил реакций почвы на диск, но все эти модели были построены в предположении, что диск движется в своей плоскости. Поэтому они не применимы к диску лущильника, движущемуся с ненулевым углом атаки в почве. Цель данной работы - построение математической модели, позволяющей рассчитывать тяговое сопротивление диска, движущегося с заданным углом атаки. Основные предположения, принятые при построении этой модели: скорость поступательного движения диска и его заглубление постоянны; трением в подшипнике диска можно пренебречь; давление почвы на боковую поверхность диска и усилие реакций почвы, приходящееся на единицу длины его лезвия, можно заменить их средними значениями. Получено явное выражение для тягового сопротивления диска лущильника, движущегося с углом атаки, в зависимости от его относительного заглубления, угла атаки и эмпирических коэффициентов. Адекватность построенной математической модели подтверждена сравнением с известными экспериментальными данными. Она позволяет значительно сократить число натурных экспериментов по изучению взаимодействия плоских дисков лущильника с почвой, заменяя их вычислительными, обоснованно проводить силовые и прочностные расчеты таких дисков. Кроме того, ее можно использовать для оптимизации параметров плоских дисков лущильника.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):27-33
27-33
Выбор рациональной схемы балластирования и угла приложения силы тяги для гусеничного трактора
Аннотация
Особенность компоновки современных гусеничных тракторов такова, что центр масс трактора, как правило, расположен со смещением от середины опорной поверхности гусеницы вперед. Такое компоновочное решение в сочетании с использованием балластных грузов, размещаемых чаще всего спереди трактора, позволяет обеспечить его требуемые тягово-сцепные свойства при агрегатировании с орудиями. Однако, поскольку трактор работает с широким диапазоном нагрузок, при смене орудия с высоким тяговым сопротивлением, к примеру, на прицеп с низким сопротивлением возникает необходимость и регулировки массы балласта. На практике такая регулировка зачастую не осуществляется, т.е. один раз установленный передний балласт используется в течение всего срока эксплуатации машины, ухудшая ее топливную экономичность и не обеспечивая оптимальные тягово-сцепные свойства. В связи с этим важной представляется задача поиска решений, которые бы позволили устранить необходимость регулировки массы балласта в зависимости от крюковой нагрузки. Для этого в статье рассмотрена схема балластирования гусеничного трактора при приложении силы тяги под положительным углом. Также для трактора Challenger MT865B при ряде допущений о его геометрических параметрах была построена расчетная зависимость коэффициента балластирования от коэффициента использования сцепного веса и угла приложения силы тяги. Анализ зависимости позволил прийти к выводу о возможности обеспечения совпадения центра давления с серединой опорной поверхности трактора на всем диапазоне его нагрузок при неизменных значениях коэффициента балластирования и угла приложения силы тяги. Для расчета данных оптимальных значений указанных параметров в работе представлены соответствующие формулы.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):34-39
34-39
Об унификации некоторых терминов и понятий, применяемых при изучении наземных транспортно-технологических средств
Аннотация
На основе анализа терминологии, применяемой в учебниках, монографиях и статьях, относящихся к вопросам теории, конструирования и расчета автомобилей, тракторов, колесных и гусеничных транспортно-тяговых машин, предлагаются единые термины и понятия, наиболее часто употребляемые в указанных выше дисциплинах и относящихся к ним технических документах для описания аналогичных явлений или процессов. Анализируются такие понятия, как коэффициент сцепления, сила тяги по сцеплению, сцепной вес машины, коэффициент сцепного веса, удельная сила тяги, удельная крюковая нагрузка, коэффициент сопротивления прямолинейному движению машины, коэффициент сопротивления поверхности пути, сила тяги машины, свободная мощность двигателя, потери мощности двигателя, связанные с его обслуживанием, параметр поворота гусеничного трактора и силовой фактор поворота. В различных литературных источниках для обозначения одних и тех же величин используются разные термины, одни и те же определения трактуются по-разному. Все это создает определенные неудобства и вносит путаницу в вопросы теории наземных транспортных средств. Необходимость такой унификации приобретает особую актуальность в связи с утверждением Федерального образовательного стандарта по специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», в котором указанные выше дисциплины входят в программу подготовки специалистов, а владение соответствующей технической терминологией рассматривается на уровне компетенции. В настоящей статье даются конкретные предложения по унификации некоторых терминов и понятий, применяемых в названных выше теоретических дисциплинах. Поскольку область терминологии и определений является достаточно болезненной и деликатной, данные предложения выносятся для обсуждения их по существу специалистами.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):40-46
40-46
Силовой анализ механизмов перемещения рабочих органов почвообрабатывающих машин по заданной траектории
Аннотация
При обработке почвы в рядах многолетних насаждений рабочие органы должны перемещаться в поперечном направлении при обходе штамба. Траектория перемещения рабочих органов обусловлена требуемой защитной зоной. Необходимо соблюдать заданную траекторию перемещения рабочих органов при минимальных энергозатратах на осуществление технологического процесса обработки почвы. Перемещение рабочих органов осуществляется четырехзвенным механизмом, управляемым гидроприводом. Энергозатраты зависят от принудительного усилия, приложенного к ведущему звену механизма и сил сопротивления почвы, действующих на рабочие органы в виде распределенной нагрузки. Принудительное усилие пропорционально создаваемому давлению в гидроприводе. Энергозатраты можно уменьшить при использовании сил сопротивления почвы, действующих на рабочие органы. При определенном соотношении параметров механизма перемещения рабочие органы под действием сил сопротивления почвы стремятся в ряд многолетних насаждений и удерживаются в нем без использования гидропривода. Цель исследования: обоснование способа снижения энергозатрат на осуществление технологического процесса обработки почвы путем анализа механизмов перемещения рабочих органов. Исследованию подвергались механизмы: подъемного крана, трапецеидальный, параллелограммный и культиватора Н-7 фирмы «Холдер» с леворежущим, праворежущим и симметричным перемещением рабочих органов. Снижение энергозатрат возможно при перемещении трапецеидальным механизмом леворежущего или праворежущего, а также симметричного рабочих органов. Другие механизмы при этом характеризуются дополнительными затратами энергии. Основная часть энергии расходуется на отвод посредством гидропривода рабочих органов из ряда насаждений. Возврат леворежущего или праворежущего, а также симметричного рабочих органов в ряд осуществляется под действием сил сопротивления почвы трапецеидальным механизмом с соотношением звеньев 1:0,448:0,325:0,896:1,563.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):47-54
47-54
Классификация и синтез трехпоточных вально-планетарных коробок передач
Аннотация
В трансмиссиях грузовых автомобилей, сельскохозяйственных машин и тракторов применяются коробки передач с планетарным делителем и/или дополнительным редуктором, который в зависимости от условий движения машины понижает скорость вращения или работает на прямой передаче. Делитель и дополнительный редуктор предназначены для ступенчатого изменения диапазонов основной 3- или 4-ступенчатой коробки передач, состоящей из передач с неподвижными осями, что позволяет в 4 раза увеличить число реализуемых ступеней. Если планетарный механизм будет работать в режиме дифференциала, это позволит дополнительно увеличить число ступеней в комбинированных вально-планетарных коробках передач и, соответственно, число рабочих режимов трактора. В результате основная коробка передач, состоящая из механизмов с неподвижными осями зубчатых колес, может работать как отдельно - при однопоточном режиме работы планетарного механизма (редуктор или в режиме прямой передачи), так и в двухпоточном режиме - параллельно с другими рядовыми передачами при работе планетарного механизма в качестве дифференциала. При использовании двух планетарных механизмов, работающих в режиме дифференциала, увеличивается число параллельных потоков мощности до трех, что позволяет дополнительно улучшить функциональные и энергетические возможности многопоточных коробок передач. Целью статьи является анализ схем коробок передач, состоящих из трех наборов передач с неподвижными осями зубчатых колес и двух дифференциальных механизмов, образующих три параллельных потока передачи мощности. Приводится классификация возможных структурных схем трехпоточных коробок передач, получено общее выражение для расчета числа ступеней трехпоточной коробки. Описывается методика синтеза кинематических схем трехпоточных вально-планетарных коробок передач, с использованием которой для каждой возможной структуры получены новые схемы коробок передач, отличающиеся использованием простых механизмов, высоким КПД и малым числом элементов управления.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):55-67
55-67
Вероятностно-статистический метод определения эргономических допусков машинно-тракторных агрегатов с газотурбинным двигателем
Аннотация
Обоснование и использование допусков на эргономические параметры обеспечивает безопасность и улучшает условия и охрану труда операторов машинно-тракторных агрегатов. Предметом исследования является разработка математических моделей для определения эргономических параметров машинно-тракторных агрегатов с газотурбинными двигателями. Целью исследований является разработка вероятностно-статистического метода определения эргономических допусков машинно-тракторных агрегатов, оснащенных газотурбинными двигателями. Новизна исследований заключается в разработанных математических моделях и алгоритме расчета допусков на эргономические параметры машинно-тракторных агрегатов с газотурбинными двигателями. Предложенный метод разработан на основе системного анализа и методах сбора и обработки информации, математического моделирования. При этом также использовались государственные стандарты ГОСТ 26387-8, ГОСТ Р ИСО 15005-2012, ГОСТ Р ИСО 15534-1-2009. Эргономические параметры машинно-тракторных агрегатов разделены на следующие основные группы: антропометрические, гигиенические, физиологические и психологические. В качестве основных количественных характеристик допусков на эргономические параметры машинно-тракторных агрегатов определены: установочные допуски на уровень настройки, установочные допуски на точность настройки и контрольные допуски. Предложенные метод и алгоритм расчета позволяют с вероятностью 0,95 прогнозировать оптимальные значения эргономических допусков машинно-тракторных агрегатов. В качестве примера в статье приведены примеры расчета допусков температуры на рабочем месте механизатора машинно-тракторного агрегата с газотурбинным двигателем ГТД-350Т. Установлено, что оптимальное значение установочного допуска на уровень настройки температуры на рабочем месте механизатора равно 20±1 °C, а установочного допуска на точность настройки - ±0,7 °C. Установленные эргономические допуски и вероятностно-статистический метод их определения предназначены для обоснования, непрерывного контроля и оценки эргономических параметров, обеспечивающих безопасность и улучшение условий и охраны труда оператора машинно-тракторных агрегатов с газотурбинным двигателем. Предложенный вероятностно-статистический метод обеспечивает определение и оптимизацию эргономических параметров машинно-тракторных агрегатов с газотурбинным двигателем с учетом вероятностного характера их изменения в конкретных условиях их эксплуатации.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):68-73
68-73
Влияние модификаторов на сохраняемость резинотехнических изделий сельскохозяйственной техники
Аннотация
Целью исследования является определение эффективности применения различных модификаторов для повышения устойчивости резинотехнических изделий к воздействию озона, содержащегося в воздухе, при длительном хранении сельскохозяйственной техники на открытых площадках в межсезонный период. Задачей исследования является определение защитных свойств модифика-торов резины в условиях разрушительного воздействия озона. Экспериментальные исследования проводились в озонной камере OMS-1 с использованием стандартных методик. Озонное старение проводилось последовательно в три этапа, соответственно, при растяжении образцов на 20, 30, 50 %, продолжительность каждого этапа эксперимента составляла 6 часов. После каждого этапа испытаний осуществлялся визуальный осмотр образцов. Способность деформированного образца сопротивляться разрушающему воздействию озона определялась по времени появления на поверхности образца первых трещин, видимых невооруженным глазом. Результаты полученных в ходе проведения эксперимента данных показали, что введение в резину марки НО-68-1Б-1 (из каучука БНКС-18А) модификаторов «Кубовые остатки спиртов-теломеров» и «Фторпарафины» уже на первом этапе испытаний приводит к появлению сплошной сетки мелких трещин на поверхности образцов. На образцах из этой резины, подвергнутых поверхностному фторированию на последнем этапе испытаний, появляется множество краевых трещин длиной до 11 мм и глубиной до 1 мм. На образцах из резины марки 26-82-4 (из каучука СКЭПТ-50) появляются точечные трещины, причем модификация этой резины составом «Кубовые остатки спиртовтеломеров» ускоряет данный процесс. Опытные образцы из резины ИР-5-1, как модифицированные, так и подвергнутые поверхностному фторированию, выдержали испытание на озонное старение без следов разрушения. Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод о необходимости разработки новых защитных составов, исключающих разрушение резинотехнических изделий сельскохозяйственной техники в процессе длительного хранения на открытых площадках.
Тракторы и сельхозмашины. 2018;85(1):74-79
74-79