На правах рукописи ПОНУРОВСКИЙ ВИКТОР АНДРЕЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

На правах рукописи
ПОНУРОВСКИЙ ВИКТОР АНДРЕЕВИЧ
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ЗА СЧЕТ
ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ СТОЙКИ РАБОЧЕГО ОРГАНА
Специальность 05.20.01 – Технологии и средства
механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Новосибирск 2007
2
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный
аграрный университет»
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Мяленко Виктор Иванович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Беляев Владимир Иванович
кандидат технических наук,
старший научный сотрудник
Пыльник Петр Андреевич
Ведущая организация:
ГНУ «Сибирский научно-исследовательский
институт механизации и электрификации
сельского хозяйства СО Россельхозакадемии"
(СибИМЭ)
Защита диссертации состоится 1 ноября в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.01 при ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» по адресу: 630039, г. Новосибирск,
ул. Добролюбова, 160.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»
Автореферат разослан «28» сентября 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Гуськов Ю.А.
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одним из путей повышения эффективности
производства сельскохозяйственной продукции является снижение затрат
энергии и материалов на проведение основной обработки почвы. Основная обработка почвы - наиболее энергоемкая и трудоемкая операция при
возделывании сельскохозяйственных культур, является самым распространенным способом воздействия на почву с целью создания условий,
наиболее благоприятных для произрастания культурных растений.
В настоящее время в Новосибирской области при производстве
продукции растениеводства на нефтепродукты тратится около 1 млрд
рублей, из которых до 40% составляют затраты на проведение обработки
почвы.
При выполнении технологического процесса вспашки рабочие органы орудий для основной обработки почвы подвергаются силовому
нагружению, по величине значительно превышающему силовое нагружение рабочих органов других почвообрабатывающих орудий. Поэтому к
прочности отдельных деталей рабочих органов орудий для основной обработки почвы предъявляются особые требования.
Значительное снижение затрат материалов и энергии на проведение обработки почвы достигается при создании деталей с учетом характера и величин реальных сил, действующих на них со стороны почвы,
изменения взаимного расположения деталей.
Диссертационная работа выполнена по теме НИР НГАУ «Разработка новых конструкций рабочих органов почвообрабатывающих орудий для реализации интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур» (номер государственной регистрации 0190.0
067028).
Цель исследований: повышение эффективности обработки почвы
за счет снижения тягового сопротивления и уменьшения металлоемкости
рабочих органов почвообрабатывающих орудий.
Объект исследований: процесс силового нагружения стойки рабочего органа плуга при выполнении вспашки.
Предмет исследования: закономерности изменения силового
нагружения стойки рабочего органа от её конструктивных параметров,
глубины и скорости обработки почвы.
Научная новизна работы. Получены зависимости силового
нагружения стойки рабочего органа от координат расположения относительно лемешно-отвальной поверхности, обоснованы оптимальные координаты, обеспечивающие минимальное нагружение стойки при его максимальном нагружении. Получены зависимости тягового сопротивления,
амплитуды и частоты колебаний рабочего органа от конструкционной
жесткости стойки.
Практическая значимость. Разработана методика расчета рациональных конструктивных параметров стойки плужного корпуса, которая
4
может быть использована конструкторскими бюро при разработке орудий
для основной обработки почвы. Реализация результатов исследований
обеспечивает снижение тягового сопротивления рабочих органов плуга
на 12-15%, массы плужного корпуса на 18-20%, снижение расхода топлива на 11-13%. Использование стендов для ускоренных испытаний рабочих органов почвообрабатывающих орудий, позволяет сократить сроки
ресурсных испытаний с 5 лет в условиях реальной эксплуатации до 3 месяцев на лабораторном стенде.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ОАО «Агро» Кемеровской области.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на
научно-практических конференциях Новосибирского государственного
аграрного университета в 2001-2003 гг. В полном объеме диссертация
доложена и одобрена на научно-практическом семинаре Инженерного
института Новосибирского государственного аграрного университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 авторских свидетельства на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
пяти глав, выводов, списка литературы (137 источников), приложения и
содержит 145 страниц, включая 55 рисунков и 7 таблиц.
Содержание работы
Введение включает в себя обоснование актуальности темы диссертации, цель исследований, научную новизну и основные положения работы.
В первой главе дан анализ основных физико-механических
свойств почв, способов основной обработки почвы, направлений повышения технического уровня почвообрабатывающих орудий. Приведены
направления исследований по совершенствованию конструктивных параметров стоек рабочих органов для основной обработки почвы.
Обоснованию конструктивных параметров рабочих органов, исследованию процессов, происходящих в почве при её обработке, посвящены
работы
В.П.Горячкина,
В.В.Бледных,
Е.П.Огрызкова,
П.Н.Бурченко,
Л.В.Гячева,
В.А.Желиговского,
А.И.Любимова,
И.М.Панова, Н.Д.Подскребко, В.А.Сакуна, Г.Н.Синеокова и др.
Исследованию и совершенствованию конструкций почвообрабатывающих орудий, рабочих органов и их отдельных деталей посвящены
работы В.И.Мяленко, Л.Д.Тураева, А.И.Чебана, П.А.Пыльника,
В.А.Мухина, В.И.Корешкова и др.
Однако, несмотря на большое количество исследований и значительный прогресс, достигнутый в совершенствовании конструкций орудий для основной обработки почвы, в основном работы посвящены исследованию конструкций орудий и рабочих органов в целом. При совер-
5
шенствовании отдельных деталей рабочих органов рассматривались в
основном почворежущие детали (лемех и др.) и детали, взаимодействующие с почвой (полевая доска, отвал). При этом не уделялось внимание
исследованию деталей, определяющих положение почворежущих деталей. В работах Л.Д.Тураева произведен расчет стойки на прочность и
сделаны выводы о возможности снижения силового нагружения стойки
плужного корпуса за счет изменения её расположения. В работах
И.М.Панова и Г.Н.Синеокова указывается на неудачное расположение
стойки плужного корпуса относительно лемешно-отвальной поверхности.
В конструкциях отечественных и импортных плугов в основном используются стойки сплошного прямоугольного сечения.
Выпускаемые промышленностью стойки не отвечают современным требованиям металлоемкости. Детали, служащие для закрепления
основных почворежущих деталей, занимают более половины массы рабочего органа. Профиль и размеры стоек рабочих органов плуга выбраны
исходя из требований технологии изготовления. Координаты расположения стойки плужного корпуса выбраны без учета реальных сил, действующих на лемешно-отвальную поверхность. Недостаточно исследовано
влияние конструктивной жесткости стоек рабочих органов на тяговое
сопротивление плуга.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
- установить влияние координат расположения стойки на её силовое нагружение и обосновать их оптимальное значение;
- выявить закономерности влияния конструктивных параметров
стойки на тяговое сопротивление рабочего органа, частоту и амплитуду
колебаний;
- разработать методику определения рациональных конструктивных параметров различных профилей стойки с учетом величины и характера силового нагружения рабочего органа.
Во второй главе приведены силовые характеристики нагружения
плужного корпуса, лемешно-отвальной поверхности, полевой доски в
зависимости от глубины и скорости обработки. На основе данных исследований Л.Д.Тураева получены аналитические зависимости силового
нагружения стойки от координат расположения относительно лемешноотвальной поверхности и обоснованы их оптимальные значения.
Для определения силового нагружения стойки в произвольной точке «С» (Рис.1) рассчитаем величины моментов по формулам:
Mcx= Mox-Poz Y+Poy Z ;
Mcy=-Moy+Pox Z+Poz X ;
(1)
Mcz=-Moz-Pox У-Poy X ,
где: Mcx, Mcy, Mcz - оставляющие момента Мс, действующего на стойку в
сечении с центром в точке «С»;
6
Х=Xo-Xc; У=Уo-Уc; Z=Zo-Zc - разница координат точки встречи
оси динамического винта с лемешно-отвальной поверхностью и координат точки «С».
Из анализа зависимостей (1) величин моментов от координат точки
приведения «С» следует, что снижение силового нагружения стойки достижимо при изменении координаты «У» расположения стойки. Оптимальную координату определим, задав Mcz =0. Получаем:
Уc=Уo+[Moz-Poy(Xc-Xo)]/Pox.
(2)
Z,см
С
Zс
Zо
Уо
У,см
У
с
С
Х,см
Хс
Хо
У,см
Уо
Ус
Рис.1. Расчетная схема влияния координат расположения
точки «С» на величины моментов, действующих в сечении стойки
Расчеты с использованием экспериментальных данных показывают, что при критическом нагружении (работа в закрытой борозде) оптимальным является значения координаты У=0,12-0,15м.
Влияние конструкционной жесткости стойки на тяговое сопротивление рабочего органа. Движение двугранного клина в почве рассматривается как равномерное и прямолинейное. При этом его продвижению в почве препятствуют следующие силы: сопротивление почвы
проникновению в неё лезвия клина Rл, сопротивление почвы деформации,
производимой рабочей поверхностью клина Rд, инерция пласта F, масса
7
Pxmax
Rлх
RFx RGx
Rдх
пласта G и силы трения, возникающие на рабочей поверхности клина Т
(Рис.2):
Рх=Rлх+Rдх+RFx+RGx ,
(3)
где: Рх - тяговое сопротивление клина, Н;
Rлх, Rдх, RGx, RFx -горизонтальные составляющие сил сопротивления
движению клина в почве, Н.
Считается, что при движении клина в однородной почве с постоянной скоростью V слагаемые Rлх, RFx, RGx имеют постоянное значение, и
лишь величина составляющей Rдх периодически меняется от нуля до максимального значения (см.рис.2.). Сила Rдх является равнодействующей
элементарных касательных и нормальных напряжений, приводящих к
сдвигу или отрыву части пласта от основной его части.
Рис.2. Составляющие тягового сопротивления двугранного клина
Если крепление клина обладает некоторой жесткостью Екл, нагружение почвенного пласта сопровождается деформацией и накоплением в
креплении клина потенциальной энергии. После разрушения почвенного
пласта потенциальная энергия деформации крепления клина переходит в
кинетическую энергию и расходуется на деформацию и разрушение следующего участка почвенного пласта. При дальнейшем движении клина
нагружение пласта происходит с меньшей скоростью, чем при жестком
креплении клина, потому что сопровождается деформацией крепления.
Вследствие снижения прочности пласта после удара при последующем нагружении почвы клином разрушение почвенного пласта произойдет, когда клин пройдет некоторое расстояние пр/ . При этом на деформацию и разрушение почвенного пласта будет затрачено энергии:
Uупр=Rд/(пр/ +fд)/2
(4)
где: Uупр - энергия, затрачиваемая на деформацию и разрушение почвенного пласта клином с креплением некоторой жесткости, Дж;
пр/ - предельное перемещение клина, приводящее к разрушению
почвенного пласта после удара, м ;
Rд/ - усилие, затрачиваемое на деформацию и разрушение пласта
клином, имеющим крепление некоторой жесткости, Н;
8
fд - деформация крепления клина от действия усилия Rд/, м..
Px
εпр
Р\х
fд
ε/пр
Рис.3. Разрушение почвенного пласта при жестком и упругом креплении
клина
Тогда, исходя из предположения, что на разрушение почвенного
пласта клином требуется постоянное количество энергии, получаем:
(пр/)2+пр/fд-(пр)2=0,
(5)

пр/=пр 1  f д2 / 4 п2р

  


приняв: 1  f д2 / 4 п2р 



 
1/ 2

 f д / 2 п р  ,

 
(6)

 f д / 2 п р  =Кд,

(7)
1/ 2
пр/=пр*Кд
 
обозначим fд/пр= получим:
Кд=(1+2/4)1/2-/2
(8)
где: Кд - динамический коэффициент, показывающий эффект снижения составляющей Rд тягового сопротивления при упругом креплении
клина.
С учетом масс соударяющихся клина и пласта динамический коэффициент Кд равен:
Кд=[1+2(1-N)2/4] 1/2-(1-N)/2
(9)
э
где: N= mпл* m кл /( mпл+ mэкл)2 ;
mэкл - эффективная масса клина, кг;
mпл - масса ударяемого пласта, кг ;
 - некоторый коэффициент приведения, учитывающий, что после
соударения с клином только часть почвенного пласта будет двигаться со скоростью V.
При учете масс соударяющихся клина и пласта при разрушении
клином на упругом креплении динамический коэффициент Кд снижается
(Рис.4).
9
Рис.4. Изменение Кд от :
без учета масс пласта и клина;
с учетом масс пласта и клина
Обоснование конструктивных параметров профилей стойки рабочего органа. При работе в произвольном сечении стойки действуют
шесть силовых факторов: два изгибающих момента Мсх и Мсу, крутящий
момент Мcz, два поперечных усилия Рох и Роу , нормальное усилие Рoz.
Расчеты на прочность показывают, что значения напряжений в различных
сечениях определяются величинами изгибающих моментов Мсх и Мсу,
крутящего момента Мcz. Нормальные напряжения от действия составляющей Рoz составляют менее 0,5% нормальных напряжений от действия
изгибающих моментов. Касательные напряжения от действия составляющих Рох и Роу составляют не более 3% максимума касательных напряжений от действия крутящего момента Мcz. Поэтому при расчете рациональных сечений профиль рассчитывался на косой изгиб с кручением.
Обоснование конструктивных параметров сечений различных профилей стойки проводится с целью снижения массы стойки рабочего органа, т.е. уменьшения площади сечения стойки F сеч
min.
Зависимости величин осевых моментов Wx и Wу , момента сопротивления при кручении Wk рассчитывались при постоянной площади сечения F и толщине стенки сечения .
Главное условие оптимизации: Wy  max;
при F=const; =const.
Подбор рациональных сечений в конкретных случаях проводился
при обеспечении минимальной площади сечения, с соблюдением следующих ограничивающих условий:
Wyi  [Wyi] ;
Wхi  Mcxi/(Mcyi Wyi);
Wki  [Wki],
(10)
i
i
i
где: Wх ; Wy ; Wk - моменты сопротивления i-го сечения стойки;
Mcxi; Mcyi - изгибающие моменты, действующие в i-м сечении стой
ки;
10
[Wyi]; [Wki] - допускаемые величины моментов сопротивления в i-м
сечении стойки.
Значительное повышение моментов сопротивления сечений достигается при снижении толщины стенок. Ограничивающим условием толщины стенок является сохранение устойчивости сечения.
Площади сечения замкнутых профилей стоек на 20% меньше площади стандартной прямоугольной стойки. Однако кроме трудностей с
изготовлением стоек предлагаемой формы сечений возникают проблемы
с креплением стойки к башмаку и к раме. Кроме того, предлагаемые замкнутые профили обладают высокой жесткостью.
Для снижения тягового сопротивления плужного корпуса необходим профиль с высокой жесткостью от изгиба стойки силой тягового сопротивления рабочего органа и низкой жесткостью на кручение. Такими
свойствами обладают разомкнутые и Т-образные профили. Обладая высоким моментом сопротивления Wyi , эти профили имеют низкие моменты сопротивления на поперечный изгиб Wхi и на кручение Wki.
В третьей главе представлены программа и методика экспериментальных исследований. Программа экспериментальных исследований
предусматривает решение следующих вопросов:
- разработать и изготовить тензометрические стойки, позволяющие
определить величины моментов, действующих на стойку;
- выявить влияние конструкционной жесткости стойки на тяговое сопротивление, частоту и амплитуду колебаний рабочего органа;
- определить влияние координат расположения стойки на её силовое
нагружение при работе плужного корпуса с полевой доской;
- разработать стенд для ускоренных испытаний на надежность рабочих
органов орудий для основной обработки почвы.
Для экспериментального исследования была разработана и изготовлена установка, позволяющая в полевых условиях определять изменение моментов, действующих на стойку при изменении координат её расположения относительно лемешно-отвальной поверхности.
Для проведения экспериментальных исследований влияния конструкционной жесткости на тяговое сопротивление, частоту и амплитуду
колебаний рабочего органа был изготовлен комплект тензостоек, имеющих различную конструкционную жесткость.
В этой главе указаны приборы и оборудование, используемые при
проведении эксперимента, план эксперимента, методики проведения и
обработки результатов эксперимента, методика оценки точности измерений.
Экспериментальные исследования проведены на полях учхоза «Тулинское» Новосибирского ГАУ.
Разработаны конструкции стендов для ускоренных испытаний
на надежность рабочих органов орудий для основной обработки почвы.
11
Испытания рабочих органов почвообрабатывающих орудий проводятся с
имитацией реальных режимов нагружения. Процесс, моделирующий реальный процесс нагружения рабочего органа задается в соответствии со
статистическими характеристиками, полученными в результате эксперимента. Для имитации на стенде реального нагружения рабочий орган
устанавливается на стенде и закрепляется аналогично креплению рабочего органа к раме плуга. На лемешно-отвальную поверхность рабочего
органа и на полевую доску прикладываются пространственная система
сил, моделирующая статическую составляющую сил действующих на
рабочий орган. Динамическая составляющая нагружения (частота и амплитуда нагружения) задается пневматическим мембранным вибровозбудителем.
Для оценки соответствия режимов нагружения при проведении
стендовых испытаний реальному нагружению, на стойку испытываемого
рабочего органа наклеиваются датчики в тех же местах, что и при исследовании эксплуатационного нагружения рабочего органа. Степень соответствия реальному нагружению рабочего органа (по амплитуде, частоте,
характеру распределения и его статистическим характеристикам) служит
основой для оценки правильности и корректировки режимов нагружения
рабочего органа при проведении ускоренных испытаний.
Конструкции стендов защищены авторскими свидетельствами
(а.с.№1451575, а.с.№1423922, а.с.№1555629).
Результаты экспериментальных исследований. В главе изложены результаты экспериментальных исследований. Исследования проводились на среднесуглинистых почвах твердостью Т=2,0-2,2 МПа, при
влажности W=16-18%, по стерне зерновых культур.
Получены экспериментальные зависимости моментов, действующих на стойку плужного корпуса при работе с полевой доской, от
координат её расположения относительно лемешно-отвальной поверхности, глубины и скорости обработки. Установка полевой доски приводит к
изменению направлений моментов Mcx, Mcz, действующих на стойку
плужного корпуса.
Экспериментальные зависимости величин моментов, действующих на стойку рабочего органа, от координаты «Х»:
Mcx = -1305,7Х + 757,9; Mcу = -1402,6Х – 665,4; Mcz = 467,9Х + 60,0;
Мсумм=1398,2Х + 708,8
(11)
При увеличении координаты «Х» расположения стойки происходит
увеличение величин моментов Mcу и Mcz при снижении величины момента Mcx. При этом происходит увеличение значения момента Мсумм, т.е.
увеличение силового нагружения стойки плужного корпуса.
12
Рис.5. Изменение моментов Мсх (
), Мсу (
), Мсz(
Мсумм (
) и в зависимости от координаты Х
)
Экспериментальные зависимости величин моментов, действующих на стойку рабочего органа, от координаты «У»:
Mcx = - 684,1У + 232,7; Mcу = -2237У -1456,8;
(12)
Mcz = 3211,0У + 23,3; Мсумм = 442653У2 – 59019У + 3256.
Рис.6. Изменение моментов Мсх (
), Мсу(
), Мсz(
)
и Мсумм (
) в зависимости от координаты У (при а=0,30м)
При изменении координаты «У» наблюдается увеличение величины момента Mcx при снижении величин моментов Mcy, Mcz. При работе
плужного корпуса с полевой доской минимальное значение нагружения
стойки наблюдается при значении координаты У=0,06-0,07м. (Рис.6).
13
Экспериментальные зависимости величин моментов, действующих
на стойку, от глубины обработки почвы «а»:
Mcx = 273,7а + 70,2; Mcу = -7478,0а + 484,5;
(13)
Mcz = 1074,7а - 4,9.
При увеличении глубины обработки от 0,20 до 0,30м происходит
значительное увеличение величины момента Мсу (от 1050 до 1770 Нм)
при незначительном увеличении моментов Мсх и Мсz.
Экспериментальные зависимости величин моментов, действующих
на стойку рабочего органа, от скорости обработки «V»:
Mcx = 12,6V + 45,7; Mcу = -39,2V - 884,4; Mcz = -19,9V + 359,5. (14)
Повышение скорости обработки от 1,6 до 2,5 м\с приводит к увеличению значений моментов Мсх и Мсу, при снижении величины момента
Мсz.
Результаты экспериментальных исследований влияния конструкционной жесткости стойки на тяговое сопротивление рабочего
органа, частоту и амплитуду колебаний.
Для оценки тягового сопротивления рабочего органа производилось измерение величины момента Му, действующего на стойки,
имеющие различную жесткость, при различных условиях работы почвообрабатывающего орудия.
Получены следующие экспериментальные зависимости изгибающего момента Му от относительной конструкционной жесткости стойки
при глубинах обработки почвы 0,20, 0,25 и 0,30м на скоростях обработки
V= 1,6-2,5 м\с (рис.7.):
Му = 3997,5х + 1516,9 (при а=0,20м); Му = 5096,6х + 3132,6 (при
а=0,25м); Му = 7937,3х + 2373,7 (при а=0,30м).
(15)
Рис.7. Изменение момента Му в зависимости от жесткости стойки:
При а=0,20м;
при а=0,25м;
при а=0,30м.
Экспериментально исследовано влияние конструкционной жесткости на частоту и амплитуду колебаний рабочего органа при различных
глубинах и скоростях обработки почвы.
14
Получены следующие экспериментальные зависимости амплитуды
колебаний стойки «А» от её конструкционной жесткости при глубинах
обработки почвы 0,20, 0,25 и 0,30м на скоростях обработки V= 1,6-2,5 м\с
(рис.8.):
А = -0,84х + 2,24 (при а=0,20м); А = -0,85х + 2,53 (при а=0,25м);
А = -0,79х + 2,65 (при а=0,30м).
(16)
Рис.8. Изменение амплитуды «А» в зависимости от жесткости стойки
при а=0,20м;
при а=0,25м;
при а=0,30м.
При увеличении конструкционной жесткости стойки происходит
пропорциональное снижение частоты колебаний рабочего органа, при
этом частота колебаний практически не зависит от глубины обработки
почвы (рис.9).
Рис.9. Изменение частоты колебаний «А» в зависимости от жесткости
стойки:
при а=0,20м;
при а=0,25м;
при а=0,30м
Получены следующие экспериментальные зависимости частоты
колебаний стойки «Ч» от её конструкционной жесткости при глубинах
15
обработки почвы 0,20, 0,25 и 0,30м на скоростях обработки V= 1,6-2,5
м\с:
Ч = -1,95х + 4,73 (при а=0,20м); Ч = -2,31х + 5,18 (при а=0,25м); (17)
Ч = -1,87х + 4,62 (при а=0,30м).
Полученные эмпирические зависимости силового нагружения
стойки рабочего органа от координат её расположения относительно рабочей поверхности, конструкционной жесткости, скорости движения орудия и глубины обработки можно использовать при проектировании деталей рабочих органов.
Рис. 10. Сварная стойка (вид сзади)
С учетом полученных результатов исследований разработана стойка плужного корпуса с профилем, обеспечивающим снижение тягового
сопротивления и металлоемкости рабочего органа. Для проверки работоспособности был изготовлен образец плужного корпуса с разработанной
стойкой (рис.10.).
Испытания показали работоспособность разработанной конструкции рабочего органа при различных режимах работы.
Общие выводы
1. В результате анализа способов обработки почвы выявлено, что
при современном уровне развития техники и технологий основная обработка почвы остается распространенным способом создания благоприятных условий для произрастания культурных растений. При этом основная
обработка почвы является самой энергоемкой операцией при производстве продукции растениеводства. Установлено, что повышение эффективности основной обработки почвы достигается за счет выбора рациональных конструктивных параметров стоек рабочих органов с учетом
величин и характера реальных сил, действующих на рабочие поверхности.
2. Теоретически обоснованы оптимальные координаты положения
стойки относительно лемешно-отвальной поверхности, при максималь-
16
ном нагружении плужного корпуса (при работе в закрытой борозде).
Установлено, что минимальное нагружение стойки плужного корпуса
обеспечивается при значении координаты У=0,12-0,15м. Увеличение значения координаты Х приводит к увеличению силового нагружения стойки
плужного корпуса. Экспериментально установлено влияние координат
положения стойки относительно лемешно-отвальной поверхности на её
силовое нагружение при работе плужного корпуса с полевой доской, при
этом нагружение стойки ниже, чем при максимальном.
3. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено
влияние конструкционной жесткости стойки на тяговое сопротивление
рабочего органа. Достигается снижение тягового сопротивления рабочего
органа на 12-15%, при этом частично вследствие снижения давления на
полевую доску плужного корпуса.
4. Получены следующие закономерности при снижении относительной конструкционной жесткости стоек в 2 раза:
- частота колебаний увеличивается с 1,8 до 3,2 Гц, и не зависит от
глубины обработки почвы;
- амплитуда колебаний увеличивается на 25% независимо от глубины обработки почвы;
- на 40% уменьшается момент Му , действующий на стойку.
5. С учетом результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика выбора рациональных конструктивных
параметров стоек рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Расчетная методика применима для различных почвообрабатывающих орудий по технологическим назначениям и режимам эксплуатации
6. Разработаны конструкции стендов для ускоренных испытаний на
надежность рабочих органов почвообрабатывающих орудий, обеспечивающие определение ресурса рабочего органа в целом, использование
которых позволяет сократить сроки ресурсных испытаний с 5 лет в условиях реальной эксплуатации до 3 месяцев на лабораторном стенде.
7. Экономический эффект достигается за счет снижения тягового
сопротивления рабочих органов плуга на 12-15 % и снижения металлоемкости плугов на 7-8%. Снижение тягового сопротивления на 15%
уменьшает энергозатраты на выполнение вспашки на 13%, что дает снижение затрат на вспашку на 40 руб\га.
17
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Мяленко В.И. Исследование влияния жесткости стойки на тяговое сопротивление рабочего органа / В.И.Мяленко, В.А.Понуровский //
Вестник РАЕН (ЗСО). – 2006. – Вып.8.- С. 34-37.
2. Понуровский В.А. Зависимость тягового сопротивления клина от
жесткости его крепления / В.А.Понуровский // Вестник НГАУ.- Новосибирск. – 2006. - №6. С.56-58.
3. Понуровский В.А. Оценка силового нагружения стойки плужного
корпуса / В.А.Понуровский // Вестник НГАУ.- Новосибирск. – 2006. - №6.
- С.59-61.
4. Мяленко В.И. Повышение эксплуатационной надежности корпуса плуга/ В.И.Мяленко, В.А.Понуровский, В.А., А.А.Малышко // Повышение эксплуатационной надежности с.-х. техники и методы восстановления
ее работоспособного состояния : - тр. НСХИ - Новосибирск, 1989.-С.1820.
5. Понуровский В.А. Стенд для ускоренных испытаний на надежность рабочих органов почвообрабатывающих орудий / В.А.Понуровский
// Совершенствование эксплуатации с.-х. техники при производстве растениеводческой продукции в Западной Сибири: - тр. НСХИ - Новосибирск, 1988.-С.89.
6. А.с.№1451579. Стенд для испытаний рабочих органов почвообрабатывающих орудий / В.И. Мяленко, В.А. В.А.Понуровский, В.А. Головатюк(СССР). - №4205423;заявл.05.03.87;опубл. 15.01.89, Бюл№2. – 4с.
7. А.с.№1423922. Стенд для ускоренных испытаний рабочих органов почвообрабатывающих орудий на надежность / В.И. Мяленко, В.А.
Понуровский, В.А. Головатюк(СССР). - №4216812;заявл.27.03.87; опубл.
15.09.88,Бюл. №34 – 4с.
8. А.с.№1555629. Стенд для испытаний рабочих органов почвообрабатывающих орудий / В.И. Мяленко, В.А. Понуровский, А.А. Малышко(СССР). - №4418260;заявл.10.03.88; опубл. 07.04.90, Бюл.№13. – 3с.
18
19
Подписано к печати «26» сентября 2007 года.
Формат 60х84/16
Тираж 100 экз.
Заказ № 388
Отпечатано в копировальном центре ИИ НГАУ
г.Новосибирск, ул.Никитина, 147, к.206б
20