автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Совершенствование гидромеханических устройств для управления технологическим процессом при межштамбовой обработке почвы в многолетних насаждениях

шнъьош ОРДЬИА трудиоиГи красного ¿ПАЛЕН;; а^ш^лиа^аы^йцы иношт им. ¡¿.ь.^-унзй

На правах рукописи

лиыщ НИКОЛАЙ ТРОФИМ&ЬИЧ

УЖ 631.31Ь.4(0Ш.&)

иШНБШДВОЬАШЕ ГВДРШйМНИЧНСКИХ УСТРОЙСТВ да УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНШЮтЕОШ ПРСЦЕССШ пга. МЖТАИБиБОИ ОБРАБОТКЕ ГЮЧВЫ В ЬШОГиЛЬТКИХ

Специальность Ой.20.03 - "Эксплуатация,восстановление

и ремонт с.-х. техники"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НАСАЖДЕНИЯХ

Кишинев - 1950 г.

/

/

/

Работа выполнена на ка^драх "оксплуетация машинно-тракторного парка и охрана труда" и "Сельскохозяйственные машины" в Кишиневском ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственном институте им. И.Б.урунэе.

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки ССР

Молдова, лауреаг Государственной премии ССР Молдова, доктор технических наук, профессор Г.Г1.ЛоШК0

Официальные оппоненты - доктор технических наук

хэкжоа и.а.

- кандидат технических наук, доцент ШдаМРОШ И.и.

ведущая организация - украинский научно-исследовательский

институт виноградарства и виноделия им. В.Е.Таирова '

Защита состоится пЛ?Зи С^19-У/ г. в

часов на заседании Специализированного Совета Д 1<:и.14.0^ при Кишиневском ордена Трудового Красного Знамени СлИ им.¡и.О.Фрунзе по адресу: ¿277049, г. Кишинев, ул. Грибова, 44, КилЛ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кишиневского СЛИ. Автореферат разослан".

Ученый секретарь Специализированного Совета, кандидат технических наук,

профессор Л.И.ДёХТйРЬ

Аннотация

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работа обоснована технология метазтам-бовой обработки почвы в интенсивных садах и высокоштамбовых виноградниках и усовершенствованы принципиальная схема и конструкция гидромеханических устройств для управления технологическим про -цессом.

Разработаны метода исследования и получена математическая иодель процесса взаимодействия сигнального устройства со штамбом растения.

Предложена методика экспериментального исследования, позволяющая в совокупности с технологическим процессом оптимизировать конструктивные, технологические и регулировочные параметра гидромеханических устройств.

проведенные полевые испытания подтвердили ранее полученные зыводы о возможности улучшения эксплуатационных, агротехнических, технико-экономических показателей предложенной технологии обра-5отки мекатачбовых полос с применением усовершенствованных гидро-«еханических устройств садовых и виноградниковых культиватсроз ю сравнению с серийно выпускаемыми.

Автор защищает:

- технологический процесс меяштамбовой обработки почзы в штенсивных садах и высокоштамбовых виноградниках ;

- усовершенствованную схему и конструкцию гидромеханического ■стройства с плоскоповоротным гидрораспределителем для управления •ехнологическим процессом и методику их экспериментального иссле-.ования.

Общая характеристика работы

Актуальность темы:

Одной из основных причин низкого уровня механизации работ по производству плодов и ягод является несовершенство конструкций почвообрабатывающих машин. Серийно выпускавшиеся до недавнего времени для отих целей машины и орудия не удовлетворяют действующим агротребованиям ни по качеству и полноте обработки межштамбовых полос, ни по технико-экономическим показателям, ото в значительной степени является следствием несовершенства принципиальной схемы и конструкции гидромеханических устройств (ГМУ). Так,чрезмерно большое контактное усилие, возникающее при взаимодействии сигнальных органов щупов этих машин и орудий со штамбами, является причиной повреждения насаждений, что в совокупности с малой надежностью и сложностью восстановления узлов гидроавтоматики обус-лосливает ограничение применения такого важного агротехнического приема как механизированная обработка ыежштамбовых полос. По этой причине обработка почвы в межштамбовых полосах во многих случаях сьполняется вручную или вообще не проводится.

В связи с изложенным возникла необходимость в дополнительных углубленных исследованиях технологического процесса и конструкций существующих ГМУ, знание особенностей которых позволит путем упрощения структурных схем устройств, исключения повреждений штамбов растений, снижения энергозатрат на управление технологическим процессом, расширить зону применения, повысить надежность, производительность и экономические показатели агрегатов для ыежштамбо-бой обработки почвы в многолетних насаждениях.

Работа выполнялась по плану НИР Кишиневского СХИ,включенноыу в общесоюзную и республиканскую проблему № 7 и ведомственный план Госагропрома СССР - тема ¿^дозГау "Изыскание типовых автомати-

ческих систем управления рабочим! органами машин по уходу за садами и виноградниками на основе использования ¿инфицированная гидроаппаратуры". Работа была составной частью:

- плана НИР ГСКЕБ ПО "Одессалочвомаш" ; тема 51.131-67 к 51.132-67 "Разработка культиваторов-рыхлителей виноградников!« {РЗ-З и КРВ-4; тема 31.138-88 "Разработка семейства унифицированное культиваторов-рыхлителей для виноградников и садов с между -эядьями 4 и 5 м;

- плана НИР ГСИБ ПО "Красный Аксай" по теме 52.253-87 по модернизации садового культиватора ША-5 ;

- плана НИР СКВ НПО "Средазсельхозмаш" по теме 65.109-85 ¡-.о :озданию садового культиватора КСЛ-5.

Цель работы:

Совершенствование ГЫУ для управления технологическим процес-ом при межштамбовой обработке почвы в промышленных садах и вы-окоштамбовых виноградниках.

Объект исследования

Технологический процесс обработки почвы в ыежштамбовых поло-ах многолетних насавдений, выполняемых плоскоповоротной лапой, правление которой осуществляет ГйУ с механическими щупаки-копи-ами.

Методика исследований

Теоретическое обоснование параметров И1У выполнено с исполь-эванием законов теоретической механики о равенстве действия и зотиводействия соударяющихся тел, а также с использованием тео-гмы об изменении главного момента количества движения системы гтериальных точек в приложении к мгновенным силам.

Ь основу методики экспериментальных исследований по взаимодействию щупа со штамбом был положен принцип многократности измерений исследуемых параметров с обработкой результатов методами математической статистики. -Основные расчеты выполнялись с помощью

Г'*"«/

. " .

Научная новизна

Предложена методика экспериментального определения предельнс допустимого ударного импульса и разработана математическая модель взаимодействия сигнального устройства со штамбом растения.

Определена взаимосвязь между скоростью движения агрегата, массой щупа, кинематическим показателем и предельно допустимым ударным импульсом для различных пород плодовых растений.

Оптимизированы основные технологические и конструктивные параметры гидромеханических устройств садовых и виноградниковых культиваторов в зависимости от схемы посадки. Новизна схемных и конструкторских решений подтверждена четырьмя авторскими свидетельствами и двумя положительными решениями на предполагаемые изобретения.

Практическая ценность

Разработана более совершенная технология, позволяющая механизировать обработку почвы в межштамбовых полосах молодых садов и виноградников, начиная со второго года вегетации без повреждения штамбов. 5то создает возможность исключить более затратный метод - культивацию молодых садов перекрестным способом с ручной обработкой з; защитных зон у штамбов и исключает ручную проповку либо гербициды при возделывании плодоносящих интенсивных садов и высокоптаыбовьос виноградников.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы при разработке перспективных технологий

и конструкций семейства унифицированных культиваторов-ркхлитзлей для виноградников и интенсивных садов с междурядьями 4 и 5 м.

Реализация результатов исследований

Результаты исследований были использованы при обосновании и расчете параметров серии гидромеханических устройств типа ГУ-2 (Ш-2, ГМУ-2К, ГМУ_2М, ГНУ-3 и др.), разработанных в, СКВ Кишиневского Ш, ГСКТБ ПО "Одессапочвомст", ГОШ Ш "Красный Аксай" с участием автора.

Лабораторно-полевые опыты, проведенные на экспериментальных образцах ГМУ, подтвердили правильность основных технических решений и оптимальность выбранных параметров, определенна в результате теоретического анализа и расчетным путем.

Гидромеханические устройства для садовых и виноградниковых культиваторов прошли все этапы государственных испытаний, полностью отвечают агротехническим требованиям и рекомендованы з производство (протоколы № 17-39-84 ; 17-70-87 ; 17-84-85-87 ; 17-49-88 ; 17-24-88 ; 33-30-88 и др.). '

Промышленный Быпуск ГМУ типа ГУ-2, используемых для модернизации систем управления ранее выпущенных садовых и виноградниковых машин (ПЕВН-72000, ПРШ-П000, 2А-076, КСГ-5 и др.) освоен Орг-еЕ-ским ПРОТ (г. Оргеев) ССР Молдова, Динским опытно-механическим заводом (ст.Дшская) Краснодарского крал. Серийный выпуск виноградниковых культиваторов-рыхлителей КРВ-3 и садового культиватора КСЦ-5, оснащенных типа ГУ-2, освоен Чимишлийским ПРОТ (пгт. Чимишлия) ССР Молдова к ПО "Красный Аксай" (г. Ростов-на-Дону) в 1990 г.

-• Производство унифицированных виноградниковых и садовых культиваторов-рыхлителей КРВ-4 и КРС-5 намечено на 1991 г..ЧимиплиПс-

. .. ... 7

жшгПРОГ. В 1990 г.. проведены приемочные испытания унифицированного ку&ьтившора-рыхдктеда КРУВ-3 в ЕИР г. Пловдив

Экономический аффект» полученный ох внедрения в народное хозяйство серии предложенных ПОТ по данным ГОСКШСШа СССР, соста-вяа сдав ыадлиоь сто тринадцать тысяч рублей.

Ацробаи** работы - Основные материалы диссертационной работы докладавались:

• sa объединенной заседании секция научноутехнических советов комитета Госагропрома СССР, г. Кишинев, 1985 г. {

- на республиканской научно-производственной конференции "Оо-выпение надэхности и эффективности использования сельскохозяйственной техники при применении индустриальных технологий", г .Кишинев, 198? г.;

- ка технической совещании специалистов Госагропрома и Ыин-сельхозмаша по вопросу разработки типовых гедроавтоматических систем управления рабочими органами машин по уходу за садами и виноградниками на основе использования унифицированной гидроаппаратуры. г. Одесса, 1987 г.

Гидромеханические устройства типа ГУ-2 экспонировались: на ВДНХ СССР в 1984 г., на ВДНХ ССР Молдова в 1988 г. и на международной выставке ЕХРО'85 в г. Пловдиве (Болгария).

Публикации

По теме диссертации опубликовано восемнадцать печатных работ в том числе получено четыре авторских свидетельства и два положительных решения на предполагаемые изобретения.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения» пяти глав, общих выводов и предложений, списка литературы и приложений.

9 .

Работа изложена на "215 " страницах машинописного текста, ¡дернит "об " рисунка, " 13 " таблиц и " 18 " приложений на 58 " страницах.

Содержание работы

Во введении кратко обоснованы актуальность темы и необхо-шость создания новых более эффективных технических средств для )вышения качества и производительности процесса обработки меж-гамбовых полос в многолетних насаждениях.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследований" усмотрены существующие способы обработки почвы в межштамбовых мюсах, проведен анализ причин и степени повреждения штамбов ж системами управления, так и рабочими органами машин, отмече-) отрицательное влияние этого фактора на продуктивность и жизно-зятельность растений. Проведен обзор схемных и конструкторских гшений существующих полуавтоматических и автоматических устройств, еретических и экспериментальных исследований процесса управления вдвижными рабочими органами.

Исследованию и обоснованию параметров автоматических устройстз эсвяцены работы Э.А.Саакяна, А.Г.Кечкуашвили, В.Н.Зельцера, В.Я. эронина, Л.А.Борошка, И.Л.Скелянского, Ю.С.Яновского, Ю.А.Яцухи-1, Г.Ю.Кулиева, Н.А.Герасимова, В.А.Бондарева, Н.Г.Ковачева и др. зветских и зарубежных ученых.

Из обзора литературных источников установлено, что в сельс-зм хозяйстве нашей страны и за рубежом для упразления ввдзижнкми 1бочими органами машин используются гидромеханические устройства механическими щупами-копирами. К основным недостаткам пр1п.:е-?емых Г1;1У можно отнести:

- усилия воздействия щупов на штамбы растений, превышают зпустиыые по агротребованшш значения;

- используемые ГНУ структурно громоздки, конструктивно сложные, обладают низкой эксплуатационной надежностью;

- гидрораспроделители, применяемые в ГШ, функционально не приспособлены для выполнения ¿высокоциклического технологического процесса.

В связи с изложенный) целью диссертационной работы явилось обоснование технологии межштамбовой обработки почвы, принципиальных и конструктивных схем ГЫУ, позволяющих расширить зону их применения, повысить надежность и экономичность, улучшить качество выполнения технологического процесса без повреждения растений при работе почвообрабатывающих агрегатов в промышленных садах и вы-сокоштаыбовых виноградниках.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследований:.

- изучить рабочий процесс, выбрать научно обоснованные критерии оценки и определить величины предельно допустимых усилий при взаимодействии щупа со штамбом;

- обосновать оптимальную схему устройства и конструктивные параметры гидромеханической системы управления выдвижными рабочи-).'и органами машин;

- разработать конструкции гидромеханических устройств, удовлетворявших агротребсваниям и позволяющих расширить зону их применения, повысить надежность и экономичность агрегатов для межштамбовой обработки почвы;

- дать оценку агротехнических показателей работы почвообра-батъ-вающих машин, оборудованных предложенными ГЫУ, при испытании усовершенствованных агрегатов в сравнении с существующими;

- определить экономическую эффективность применения почвооб-рабатывеащих машин в многолетних насаждениях, оборудованных предложенными ШУ.

Во второй глайе "Анализ взаимодействия щупа со штамбом и обоснование структурных схем гидромеханических устройств" теоретически установлено, что процесс взаимодействия щупа со штамбом характеризуется суммой статических и динамических сил, обусловливающих возможность повреждения штамба. Основным условием укеньше-ния статической составляющей является уменьшение усилий переключения золотника распределителя и пружины возврата щупа, а динамической - уменьшением кинетической энергии щупа (рис. I.I).

В качестве меры кинетической энергии принят ударный им-'льс Jj

( ) .

гзиг)-зм&:'

где -??г - масса щупа, кг;

- масса штамба, кг ;

- скорость движения агрегата, м *

- длина щупа, м /

- расстояние от оси поворота щупа до точки встречи со штамбом,м *

- расстояние от оси поворота щупа до точки крейления возвратной прушшы, м '

При условии, что М ^ П1.

Ои -

(I)

■??г М ' 1Г L

е

е,

(2)

Рис. I. Схема сил, действующих в момент удара щупа о штемб: 1-штаыб ; 2-щуп; 3-шарнирная опора; 4-возвратная пружина

. .Выражения (I) и (2) дозволяют аналитически оценить влияние динамических и кинематических характеристик сигнального устройства на величину ударного импульса-. Исходя из физической сущности процесса удара, реакции опоры Я, и Яг и силу р , предварител! ного нагружения щупа пружиной не учитывали.

В цолях обеспечения возможности оптимизации параметров сигнального устройства для уменьшения абсолютной величины ударного импульса, разработаны более перспективная структурная (рис. 2) и на её основе кинематическая (рис. 3) схемы П1У.

Рис. 2. Структурная схема ГМУ:

1-препятствие ; 2-интегрирущий элемент; 3-источник питания;

4-гидроцилшадр ; 5-нагрузка ; 6-рабочий орган

Поставленная цель достигается путем интеграции в блоке сравнения функций элемента настройки, распределителя, механизма привода золотника, прямой и обратной связи между чувствительным элементом, сигнальным устройством и рабочим органом, что позволя ет сократить количество и улучшить геометрические параметры ки-

ематических звеньев, уменьшить их массу. При этом интегрирующее вено (блок сравнения) является динамическим элементом ГНУ, 0су-ествляицим жесткую взаимосвязь сигнального устройства и испол-ительного элемента.

Рис. 3. Кинематическая схема П1У садового культиватора:

1-рама; 2-рабочий орган ; 3-вертикальная ось ; 4-гидроцилиндр ;

5-рычаг ; 6-гидрораспределктель ; 7-щуп ; 8-шток гидроцилиндра ;

9-золотник ; Ю-возвратная пружина; П-штамб растения.

Предложенная кинематическая схэма позволяет реализовать ■руктурную схему посредством установки корпуса гидрораспредели-1ля 6 на поворотной оси 3 рабочего органа 2 и установкой щупа 7 I оси золотника 9, & также закрепления пружины Ю возврата щупа . корпусе гидрораспределителя. Зависимость положения (рис. 2) воротной лапы () и щупа () во времени ( ) можно внра-:ть:

13

Кп.е.

где К„ е ~ коэффициенты прямой и обратной связи.

При

(4)

коэффициент "К" будет выражать закон слежения:

Значение "К" в ПДУ данного типа приближается к единице, что должно обеспечивать устойчивость системы управления, а значит, и высокое качество выполнения технологического процесса.

Учитнвая производственную необходимость и особенности протекания технологического процесса по обработке иежштаыбовых полос в виноградниках, разработана принципиальная схема ОДУ виног-радаикового культиватора (рис. 4).

Рис. 4. Принципиальная схема ОДУ виноградникового культиватора:

1-вертикальный шарнир г, 2,4-кривошипы ; 3-соединительное звено ; 5-золотник гидрораспределителя ; 6-корпус гидрораспределителя ; 7-щуп; 8-штамб ; 9-поворотная лапа; углы поворота; а. - защитная зона

Для обеспечения постоянства защитной зоны "а" между выдвижной лапой и птамбом в представленной схеме ШУ отношение размеров кривошипа 4, соединенного с корпусом 6 гидрораспределителя 5, и крив сшила 2, соединенного с поворотной лапой 9, соответственно прямо пропорциональны длине щупа 7 и лапы 9. Отсюда:

Ж = Ж уш^с -§±. ,

АН ЯС Сил, /.«5

Для реализации ШУ предложенных кинематических схем для садовых и виноградниковых культиваторов в качестве преобразователя и усилителя сигнала предлагается трехпозиционный дросселирующий гидрораспределитель с плоским поворотным золотником и отрицательным перекрытием рабочих окон, что способствует снижение потерь энергии и интенсивности нагрева рабочей жидкости.

Одним из важнейших факторов, влияющим на энергетические показатели и температурный режим ГНУ, является интенсивность фуню*, ционирования ШУ, которая зависит от скорости движения агрегата и расстояния между деревьями в/ряду. Анализ потерь мощности может быть проведен с помощь» циклограммы (рис..5" ) и зависимости

; ГЛШ

о

г

Рис. 5 Циклограмма работы ГЛУ

(б)

- объемная подача насоса гидросистемы трактора;

- время перепуска рабочей жидкости через дроссель ;

- продолжительность рабочего цикла.

Уменьшить продолжительность нахождения гидросистемы под предельной величиной давления возможно путем использования в ГМУ че-тырехпозиционного плоскоповоротного гидрораспределителя,.который после достижения рабочим органом крайнего рабочего положения с помощью специального механизма позволяет произвести золотниковую разгрузку гидросистемы, тем самым уменьшить давление в напорной магистрали до величины потерь на сливе и снизить потребляемую мощность .

Исходя из результатов проведенного анализа и полученной теоретической модели взаимодействия щупа со штамбом, а также с учетом разработанной интегральной структурной схемы гидромеханического устройства, нами предложен принципиально новый подход к созданию на базе плоскоповоротных гидрораспределителей прогрессив -ных кинематических схем ШУ садовых и виноградниковых культиваторов .

В третьей главе "Программа и методика экспериментальных исследований" изложен перечень и объем экспериментальных исследований, приведены частные методики их проведения, описаны экспериментальные установки, приведены схемы опытов, порядок их проведения и обработки.

На стадии проверки теоретических предпосылок и отработки принципиальных схем и конструкторских решений макетных и опытных образцов различных вариантов распределителей и ГШ с плоским поворотным золотником предусматривалось:

- создание модели штамба и моделирование процесса взаимодействия ГШ со штамбом в динамике ;

- определение предельно допустимого воздействия сигнального

устройства на штамб в зависимости от породы« ботанического сорта и возраста растений;

- разработка конструкции гидрораспределителя и ПДУ, удовлетворяющих теоретически обоснованным схемным решениям ;

- создание лабораторных установок и экспериментальное определение конструктивных параметров и соответствие П5У предъявляемый требованиях;

- планирование и проведение ыногофакторного эксперимента по определение степени воздействия на штамб растения в зависимости от технологических и конструкторских параметров при работе ГНУ;

- определение агротехнических показателей машин в полевых условиях» оборудованных опытными и серийно выпускаемыми ИУ.

В соответствии с программой экспериментальных исследований и этапами её осуществления были разработаны следующие установки и оборудование:

- маятниковый прибор для определения величины предельно-допустимого ударного импульса;

- установка для проведения определительных стендовых испытаний гидрораспределителей и гидромеханических устройств ;

- комплект оборудования и макет штамба дерева с тензометри-ческими датчиками для исследования характера взаимодействия сигнального органа П1У со штамбом ;

- образцы гидрораспределителей с плоским поворотным золотником и на их базе серия ГНУ.

Применявшийся баллистический маятник имел форму и диаметр бойка, идентичные щупам сигнальных устройств ГКУ.

Установка для проведения стендовых испытаний гидрораспределителей и ГМУ включала в себя гидравлический стенд, секцию культиватора КСГ-5, серийные и опытные образцы П1У, 'лок таррированных пружин для нагружения поворотной лапы и беговую дорожку.

Комплект оборудования и приборов дня замера давления в гидро-

системе, включающий автономную гидростанцию, секция культиватора КСГ-5 с опытными образцами ШУ, устанавливался на ходовую тележку, игле вдую шесть скоростей и передвигающуюся по рельсам почвенного канала, что в совокупности с моделью штамба и комплектом приборов для осциллографирования, позволяло максимально приблизить условия лабораторных исследований^ по оценке взаимодействия сигнальных устройств со штамбами растений, к реальным условиям технологического процесса обработки мештамбовых полос.

Полевые испытания по уточнению схемных решений и конструкторских параметров, а также по оценке соответствия рабочих параметров ГЫУ агротехническим требованиям проводились на серийных и опытных образцах культиваторов с использованием передвижных тензометричес-ких станций ТЛ-1 и ЧЕК-1.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований" приведены результаты лабораторных и сравнительных полевых испытаний и анализ полученных данных.

Предельно допустимые нагрузки на штамб дерева приведены в табл. I.

Таблица I

Экспериментальные данные допустимых нагрузок на штамб дерева

-Р-г

!Воз-1 Порода 1раст>!

|лет {

Яблоня Слива

Персик

Черешня

Абрикос

1

I 3

I 3 I 3 I 3

Диаметр штамба,

мм

18,3 32^7 13,0 39 ;5

15 5 3<7

16 5 34',2 18 2 30 8

Предельно допустимые нагрузки

кинетическая £

энергиял кг. м/с*

0,14 2 70 0|41 I 15 0^51 0*81 0'98 О 90 О 77 1;17

{ударный импульс, | кг.ы/с~*

0,71 3 08

1 21

2 02 I 35 I 71 I 87 I 79

1 63

2 04

Реализация полного факторного эксперимента второго порядка (типа З3) позволила получить математическую модель зависимости ударного импульса С З^в ) 0т скорости движения ) агрегата, массы щупа ) и рг расстояния от оси поворота щупа до точки контакта его со штамбом ( Ь ):

= } =и,У 0,65^-0, щ51 х; (?) /Г/гХ, Хх - 4 Ш..^ где / ^ - кодирования значения т/ Уи 1л.

На втором этапе исследований математическая модель была реализована по фактору скорости, как наиболее доступному параметру для корректировки технологического процесса в производственных условиях.

Результаты исследований, представленные в виде графиков на рис. О , позволяют находить оптимальные значения исследуемых параметров в границах изученной области скоростей СО,47...2,90м/с,), породы деревьев и года их вегетации (1-й и 3-й год).

Рис. б. Графики зависимости скорости V"агрегата от массы ггъ- щупа для различных значений Л при допустимых

величинах^-« ^ :

и е = 0,71 и 3,08 кг.н.с" для яблони - 1-го и

____3-го года вегетации соответственно ;

м ~ и 1,79 кг.м.с""1' для черешни- 1-го и

—** — 3-го года вегетации соответственно

... Скорости движения агрегата при обработке чаресши 1-го и 3-го года вегетации .близки по величине, что характерно для всех изученных косточковых пород, склонных к камедетечению, и подтверждает правильность предпосылок сб ограничении воздействий щупов на штамбы этих пород деревьев независимо от их возраста.

Сравнительные испытания подтвердили предпосылки о преимуществен использования гидрораспределителей дросселирующих с плоским поворотным золотником в качестве преобразователей и,усилителей сигналов управления, в которых (ШУ-2М) усилия управления не зависят в рабочем диапазоне от давления в напорной магистрали • (рис. 7) .

iFytA /

V ¿¿шДШ)

Рнп,

1*5+56 Рис.7 Зависимость усилия переключения золотника от

давлении в гидросистеме , типа и конструктивных особенностей ШУ 1"а" и "б" - пределы рабочих давлений в гидросистеме)

Установлено, что ПЗУ с 3-х и 4-х позиционншцбеэупорными плоскоповоротными гидрораспределителями с дааметром золотника 45...50 мм, шириной перемычки 3...4 мм, рабочим зазором 0,010... ...0,С15 мм и углом переключения.10...18 обеспечивают оптимальные усилия и углы переключения, допустимые гидравлические утечки и потери модности и необходимое быстродействие. При этом условный

проход рабочих каналов в корпусе распределителя должен быть не менее 10 мм, а масса щупа -не более 0,7 кг.

Последующие заводские и Государственные испытания подтвердили высокие технико-экономические показатели работы малмн(табл.2), оборудованный предложенными ШУ (рис. £ ) и были рекомендованы к производству.

1-пружина: 2-поводок ; 3-регулируемый упор; 4-шток ; 5-корпус ;

6-золотник ; 7-щуп ; й-гидроцилиндр г, 9-рычаг ; 10-стойка;

П-шпонка; 12-поворотная лапа; 13-шток гидроцилиндра ; 14-штпыб ;

А - нагнетательный канал ; С-канал слива; Б-канал поршевой

полости ; А-канал штоковой полости гидроцилиндра

Испытания садовых культиваторов КСГ-5, оборудованный предложенными ГМУ, подтвердили теоретические предпосылки о целесообразности и возможности золотниковой разгрузки гидропривода при работе в садах с широкосхемной посадкой. Так, при обработка почвы в меа-штамбовых полосах сада со схемой посадом деревьев 7 х 7 м и использовании ГУ-2Ы (без золотниковой разгрузки) среднее давление рабочей жидкости составляло 5,2 МПа, а при использовании 1У-3 ( с золотниковой разгрузкой) - 2,7 ЫПа. При этом потребляемая мощность

--■-----' ' - ч—-,----------

на гидропривод с насосом Ш-46 уменьшилась на 3,3 кВт и расход топлива - на 0,6_кг/га,_а-с-насосом НШ-32 - соответственно на

2,57 кВт и 0,4 кг/га (б агрегате с трактором ДГ-75)._^

Проведенными предварительными к периодическими Государственными испытаниями в 1267 и 1288 г.г. ка Молдавской МИС культиваторов КСГ-Б и КСМ-5 подтвердили теоретические предпосылки и результаты экспериментальны}: исследований об эффективности применения ГУ-2М в интенсивных садах с шагом посадки деревьев до 3 м, а ГУ-3 - с большим шагом посадки.

Таблица 2

Основные показатели сравнительных испытаний виноградниковых машин с серийными и опытными 1ЫУ

Наименование показателя

Сравниваемые машины

¡базовая: ПРШ-З + ПРШ-ИООО + ГА-34000

опытная: ПРВМ-3 + ПРЪМ-ИООО Ш-Ш

1. Масса-ГНУ, кг 109

2. Усилие переключения на конце

щупа,И 16,2...33,3

3. Количество шарниров в системе

"щуп-золотник" на двух секциях, шт.

4. Обработанная площадь межштам-

бовой полосы, % '

5. Производительность, га/ч

6. Коэффициенты:

- технического обслуживания

- использования эксплуатационного времени

- надежности

7. Степень снижения прямых эксплуа-

тационных затрат, %

8. Годовой экономический эффект,руб.

' 22

95,8 .1,69

0,93

0,61 0,80

58

3,4...6,4

не имеет

97,8 1,73

0,98

0,70 0,91

10,43 246,26

Гидромеханические устройства для садовых и виноградниковых культиваторов прошли все этапы государственных испытаний, пол-

ностью отвечают агротехническим требования:.! и рекомендованы в производство.

В пятой главе "Экономическая эффективность применения предлагаемых П.1У для управления технологическим процессом при чен-штамбоэой обработке почвы в многолетних насаждениях" в основу расчета экономической эффективности полажены результаты приемочных и Государственных сравнительных испытаний ШУ с серийными и опытными образца*« культиваторов. Установлено, что применение ГМУ-2М в комплекта с приспособлением для ыелштамЙовоЯ обработки ПРВМ-ПООО в сравнении с эталоном обеспечивают снигениэ затрат труда и прямых эксплуатационных затрат соответственно, на 14,58 и 10,43 процента. Годовал экономия затрат труда я прямые эксплуатационных издержек составляют соответственно 81,31 чел.-ч л 173,66 руб., а годовой экономический эффект - 24о,26 руб. Суммарный экономический эффект согласно статотчетнссти 2 4НТ а сводной ведомости НПО "Поиск" сб использовании изобретения А.С.]р1С64В79 "Устройство для обработки межстзольных полос в садах" составил один миллион сто тридцать тысяч рублей. Годовой экономический эффект в расчете на один садовый культиватор Ю-5 при годовой загрузке 185 ц составил 4721руб. Годовой экономический зффэкт у потребителя от использования культиваторов-рыхлителей составляет: для КРВ-3 - 726 руб, для КРЗ-4 - 1142 руб.

иОЮсННЗ БЫЕОЬУ Я ШВДОБЗБШ

I. При существующей технологии мезптамбовой обработки почвы не з полной мере обеспечиваются агротехнические требования, касающиеся повреждения штамбов растений и обеспечения требуемой полноты приствольной обработки площади, а применяемые ГМУ конструктивно сложны и не обладают достаточной эксплуатационной на-

дежностью, вследствие чего появляется необходимость применения ручного труда и гербицидов.

2. Аналитические исследования и полученные модели взаимодействия щупа со штамбом выявили, что основными факторами, влияющими на величину ударного импульсаявляются масса щупало., скорость движения агрегата V и кинематический показатель (расстояние от оси поворота щупа до точки встречи его со штамбом), ,

Данные математической обработки многофакторного эксперимента позволили построить графики оптимизации технологического процесса в зависимости от "ТГ"» "/м", п ¿, " и предельно допустимой величины для каждой из исследуемых пород растений.

3. Исходя из полученной теоретической модели взаимодействия щупа со штамбом, а также с учетом разработанной интегральной схемы гидромеханического устройства, нами предложен принципиально новый подход к созданию на базе плоскоповоротных гидрораспределителей прогрессивных кинематических схем садовых и виноград-никовых культиваторов, исключающих промежуточные звенья в системе управления распределителем от сигнального устройства.

4. Обоснованы и экспериментально подтверждены преимущества использования в ШУ 3-х и 4-х позиционных безупорньк, дросселирующих гидрораспределителей с плоским поворотным золотником.

5. Анализ экспериментальных данных позволил : установить,что в ШУ необходимо использовать гидрораспределители с открытым центром и гидроуравновешенными плоскоповоротными волотниками диаметром 45...50 мм с шириной перемычки 3...4 мм и рабочим зазором 0,010...О,01Ь мм. Углом переключения V = 10-18°. Условный проход рабочих каналов Ду в корпусе распределителя должен быть не менее 10 мм.

о. Разработана методика определения критериев повреждаемости растений и исследования взаимодействия щупа со штамбом, которая позволила максимально приблизить лабораторные исследования к реальным условиям выполнения технологического процесса и получить достоверные данные о величине ударного импульса, пере даваемого на штамб от

7. Обоснован и экспериментально подтвержден выбор режима работы Г-АУ в зависимости от коэффициента рабочего цикла К гид-

X

ропривода культиватора ^) и влияния на энергоемкость и стабильность технологического процесса.

При проектировании садовых и виноградниковых культиваторов необходимо приводить в соответствие с технологическим процессом тяговый класс тракторов, с которыми предусматривается агрегатировать данный культиватор, гвдроавтсматическуп систему устройства и выбор гидронасоса тягового средства.

9. Полевые испытания подтвердили, что предложенные конструкции ШУ за счет усовершенствования системы управления, уменьшения массы сигнальной системы до 0,6 кг и усилия управления до 5 И обеспечивают обработку защитной зоны до 95...98^, одновременно исключают повреждения штамбов растений и обеспечивают выполнение технологического процесса в садах и виноградниках со второго года вегетации, при этом исключается необходимость применения ручного труда и гербицидов.

10. Годовой экономический эффект от вкэдрсния предлагаемой технологии и гидромеханических устройств для управления технологическим процессом при межштамбовой обработке в расчете на один агрегат ссставляет: от модернизации виноградниковых культиваторов ПРиН-2,5 и ПРиЛ1-3 - 246,26 руб., для вновь разработанных культиваторов-рыхлителей КРВ-3 - 786 руб., для КРВ-4 - 1142руб.,

а для садового культиватора КСМ-5 - 4721 руб.

Полученный общий экономический эффект от внедрения в народное хозяйство серии IW по данным ГОСКОМСТАТа СССР составляет

1,113 млн. рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. A.c. 1064879 (СССР) Устройство для обработки межствольных полос в седах./Н.Г.Черненко, Н.Т.Добода, И.А.Бугай, 1984, № I, Б.И.

2. Устройство для обработки межствольных полос в садах и на виноградниках. -//Сельское хозяйство Молдавии, 1984, № 8.

- 40-41 с. (соавтор Бугай И.А.).

3. Устройство для обработки межствольных полос в садах и на виноградниках. Кишинев: Тимпул, 1984. (Соавтор Бугай М.А.).

4. Устройство для обработки межствольных полос в садах и на виноградниках. Кишинев: Тимпул, 1985. (Соавтор Бугай Й.А.).

5. Выбор гидроавтоматической следящей системы для управления рабочими органами при ыекштамбовой обработке.//Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники: Межвузовский сборник научных статей. Кишинев, 1986. - 76-79 с.

6. Гидроследящее устройство для обработки почвы в садах и на виноградниках. //Садоводство, виноградарство и виноделие Молдавии, 1985^ }/> 4. - 55-56 с. (Соавтор Бугай H.A.).

7. Выбор типа гидроследящих устройств почвообрабатывающих машин. //Повышение надежности и эффективности использования сельскохозяйственной техники при применении индустриальных технологи! Тез.докл.республ.конференции. Кишинев, 1987. - 35-37 с.

8. A.c. I3406I0 (СССР). Гидромеханическое устройство для межкустовой обработки почвы в рядах многолетних насаждений./Смелян-

ский Н.Л., Улько ß.ri., Яновский Ю.С., Цвилиховский Г.В., Мигаль А.Н., Лобода Ы.Т., Воронин В.Я., Белов И.И., 1987, № 3ö. Б.И.

. A.c. I375I49 (СССР). Устройство для обработки межстзольных полос в садах.Добода Н.Т., Худолий A.B., Бугай И.А., 1988, В 7. Б.И.

3. A.c. 1496653 (СССР). Устройство для обработки почвы в рядах многолетних насаждений./Лобода Н.Т., Худолий A.B., 12Ь9, » 28. Б.И.

1. Гидроследящее устройство ГУ-2М для мештамбовой обработки почвы./Информационный листок 153. МолдНИИНШ, 1989. (Соавтора Литра В.П., Арнзут В.А.).

2. Машины и механизмы для обработки почвы на виноградниках.//Садоводство и виноградарство Молдавии, 1989, J 6. - 35-38 с. (Соазторы %зь В.И., Мостовской В.Б.).

3. Механизация обработки приствольных полос.//Садсзодстзо и виноградарство, 1969, £ 9. - 33-36 с. (Соавтор Худолий A.B.).

1. Влияние конструкции гидромеханически устройств типа ГУ-2 на энергетические показатели садовых культиваторов.//Использование нефтепродуктов, техническое обслуживание н диагностика сельскохозяйственной техники: Сборник научных трудов. Киши-нез, 1989. - 47-52 с.

з. Положительное решение по заявка № 4455001/3C-75 (105847) от 23.05.89 (СССР). Устройство дня обработки почвы в садах. /Лобода Н.Т., Богданович В.П., Сухов Г.Н., Худолий A.B., Литра В.П.

э. Положительное решение по заявке 4640834/30-15/013166 от 20.01.89 (СССР). Двухсекционное гидроиехак*иескоо следящее устройство сельскохозяйственной машины./В.Я.Воронин, И.И.Бе-

лов, Л.В.Корохев, В.С.Яновский, Г.В.Цвелиховский, Н.Л.(Селянский, В.Я.Улько, Н.Т.Лобода.

17. Устройство для обработки межствольных полос в садах и виноградниках./ Информационный листок № 173, МолдНИШШ, 1983. (Соавтор Бугай И.А.).

18. Гидроследящее устройство ГУ-2К для межкустовой обработки почвы на виноградниках и в межствольных полосах в садах./Информационный листок. Кишинев: Тимпул, 1987. (Соавтор Гайба Г.И).