автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Механико-бионические основы многоконтактно-ударного действия противоэрозионных рабочих органов на почву

р Г Б ОД

і п СЕН »

КРИМСЬКИМ ОРДЕНА «ЗНАК ПОШАНИ» СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИЙ ІНСТИТУТ їм. НІ. І. КАЛІНІНА

На правах рукопису

БАБИЦЬКИЙ Леонід Федорович

МЕХДНІКО-БЮКІЧНІ ОСНОВИ БАГАТОКОНТАКТНО-УДАРНОЇ Дії ПРОТИЕРОЗІЙНИХ РОБОЧИХ ОРГАНІВ НА ГРУНТ

Спеціальність 05. 20. 01 — механізація сільськогосподарського виробництва

Автореферат дисертації па здобуття нгукового ступеня дзіиора технічних наук

Сімферополь — 1994

Робота виконана в Кримському ордена «Знак Пошани» сільськогосподарському інституті ім. М. І. Калініиа.

Науковий консультант —

Офіційні опоненти:

Провідна організація

Захист відбудеться 10

член-кореспондент Української академії аграрних наук, доктор тех. нічних наук, професор Кушиарьов Ар тур Сергійович.

член-коресігондент Української академії аграрних наук, доктор тех. нічних наук, професор Новиков Юрій Федорович; доктор технічних наук, професор Демидко Михайло Омель’янович; доктор технічних наук, професор Грачова Луїза Іванівна.

Науковочвиробниче об’єднання «Селта» Української академії аграрних наук (м. Сімферополь).

23.

¿)Є|?ЄСНЯ

.1994 Р.

____годині на засіданні спеціалізованої вченої ради

Д 20. 01. 02 по присвоєнню вченого ступеня доктора технічних наук в Кримському ордена «Знак Пошани» сільськогосподарському інституті ім. М. І. Калініна за адресою: 333030, м. Сімферополь,

с. Аграрне.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Кримського ордена «Знак Пошани» сільськогосподарського інституту ім. М. І. Калініна (333030, м. Сімферополь, с. Аграрне).

Автореферат розісланий «.

се

у?/?Я9

Р.

Вчгннй секретар спеціалізованої вченої ради, доктор сільськогосподарських наук,

професор і Ю. Є. КІЗЯКОВ

ЗАГАЛЬНА ХАРШЕРХДКА РОБОТЛ

Актуальність теми. Існуючі технології обробітку грунту і машини для їх виконання потребують дальшого удосконалення в зв’язку з загострення:.! проблеми забезпечення енергоносіями, а також вилогами, цо різко зросли в області екології. Істотними недоліками серійних грунтообробних машин с їх сильний ущільняючий вплив, руйнування структури і погіршення фізико-кеханічних властивостей грунту. У сукупності з недосконалістю форм конструктивні« елементів і принципів дії робочих органів на грунт такий процес приводить до збільшення енергоємності грунтообробних машин на 20...£5$ і стримує можливості більш раціонального використання енергоресурсів. Все актуальнішою стає проблема створення принципово нових протиерозійних робочих органів із зворотними зв’язками, які розробляються на основі системного підходу по прототипу найбільш раціонального функціонування природних робочих органів'вивих організмів. Виникає необхідність використання принципів і методів біоніки як частини загальної теорії систем з екологічніш підходом. У зв'язку з цим дуже вагоме значення має рішення задачі по розробці, на умовах біонічних зрівнянь, принципів дії робочих органів на грунт з удосконаленням їх форм, параметрів, конструктивних схем і методів проектування.

Науковою проблемо« виконаного дослідження є розробка і обгрунтування біонічних прийомів, методів і засобів зниження енергоємності і підвищення якості роботи протиерозійних робочих органів грунтообробних машин.

Дослідження, що склали основу дисертаційної роботи, виконані в Мелітопольському ІІІСГ і Південному відділенні УЦЦІМЕСГ в період

І97І...І930 p.p., а такок у Кримському СГІ - в період IS3I...I992 p.p. по тематичних планах науково-дослідних робіт і у відповідності з Державними програмами: 16.01.02 (І97І...І975 p.p.); зведенім координаційним планом ІЩР по механізації і електрифікації сільського господарства по Україні на 1976...1980 p.p. (проблема 23, теми 01 і 02); 9.03 (1931...19*85 p.p.); завдання 9.4.4 (1386...1990 p.p.); завдання 5.І.7.2 (I99I...I9S5 p.p.). .

Метоп дослідження є розробка наукові« основ і практична реалізація нового принципу дії на грунт з використанням методів біо-нічного підходу загальної теорії систем і задовольняючих йому параметрів і форм робочі« органів грунтообробних машин, які забезпечують зниження енергоємності і підвищення якості обробітку грунту.

Об*р.ктаади дослідження вибрані принцип дії, технологічний процес роботи, форма і параметри пасивних і вібраційній робочих органів грунтообробних протиерозійних машин, а такоа «иві органів ми в якості біологічних прототипів.

Тооратпчна значення х наукова новизна роботи. Сфорлульовано і розвинуто новий напрямок в землеробській механіці, що полягає в біосистемному підході до створення грунтообробних робочих органів за допомогою розробки методів, прийомів і забезпечення засобів стійкого багатоваріантного функціонування біонічної системи: робо чий орган по подібності біологічному прототипу - грунт-рослина-аг мосфера. На базі біонічних досліджень у просторі і часі запропоно ваний новнй принцип багатоконтактно-ударної дії на грунт у динамічному зв'язку з ним. Для його реалізації введена нова узагальпе на характеристика фізико-механічних властивостей грунту - деформа ційна постійна і дано її теоретичне обгрунтування. Розроблені методика і польовий прилад для визначення цісї характеристики, вста новлений взаємозв'язок її з твердістю грунту і критичним тиском, , також величина і характер зміни в залежності від стану грунту. У відповідності з принципом багатоконтактко—ударної дії на грунт розроблені основи теорії і створений новий віброударний механізм. Він реалізує за допомогою зворотного зв’язку чергуючі між собоз фази деформації і руйнування грунту і дає можливість знизити опір робочих органів та покращити якісні показники їх роботи. Запропоні вані загальні методики розрахунку і проектування багатоконтактно-ударних механізмів протиерозійних грунтообробних машин і класифікація їх віброударних ланок. Теоретичні розробки базувались на найновіших досягненнях загальної теорії систем, вивченні особливостей будови і функціонування робочих кінцівок біологічних аналогів. У результаті досліджень створені і застосовані у виробництві конструкції багатоконтактко—ударних робочих органів для протиерозійного обробітку грунту, які захищені 15 авторськими свідоцтвами на винаходи.

На захист виносяться слідуючі положення:

- узагальнена в просторі і часі система процесу механічної дії на грунт: "робочий орган по подібності біологічному прототипу-грунт - рослина - атмосфера";

- біонічні передумови багатоконтактно-ударної дії на грунт і вибору форм і параметрів нових багагоконтактно-ударних робочих органів грунтообробних машин;

- теоретичні основи багатсконтактної дії протиерозійних робочих організ на грунт;

- основи теорії віброударної дії на грунт робочі« ланок грунтообробних органів;

- узагальнена фізико-механічна характеристика грунту - деформаційна постійна, як ношій показник деформаційних властивостей грунту при обгрунтуванні параметрів багатоконтактно-ударних робочих органів, методика її визначення і взаємозв’язок з критичним тиском та твердістю грунту;

- схеми, структура, кінематика і динаміка нових багатокон-гактно-ударних механізмів протиерозійних органів грунтообробних машин, в алгоритми конструювання яких введені вимоги екології та енергозбереження;

- результати експериментальних досліднень нових протиерозійних грунтообробних робочих органів і їх реалізація.

У роботі вирішена наукова проблема теорії і практики створення і використання малоанергозмних робочих організ по біонічній схолсості, які підвищуюсь якість обробітку грунту і маять з ним динамічний зв’язок.

Практична цінність роботи. Виконані теоретичні розробки і методологія створення принципово нових протиерозійних грунтообробних робочих органів дозволяють покращити енергетичні і якісні показники їх роботи. Установлені закономірності дії структурній ланок багатокентактно-ударних робочих органів на грунт у відповідності з її чергуючими фазами уцільнення-руйнування, а гакоа розроблені на їх основі біонічні прийоми і методи дозволяють створювати і вдосконалювати грунтообробну техніку на якісно новому рівні. Рішення цієї проблеми забезпечує зниження енергозатрат, підвищення якості роботи грунтообробних машин, збереження родючості грунту і збільшення уроаайності сільськогосподарських культур, а також загальне покращення екологічного оточення і підвищення ефективності сільськогосподарського виробництва.

Реалізація результатів досліджень. 11а основі досліджень виготовлені багатоконтактно-ударні робочі органи протиерозійних культиваторів і щілинорізів грунту, які пройшли перевірку в Південному відділенні УЦЦІЛЕСГ, а такоа у господарствах Запорізької області і Республіки Крим. Проведені відомчі випробування експе . риментальних робочих органів на Південно-Українській JBC (м.Хер-сон) підтвердили доцільність застосування таких робочих органів

у південному степу України (протокол випробувань /5 оЗ-9-78В). Розроблені методи розрахунку і проектування зубчастих робочих oj ганіз культиваторів для протиерозійного обробітку грунту перздаї з Курський філіал ДСКБ ЬО "Одесагрунтомаш" і ЕО "Серадазсільмаиі’ Агропро!.; Республіки Крим схвалив і рекомендував для широкого упровадження в сільськогосподарське виробництво глибокорозпушувачі плосісорізи і щілинорізи грунту з багатоконтактно-ударшші робочими органами. Результати досліджень використовуються в навчальному процесі Мелітопольського інституту механізації сільського господарства і Кримського сільськогосподарського інституту. Експериментальні зразки багатоконтактно-ударних протиерозійних робс чіп; органів культ иваторі з-плоскорі зі з демонструвались на Центра; ній виставці Iffi'J (м. Москва), на ЗДІІГ України (м. Київ) і удосї сні дипломів.

Апробація роботи. Основні положення дисертації доповідали« і обговорювались на ХУІІІ, XIX, XX Всесоюзних наукових кокі^еренці.' по проблемах землеробської механіки (пам’яті академіка В.П.Горяі кіна) в 1974, 1976 і 1978 p.p. (м. Москва), на науково-технічша конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів Челябінського ШСГ у 1974, 1975, 19%, 1979, I98Q і 1991 p.p., ifc літопольського ІііСГ у 1972...IS30 p.p., на Республіканській науково-технічній конференції "Удосконалення зональних систем машиї-і шляхи підвищення продуктивності праці в сільському господарсті (м. Київ, 1934 p.), на засіданні секції "Землеробська механіка і програмування врожаїв" відділу механізації та електрифікації сі; ського господарства БАСПІІЛ (іл. Сімферополь, 1987 p.), на РеспуС лхканських науково-виробничих конференціях по розвитку сільськогосподарського виробництва та екології Криму (с. іілепініно, Республіка Крим, І99І р., м. Сімферополь, 1992 p., 1993 p.).

Публікація. Основні полонення дисертації бідобранено у 40 друкованих роботах. lío результатах досліджень одеркано 15 авторських свідоцтв на винаходи.

Структура і об’дм роботи. Дисертація складається із вступу, загальної характеристики роботи, семи розділів, загальних висної ків, рекомендацій виробництву і додатку. Вона викладена на 299 сторінках машинописного тексту, вміцус Іоб ілюстрацій та 26 таблиць, список використаної літератури, що включає оІ2 наііменуваш в тому числі 45 робіт на іноземних мовах і об сторінок додатку. Повний об’єм роботи - 457 сторінок.

ЗМІСТ РОБОТИ

І. Сучасний стан проблеми механічної дії на грунт і основні напрямки дослідження.

Технічною основой відомих способів обробітку грунту в даний час е процес механічної дії на грунт. У розробці шляхів здійснення цього процесу сформувались два основних напрямки: дія пасивними робочій,ш органами та використання активних елементів. Удосконаленню параметрів грунтообробних робочих органів присвячені роботи В.П.Горячкіна (І9І9), В.О.Иеліговського (1960), П.М.Василен-ко(І968), В.В.Блідних (1970), В.І.Виноградова (1967), Л.В.Гячева (1961), АЛ.Грибановського (1969), ІІ.О.Демццко (1938), А.СДушна-рьова (1931), В.І.Корабельського (1989), А.Й.Лшбимова (І97<2), М.ІІ.Нагорного (1980), Ю.Ф.Новикова (1976), І.М.Панова (1990), ¿І.Д.Підскребко (1972), Р.С.Рахімова (1990), і багатьох інших. Фізичний процес дії на грунт широко розкритий у роботах 0.1.Бараева (1976), В.В.ІІедведєва (1968), 4>.Т.і,1оргуна (1977), О.Г.Тараріко (1990), МЛС.ііІикули (1987) і інших. Аналіз цих робіт показав, що в землеробській механіці при обгрунтуванні форми і параметрів робочих органів широко використовуються методи теоретичної механіки, а в останній час - принципи механіки суцільних середовищ. При •

проектуванні активних елементів грунтообробних машин для зниження їх тягового опору велике значэння набуває використання принципів вібраційної та імпульсної дії на грунт. Застосування вібрації у грунтообробітку базується на фундаментальних дослідженнях 2.1»Ар— тоболевського (1970), О.В.Верняєва (1978), О.М.Гудкова (1906), Г.О.Рябцева (1973), Г.М.Синьоокова (1977), М.ВДраснрдокова (1977)

і інших. Розглянуті в роботі результати досліджень вітчизняних і . зарубіаних вчених свідчать про те, що вібрація робочих органів у грунті досягається за рахунок використання прунних підвісок, а такох примусовим накладенням вібраційного фону. Аналіз цих досліджень показав, що в режимі нестійких коливань переваги нелінійній пружних підвісок, в порівнянні з лінійними, не проявляються.

У розробку теорії і практики імпульсної дії робочих органів на грунт від додаткового енергоджерела значний вклад вніс 0.0.Дуб-ровський (1968). Разом з тим зовнішній імпульс сили вимагає додаткових витрат енергії на його збудження, не враховуз мінливі властивості грунту і не має зворотного від нього зв’язку. Забезпечення вимушених коливань робочих органів значно ускладнює їх конст- |

рукціп і знизує надійність, а загальні енергозатрати на переміщен- -

6 -ня робо" .-о органу і створення вібрації перевершують витрати ене гії, яка необхідна для його функціонування без вібрації. Бикорнс тання ісмуючих. пасивних робочих органів, а такоя нелінійних (кус ново-лінійних) пругших підвісок, або вібраційних робочих органів із примусовим приводом не вирішує питання поиску їх стійкого динамічного зв’язку та автоматичного узгодження із чергуочкми фаза ми деформації і руйнування грунту. Тому сільськогосподарське виро ництво у питаннях розробки і упровадження вібраційної техніки, особливо в грунтообробітку, відстає від багатьох галузей промисловості . .

В існуючих роботах досліджується, в основному, взаємодія ро бочого органу і грунту, що є недостатнім для комплексного розгля до біологічної системи в цілому, яка включає рослинний і тваринний світ з оточуючою атмосферою. Обгрунтування форми і параметрі грунтообробних робочих органів без урахування всієї специфіки аг роценозу не дозволяє використовувати постулати загальної теорії систем і основні положення біоніки як складової її частини, найбільш близької до інженерній рішень. У цьому зв’язку залишилося но вирішенім питання створення грунтообробних органів по принципу біологічних аналогів і надання їм деяких властивостей та характеристик живого організму, В результаті чітко проявляються іс куючі недоліки грунтообробних робочих органів (велика енергоємність, низький ступінь кришення щільних грунтів). Виникле протиріччя між високим рівнем функціонування природних компонентів біологічної системи з автоматичним узгодзенням процесів, до відбуваються в них, і низькою мірою розробки механічного впровадне-ння грунтообробного робочого органу в біологічну систему без динамічного зв’язку з ней вимагає невідкладного рішення. Необхідна принципово новий біонічний підхід до створення грунтообробних рс бочих органів із глибоким теоретичним обгрунтуванням і практичне реалізацією. Зображаючи біологічну систему для грунтозахисного землеробства з урахуванням проявлення ерозійних процесів, слід розглянути її функціонування в складі трьох основних компонентії грунт- рослина- атмосфера. Завдяки тому, що ця система має найбільш високий рівень самозбереження і стійкого функціонування, виникає гіпотеза про вибір принципу механічної дії робочого оргг ну на грунт по прототипу з природною взаємодієш в складових частинах агроценозу, як найбільш раціонального і економічного, Мєхе нізм дії повітряного потоку на грунт оснований на багатоконтакт-

ноиу співударі і переміщенні грунтових чзсток. При цьому иаіівак-ливіпим фактором просторової дії при руйнуванні грунтових агрегатів е багатоконтактна дія. Реалізація часу в цьому процесі здійснюється ударною дією часток грунту. "Підказаний" природой принцип ударного руйнування грунту по багатьох ділянках контакту є найбільш раціональнім і реалізувчим основні закономірності простору і часу. Сама природа визначила процес багатоконтактно-удар-но'ї дії на грунг.

Розглядаючи механічну дію на грунт ііо аналогії з природним його руйнуванням, в біологічну систему необхідно ввести робочий орган. У результаті такого об'єднання одеркимо біонічну систему з грунтообробним робочим органом (нал. І). Реалізація по фазах принципу багатоконтактно-ударної дії на грунт досягається як співударами грунтових агрегатів з робочим органом, так і взасм-иши співударами ланок робочого оргацу (кал. 2).

Проведений аналіз досліджень дозволяє висунути робочі гіпотези про те, що знизити енергетичні заграти і покращити якість ірогиерозійного обробітку грунту можливо:

- обгрунтуванням біонічної системи "робочий орган по подіб-їості біологічному прототипу - грунт- рослина- атмосфера" з ви-їором параметрів і принципів динамічного зв'язку та автоматичного узгодження процесу взаємодії біологічних об’єктів цієї систо-іи з робочим органом (мал. І);

- створенням наукових основ аналітичного поіцуку і практич-іої реалізації принципу багатоконтактної дії на грунт у просторі, [оповненої ударноо дісп у часі з використанням біонічного підхо-іу загальної теорії систем, і задовольняючих цьому параметрів і іори багатоконтактно-ударних робочих органів (мал. 2).

У теорії грунтообробітку до цього часу ще не вирішувались іадачі багатоконтактно-ударної дії у відповідності з чергуючими іазами деформації і руйнування грунту. Відповідно до цього про-[зсу немає теоретичного обгрунтування форм і параметрів багато-:онтактно-ударних робочих органів на базі біонічних досліджень іагальної теорії систем.

У відповідності з виниклою проблемой в завдання досліджень ходило розробити:

- біонічні основи нового принципу багатоконтактно-ударної

ії на грунт у системі "робочий орган подібно природному аналоєві - грунт- рослина- атмосфера"; 1

в

Мал. І. Біосисгемний підхід до створення нових грунтообробних робочих органів

Мал, 2. Запропонована схема системи багатоконтактно-ударної дії на грунт

- теоретичні положення по обгрунтування оптимальної форти

i геометричних параметрів протиерозійних робочих органів багато-контактної дії на грунт;

- теореютні передумови визначення і методики дослідження нових узагальнених показників фізико-механічних властивостей грунту при багатоконтактно-ударній дії на нього;

- основи теорії багатоконтактно-ударних грунтообробних протиерозійних робочих органів;

- методики визначення основних параметрів багатоконтактно-ударних протиерозійні« робочих органів;

- конструкції різних типів нових протиерозійних робочих органів грунтообробних машин на базі запропонованого принципу дії на грунт, які володіють високими функціональними і енергозберігаючими властивостями;

- програму і методику експериментів.

Одночасно планувалось провести лабораторно-польові дослідження нових протиерозійних робочих органів і перевірити надійність розробленого принципу.

2. Біонічні передумови вибору параметрів і принципів дії протиерозійних робочих органів на грунт.

Запропонований нами системний підхід до обгрунтування принципів дії на грунт і параметрів робочих органів (мал.І) передбачає використання сучасних методів біоніки. У відповідності з цим підходом розроблена програма і проведені поетапні біонічні дослідження по "вживленню" штучного робочого органу в біологічну систему (мал. 3).

З урахунком функціонального призначення зроблено вибір бі-злогічних аналогів комах і тварин-землериїв, риючі кінцівки біль-ііосгі яких мають зубчасту форму. Використання постулатів загаль-іої теорії систем і можливість зобракення моделі грунту у вигля-

ii суцільного деформованого середовища Ю.ВДуканін (1567),

І.СДушнарьов (1971), В.Д.Смирнов (1982) і ін. дозволяють здій-¡нювати Вибір біологічних прототипів робочих органів гакод серед ¡еаканців водяних і повітряних просторів. В якості яивих прото-'ипів земного проживання нами вибрані комахи, так як вони пройти більи довший еволюційний шлях свого розвитку в порівнянні з жаринами. Найбільш близькими по роду діяльності біологічними рототипами комах-зеилериїв в капустянки ( СгуїцНАфСІ —цвір-

Іаал. 3. Етапи (¡іонічного обгрунтування параметрів і принципів дії робочих органів на грунт

кун - кріт) і иуки-носороги (Oryctes RüSicomiS). Функції рит1 у них виконують передні ноги. Сук-носоріг (мал. 4а) має товсті копальні передні ноги з трьома великими зуб’ями, у копальних к: цівках капустянки (мал. 46) - чотири зуба (мал. 5). Дослідаенн; показали, що, не дивлячись на біологічну різницю, по продуктив ності риття, віднесеної до одиниці маси(250...280 ка

нустянки не поступаються кротам. Процес риття капустянки, як свідчить проведена наші швццкісна кінозйомка кінокамерою СКС-2 складається із трьох фаз: упровадження зуб’їв в грунт, руйнуваї ня і переміщення грунту. Аналогічні фази спостерігаються в робі ті грунтообробних машин.

Лайбільш характерними представниками біологічних прототипів у суцільних середовищах прозивання (водяному і повітряному] е меч-риба (XiphlQS giddiuS ) і ворон (GOPVUS СОГОХ Lj ші відзначаються найбільшим пристосуванням їх механізмів до зовнішніх умов існування. Меч-риба є одним із самих швццкісних гідробіонтів(Утах= 130 км/г). Мінімальний опір її руху забезпечу висока міра удосконалення форм тіла і плавників (мал. 6),

Комплексний розгляд форм і параметрів робочих органів природних об’єктів неможливий без вивчення біологічних механізмів, які приводять їх в рух. У цьому аспекті проведений біомеханіч-

ал. 4. Розміщення зуб'їв і ападин на риючих кінцівках ука-носорога і капустянки

)=УРкр{(Х+^)|л1х* зНИх- 2)|п|Х- гИ]+Ті

П=ГоЄ8'1^

Мал. 5. Бічна форма зуба ноги капустянки

ХірЬіщ’дІшішз

іл. 6. Логарифмічні криві авників і тіла меч-риби

Мал. 7. Чогириланковий механізм черепа ворона у новому вібро-ударному підвісі розпушувача грунту з грубчагоп стовбоп по прототипу кісток тварин

ніш аналіз щелепного апарата ворона (мал. 7а), ішов якого у фазі упровадження в оброблюване середовище здійснює ударну дію.

Крім структури природних механізмів нами вивчалась біомеханіка найбільш важливого органу життєдіяльності всього організму - серця , внутрішня будова і властивості кісток, суглобів і з’єднувальних тканин. Для дослідкень були розроблені відповідні методики із застосуваннямтензовиміріивальних, оптичних приладів і спеціально виготовлених для цих цілей експериментальних установок і датчиків, фото- і кінозйомки. Одержані дані біонічних експериментів оброблялись на Ш<1 з одержання;,! апроксимаційних залежностей і дальшим їх аналізом і узагальнення!!.

У роботі приведені результати багатопланових досліджень форми і параметрів робочих ланок біологічних прототипів. Визначення коефіцієнта розміщення зуб’їв риючих кінцівок комах показало, що відношення півширини контакту 0. зуб’їв до кроку Б для жука-носорога (мал. 4а) дорівнює 0,22, для капустянки (мал. 46) - 0,23. Середня фактична довжина зуба ноги капустянки склала' 0,31 мм, що дуне близько до розрахункової довжини зуб’їв, яка дорівнює 0,35 мм. Близькими виявилися такок розрахункові і фактичні значення кута загострення зуб’їв ніг капустянки (0,42 рад. і 0,44 рад.). Зовнішня бокова поверхня риючого зуба (мал.

5) апроксимуеться рівнянням кола радіуса 3,6 іш. Внутрішня форма зуба ноги капустянки достовірно підходить до логаріфілічної спіралі виглдду:

П = Г0 е % <»

де Гд - початковий радіус - вектор, який дорівниє в даному випадку 2,4 ш; оі - кут тертя зуба об грунт, який в даному випадку складає 0,44 рад.; -поточний полярний кут. Центр кола зовнішньої бокової поверхні зуба співпадає з полюсом логарифмічної спіралі внутрішньої бокової поверхні зуба (мал. 5) і лежить в області кісткового суглоба. Таке розміщення центра кола і полюса логарифмічної спіралі дозволяє зменшити під час риття капустянки навантаження на фаланги зуб’їв, краще регулювати кут нахилу зуба до траєкторії руху, товщину розлущуваного шару грунту і інші параметри, які впливають на реакцію грунту на зуб. Форма западин між зуб’ями хука-носорога (мал. 4а) також вдало описується логарифмічною спіраллю, яка визначається рівнянням (І). Початковий радіус-вектор такої спіралі склав: міа переднім

і середнім зуб’ями 0,17 ш, середнім і заднім - 0,24 мм. Максимальна відносна похибка не перевищує 4,6$. Полюс логарифмічної спіралі леїшть на лінії, яка зв'язує зерішіни зуб’їв, що облямовувть ці впадини. Такс положення полюса розгорнутої логарифмічної спіралі зпрішз самоочищенню від грунту мікзубового простору копальної кін-діззкй нука-ноеорога. Будучи реалізаціє© багатоконтактної дії, зуб-засга форма кінцівок сприяв концентрації тиску на грунт і зніжує зкергоємність процесу його руйнування. Розташування вершин зуб’їв іа риючих кінцівках біологічних прототипів (мал. 4) описується шгорифмічного кривою у вигляді: г .

[(Х)=УРкр.{(х+-г)11пІх+Ь-і1-(х-гМ-^-і1-,‘Ш!-і’(»

[в Ь -довжина зубчастої частини риючої кінцівки; V - деформа-*ійна постійна грунту; Р^р- критичний тиск на грунт; ^ - коефіцієнт тертя зуба об грунт; £ - модуль зсуву грунту.

Таке розміщення зуб'їв ритих кінцівок комах, як свідчить ;еорія контактних деформацій, сприяє рівномірному розподілу тис-:у на них при ритті грунту. Логарифмічні криві такого а вигляду 2) описують форму плавників меч-риби (мал. б). Логарифмічною їпіраллп вигляді» (І) описується сполучення росгрума меч-риби з іонічнім оголовком конфузорної частїши тіла.

Щелепний апарат ворона утворює в сагітальній площині усклад-іений чотирштиковий механізм А В С Д, який мас один ступінь віль-іості (мал. 7а). Никня щелепа кріпиться суглобом до кінця квад-іатної кістки Д С Е, яка знаходиться в одному з кутів цього чоти-іиланковика. По прототипу будови щелепного апарата птиць, кісток фізико-механічних властивостей кісткової речовини тварин, суг-обів, сухожильно-зв’язкового апарата і м’язів нами запропонова-а конструкція віброударного пружно-в’язко-пластичного розпушува-

з грунту (мал. 76).

Виявлено наявність великих ступенів вільності окремих біоме-анізмів, які підтвердить їх високу міру удосконалення і присго-ованості до зовнішніх умов. В основу роботи найбільш досконалого іомеханізму—серця покладені удари: перший — сповіщаючий про иття, а останній - констатуючий смерть. Багатоконтактні нервові кінчення живого організму свідчать про швадісу реакцію Його на сі зміни. Явище удару лежить в основі діяльності серцевих м’я-ів, які ритмічно скорочуються і розслабляються, володісчи здіб- • і ста до автоматичної роботи. Такий регулюючий орган підтримує

стійкі автоколивання, асі у механізмі діяльності серця відбуваються завдяки імпульсам. Виникнення їх визначається ударом, що дозволяє розвивати сили, значно перевшцуичи зусилля, які діють у ланках важільних механізміз біологічних і механічних систем. З урахуванням цього виникає доцільність сполучення в одному органі із багатьма ступенями вільності двох форм дії на грунт: багатокої тактної і ударної. Встановлені параметри і характеристики біоніч-них об'єктів покладені в основу розробки багатоконтактно-ударних грунтообробних робочих органів.

• 3. Теоретичні основи багатоконтактних робочих

органів грунтообробних протиерозійних знарядь.

Для теоретичної постановки задач багатоконтаїшюї взаємодії робочих органів з грунтом використані результати біонічних досліджень риючих кінцівок комах і тварин. Ідентичність одержаних форм і параметрів для риючих кой ах земного мешкання і біологічню прототипів, які пропивають у суцільних середовищах (водяному, повітряному) підтверджує можливість використання до моделі будови грунту принципів і методів механіки суцільного деформованого середовища. Стосовно механічного обробітку грунту ці та інші роз -глянуті в роботі зрівшвальні ознаки дозволяють використовувати метод пружних рішень в контактних задачах. Базуючись на принципі багатоконтаїстної дії, що приводить до переривчастої (зубчастої) форми леза (мал. 4), рівняння плоскої контактної задачі має вигл) П Ьт

(3)

ггі=і О-гп і

ат^Х<Ьт т=і,2,...п,

де Р(1)- невідома функція посеред інтервалу 0г( иш, яка зацоволь-няє рівняння (І); ^(Х)—функція, завдана всередені інтервалу

ЦщОт * залвжна ВІД форми робочого органу ^(Х) , форми конгак туючої поверхні грунту ^2,(Х) » деформаційної постійної V і визначена по виразу: '

Розглядапчи взаємодій робочого органу з грунтом, що контактувть-ся по одній ділянці довниною Ь , і враховуючи тертя мі« ними, рівняння (3) буде мати виглед:

ІР(І)Л+рІРШІПтЛпЙ = ріШ, (¡3)

р

)т •

їдно з основним принципом біоніки про ціласпрямованість систе-[ мінімальні витрати зусилля при роботі ртчих кінцівок комах тварин забезпечуються рівномірним розподілом зусиль на всі зу-я робочого органу. У^такій постановці рівняння (5) прийме виглед

РЩХ+рРШНпїїіяй=р|(Х). і?)

“її

шення рівняння (7) мас вигляд в [фазу (2) для логарифмічної кри-ї розтавання зуб’їв на риючих кінцівках біологічних прототи-в. Рівняння (3) і (ІЗ) у прямій постановці задачі дозволяють ви-ачіпги розподіл тиску на контактуючих з грунтом поверхнях різних рм робочих органів з урахуванням тертя і без нього. У зворотній становці з допомогою цих рівнянь по заданому закону розподілу снення на ділянці контакту можна визначати форму взаємодіючого грунтом багатоконтаїстного робочого органу. Для рішення обох за-

ч з багатоконтактними грунтообробними робочими органами склад-х по математичному опису форм треба застосувати ради із поліно-в Чебишева. У цьому випадку рішення рівняння (3) для однієї ді-шси контакту довжиною 1_ мас вигляд: .

2Р 2 ^

р(Х)=шРР+та37Рхг Хвптп(Х), <8>

гО П “1

Р - сумарне зусилля; 0„Тп(Х) - ряд із поліномів Че-шева. При наявності тертя рішення рівняння (5) з використанням тегральних перетворень Гільберта багаточленів Якобі приймає глдц:

ЯРСозТГу_____________4С05ІТУ_____

ҐІМ ‘ІГЦ1-Х)*-*'(1+Х)*+Г 1ГЩ|-Х)І-У(1+Х)І+»' (9)

І(Н)*ИЛ х^.ВгДп+і (X),

у~ 0 (Х) ~ РЯД по поліномах Якобі;

п=о ^

У - коефіцієнт, який залекпть під фізико-механічннх властив стеіі грунту і визначається по виразу:

У=1сагс1:2т^р:' «о)

Р - коефіцієнт бокового розширення грунту.

Аукціонування розпушувального робочого органу вклізчас різ ня і кришіння грунту. От,-не, його робоча поверхня повинна включ ти форм и елементів, що виконують обидві ці функції. З урахуванн контурів внутрішньої поверхні зуба ноги капустянки бокова форм різально-кришильного елементу робочого органу визначається по формулі вигляду: ^

с ім\ л^бЬсоб ь

1т ' (ІІ)

де -Ір - проекція бокової форми на вісь X .

Твірна лінія лобової поверхні робочого органу в перпендикулярні ыу напрямку його руху виконується по косинусоїді вигляду:

іп(Х)=-^5^2~.

де Б - крок розміщення різально-кришильних елементів на робо« му органі.

У загальному випадку, по аналогії з риючши кінцівками комах, багатоконтактний розпуне/вальний робочий орган иао зубчаста форму різального леза, опір якого визначається по формулі:

Р = 1ҐРкрЬК[і+2Чь2К)1’ «®

де 7. — число зуб’їв на робочому органі дорівнює:

£ = (14)

О

К=5*- коефіцієнт розміщення зуб*їв (відношення півиирини зуба ^ кроку), що визначається по виразу:

, (і5)

Я 7 *

а=о,тн, <І6>

Н - глибина обробітку грунту.

На основі графічної інтерпретації та аналізу виразу (15), з ура хуванням результатів біонічних досліджень риючих ніг капустянки

і хуїса-носорога, оптимальною величино» коефіцієнта розміщення для зубчастих робочих органів молиа ввакати 0,22...0,24.

Довжина зуб’їв визначається по виразу: '

^_чг2аРкр'У СІ7)

Допустимість цісї формули стверджуоть біонічні досліддення фактичної доваини зуб’їв ноги капустянки. Кут загострення зуб’їв при цьому дорівнює: , /Л7ТГ^О,/п \

Р = “гсй8(1^)- «»

Біонічні дослідження форми внутрішньої поверхні зуба ноги капустшжи і западин між зуб’ями риючої кінцівки кука-носорога "підказують" нам про доцільність виконання вирізів мід зуб’ями по логаріфіічній спіралі вигляду (І) з полюсом на рівні вершин зуб’їв. Тоді початковий радіус-вектор вирізів мін зуб’ями визначається по формулі:

С —оп

Го°(1»е^)Созр- 1Ш

Основні геометричні параметри зубчастого нояа стовби (ширина, довяина зуб’їв, крок їх розміщення, вирізи між зуб’ями) знаходяться по формулах (15), (16), (17). Початковий радіус-вектор мін зуб’ями ножа стовби дорівнює:

г — _ і>-2а . . (20)

ос і + е1^01

Виліт середнього зуба робочого органу відносно стовби визначається по формулі:

<2І)

де Рс - опір руху стовби.

Бокова форма ножа стовби знаходиться аналогічно бічній формі різально-кришильних елементів по виразу:

X (V \ — УвЬзс рпг а ЛХ_ , (22)

, ІїсОч)“ ЬОБ 2Ьзс^

де ПзС—довжина зуб’їв ноаа стовби.

Формула для визначення віддалі між багатоконтактними робочими органами по напрямку руху при умові вилучення їх взаємного впливу одержана у вигляді:

Г- УІГРкр.ЬІТ-^ ( , ¿X .

1-'і й У(і-хг)іі-(ітг)2Х2і

p

A U

де 2-CL - перекриття робочих органів.

Розподіл тиску р(У) на ділянках контакту еліпсоїдних секцій круглого котка мояна знайти на основі рівняння (3) по виразу:

/ШБУЕ ц2' p(n\ = J~l_ß---------- (24)

^ ТІБЛ?

де, відповідно, ГП - маса, В - ширина і D - діаметр котка;

У - поточна координата.

Півширина контакту котка із грунтом у площині руху визначається з урахуванням обмеженості руху по ділянці контакту:

a=/®F- <а>

Центральний кут нахилу осі симетрії ділянки контакту у площині руху котка знаходиться по виразу:

= arcsin (26)

У загальному випадку, на основі рівняння (25), одержана формула для розрахунку діаметра секційного котка у вигляді:

-MW.

и BSinEp . (‘7)

Глибина занурення котка в грунт визначається по виразу:

4ая

' (20)

По одержаних формулах розроблені методики розрахунку і проектування основних типів багатоконгактних робочих органів грунтообробних машин. Особливістю цих методик є безпосередній перехід від фізико-механічних властивостей грунту і заданих технологічних законів розподілу тиску на його поверхні до форми багатокон-тактних робочих органів.

4. Обгрунтування нових узагальнених характеристик деформаційних властивостей грунту при багато-контактно-ударній дії.

Використання принципу багатоконтактно-ударної взаємодії компонентів системи "робочий орган по біонічній схожості - груит-рослина - атмосфера" потребує більш детальної характеристики деформаційних властивостей грунту, що визначає багатоконтактний взаємозв’язок всередені робочого органу і в дії його на грунт.

Як узагальнююча характеристика деформаційних властивостей грунту, згідно з рівнянням (4), в роботі запропонований новий показник —

h

двс^ормяці ЇІНЗ постійна грунту. У загальному випадку деформаційну постійну йодна визначити по .модулв деформації грунту Е і кое-

Бона внрааас площу дефорглатора, яка припадає на одиниця критичного тиску і дозволяє безпосередньо перейти від деформаційних властивостей грунту до форми багатоконтактно-ударного робочого органу.

практично непридатні для польових умов і не враховують особливо-:тей процесу багатоконтаїстно-ударної взаємодії робочих органов з грунтом. Можливість використання деформаційної постійної, що ідентифікує механічні властивості грунту, для обгрунтування фор-ли і параметрів багатоконтактно-ударних робочих органів грунтообробних машин обмелгується відсутністю відповідних методик і ірнладів. 11а базі основного рівняння плоскої контактної задачі ¡3) нами запропоновані формули для визначення деформаційної пос-?ійної грунту шляхом вдавлювання плоских наконечників з обрисами ! вигляді кривих другого порядку. Опис рівнящ> поверхні деформа-?орів у системі циліндричних координат дозволив одержати вирази іля визначення деформаційної постійної грунту при використанні іаконечників сферичної, конусної і циліндричної форм (таблиця І). Запропонована нами методика визначення деформаційної постійної ■рунту прийнятлива у лабораторних і польових умовах. У відповід-юсті з нею розроблені установка і прилад для указаних цілей, ри розгляді багатоконтактної взаємодії робочого органу з грун-ом (формула 3) використовується це одна характеристика напру-вно-деформованого стану грунту - критичний тиск Ркр.* Він ха-актернзує найбільше навантаження на грунт у першій фазі до ластичної течії. Розглядаичи його визначення з використанням, івгаїння контактної задачі (3) при дії на грунт наконечника у игляді півкулі, після ряду перетворень, одержимо вираз у виг-

Використовуючи деформаційну постійну і обмежуючись критич-им тиском, як граничною характеристикою напруяено-деформовано-

о стану грунту у першій фазі, форму і параметри багатоконтакт-

фіцієнту його бічного

ТГЕ

Всі існуючі методи визначення значень Е

аді:

о

(ЗО)

¿с

Таблиця І.

Аналітичні залежності для визначення деформаційної постійної грунту.

Геометричні характеристики наконечника Деформаційна постійна грунту

£орма Геометричні параметри Аналітичне рівняння форми

Сфера -=ґ г Р ' Ьпиш г(гм-Ук2-г2' Л7 4/[Ь(2К-Ь)]3 У ЗТГРЯ

Конус Г?Г\ г Г г ^.(п^гСідУі л7 \?Ші У 2Р

Циліндр 1 ф І(Г)=С0П5І Л7_ 2ИЬ V

ж;ц , > г*

$ о; Г.. /Г* 1

но-ударніос робочих органів для протиерозійного обробітку грунту можна визначити на основі принципів і методів механіки суцільнії: середовищ і постулатів загальної теорії систем.

Дослідження процесу взаємодії деформатора і грунту з позицій теорії подібності показують, що в якості узагальненого показника механічних властивостей грунту можна використовувати твердість грунту, методика визначення якої основана на запису діаграм в процесі втискання жорсткого плунжера в грунт. При цьому одержана формула для визначення деформаційної постійної грунту при відомій її твердості у вигляді:

• Реалізація запропонованих характеристик деформаційних властивостей грунту при створенні нових грунтообробних машин може бути досягнута шляхом надання фугесціонувчим елементам переривчастої форми, а також створенням багатоконтактно-ударних механізмів приводу робочих ланок.

5. Основи теорії віброударнпх механізмів протиерозійних грунтообробних маагнн.

Запропоновані біоіїічні передумови використовувались для аналітичного обгрунтування нового принципу багатоконтактно-удар-ної дії на грунт. Комплексний підхід до розгляду основ функціонування системи "робочий орган по біонічній подібності - грунт-рослкна - атмосфера" приводить до загальної теорії систем. Внаслідок тогр, що загальна теорія систем базується на трьох постулатах, взаємодія з грунтом робочого органу по біонічній подібності розглянута нами на основі кожного із цих постулатів. Слідуючи першому постулату її можна уявити як динамічну систему, що складається із двох основних елементів: робочого органу по подібності біологічному аналогові, виконуючого роль деформатора, і деякого об’єму грунту, що підлягає деформуванню. Деформатор моделюється у вигляді поступально-переміщупчої маси ГП^(мал. 8).

Мал. 0. Динамічна модель руху деформатора у грунті

Сколюваний об’єм грунту зображений при цьому рухомою приєднаною масою ГП2. Маси у своєму спільному русі з’єднані прук-но-а’язко-пластичним зв’язком. Диференціальне рівняння руху жорсткого деформатора у грунті можна привести у вигляді:

ГГ^Х^Р + Рв-Яі, (32)

де Р - тягове зусилля; рц- сила збурьвадьної дії; - опір деформатора. ■

Зв’язуючи реологічні властивості грунту, діючі сили і виникаючі при цьому деформації в часі, згідно схеми на мал. 8, одержано заключний вираз для швидкості деформування грунту робочій органом у вигляді:

дез С2- коефіцієнт пружності грунту; |13- коефіцієнт в’язкості грунту при зсувних деформаціях; О.^- сила дії деформагора на грунт; - опір пластичній течії грунту; [і-0 - приведений коефіцієнт в’язкості грунту, визначасмий по виразу: п - Н'гН'З

Ко рг+^3' (34)

де р-2,- коефіцієнт в’язкості грунту при об’ємних деформаціях. Рівняння (33) в інших позначеннях аналогічне рівняним Максвела для в’язко-пруших аморфних речовин з додатком пластичності і Його можна привести у вигляді: ,

¿6” , Сг рг _С2.Я — г

ЇЇГ Ро |13Ь2-С2Й' (35)

до б - напруга в грунті;&§- границя текучості грунту; £ -відносна деформація.

Рішення рівняння (£Ь) при умові, що до моменту часу 1 , рівного нулю, грунт не був деформований, має вигляд:

6=С2Ш)-^Че Тм£(и)(1и+551^ ш

деТ^ - максвеліЕсьішй час релаксації, що визначається по виразу

• Т =¥—■

1М Ся

Лінійний закон зміни відносної деформації грунту має ви-

™ад: ЕЙ) = М, (37)

де К^- коефіцієнт пропорціональності.

Підставляючи цей вираз у рівняння (56) одеркимо залежність у вигляді:

(ац

Шляхом перетворень і інтегрувань, одержимо рішення рівняння (об) для лінійного закону зміни відносної деформації грунту у вигляді: £

сзд

Періодичний закон деформації грунту по фазах мопна привести формулой:

£ = Б05ІП<ОІ. (40)

Годі рішення рівняння (Зо) буде мати вигляд:

^ Ц-пШ£п , п

^ 7Г+7М*0)2-'

де 0^- зсув фази, що визначається а урахунксм частоти 60 по

виразу: «.

оі=агсИдштм. (4У

Слідузчи другому постулату загальної теорії систем про їхнз організацію, у відповідності з одержаним виразом (36),для періодичного стискання і сколювання блока грунту робочий орган повинен здійснювати вібраційне імпульсне переміщення в грунті. Дослідження роботи біоу.еханізмів показали, що досягнути граничних напружень для сколювання грунту перед робочім органом за короткий відрізок часу дозволяє використання явища удару, як одинокого механічного імпульсу. Удар дозволяз трансформувати • силу, яка визначається законом, об’єднуючим кількість руху та імпульс сили. Виходячи із аналізу динамічної системи взаємодії деформатора з грунтом, необхідно використовувати багатоконтак-тно-ударну діо на грунт. Це випливає із третього постулату загальної теорії систем про взаємозв’язок системи з оточуючій середовищем. Побудований на цьому принципі багатоконтактно-удар-ний механіам складається (мал. 9) із співвісно розміщених у циліндричному корпусі І пружних елементів 2, розділених між собою горсткими ланками 3 масами ГП},Ш2>-/ГПП і деформатора грунту 4.

Мал. 9. Кінематична схема багатоконтактно-ударного механізму.

За допомогою короткого з’єднання ланок 3 з пружними елементами 2 утворюються віброударні ланки 5 механізму. В загальному Еипадку ступінь вільності віброударного механізму, на основі форлули П.Л.Чебишева, визначається по виразу у вигляді:

^ВУМ~^1“Р^’ (43)

де П - кількість рухомих ланок; Р^— кількість кінематичних пар твертого класу, що утворилися у процесі співудару промінних лано Завдяки великій рухомості віброударний механізм враховує співвідношення всіх фаз деформації і руйнування грунту в часі, у відповідності із складовими частинами рівняння (36), і створює умови для виникнення автоколивань. Утворення пар вищого четверто го класу і груп Ассура при співударах проміжних ланок у запроп нованому механізмі не підкоряється суворій періодичності, а зале жить від мінливості фізико-механічних властивостей грунту в процесі його обробітку. Реагуючи на ця мінливість віброударний механізм варіює ступенем вільності зменшуючи його у фазі стискуван ня грунту від П , що дорівнює кількості аіброударних ланок, до одиниці в кінці цієї фази. У фазі руйнування грунту його ступінь вільності, навпаки, послідовно збільїцується від одиничного значення до ҐІ . У такому віброударному процесі дії на грунт відбувається розкладення механічного імпульсу сили. Виконану пасивним і віброударним деформатором роботу на мал. 10 характеризують величини площин відповідних ділянок, обмежених кривими силових характеристик.

Цал. 10. Схема розкладення механічного імпульсу сили у віброударному процесі дії на грунт

При використанні віброударного механізму замість пасивного деформатора зниження середнього опору робочого органу визначиться по виразу: „ , р Пір, ч

ЛР=0яІТ;__г)’ , <«>

де 0^-коефіцієнг зусилля; -число циклів віброударного сколювання за період одного сколпвання грунту пасивним деформатором.

У відповідності з розробленими теоретичними положеннями пропонується визначати основні параметри грунтообробних вібро-ударних механізмів у такій послідовності:

І. Для заданого типу і стану грунту, що характеризується граничними значеннями деформаційної постійної\^гт,іпі\?тах, визначаються граничні та середні зусилля сколпвання грунту по формулах:

Р • -—^1— • (45)

гск.тт_'|Г2-утах ’ ^ '

Рск.та*=їг!ІЬг' (4б)

ТГ^Утіп

п _ Рск.тт + Рск.тах (47)

Г СК.Сер. - 2-----------

до 51 - площа робочої поверхні віброударного розпушувача.

2. Кількість проміжних ланок у механізмі знаходиться по виРазУ: ' п _ Рск.тах

п ПР- Рск.тіп . п ^

Одержане значення І (Пр. округлюзться до цілого числа Ппр.ф.в біль-

шу сторону.

3. Загальна кількість рухомих віброударних ланок механізму

визначається по виразу: ; „ „

І- = Ппр.ф.+Я. (49)

4. У віброударному механізмі умови поредачі удару е найкращими, якщо маси ланок складають геометричну прогресію у вигляді:

т„ = т,1"'! <50>

де ГПі- маса першої ланки; П. - порядковий номер ланки, починаючи від ведучої.

1-1ШГ.

! У ІЛі (51)

ІГ

і

5. Загальна маса віброударних ланок дорівнює:

т^+‘"+ГП-1. (52)

М=т,-

6. Деформації пружних елементів визначаються по наступних виразах:

о 2 2

V _ ГЇІ1 \/о У __ ГПпУо . ч ЇЇІіУо

.. ЛГ2 Рск.гпт7 Лп 2Рск.сеР.; Лі 2Рск.тах ’ ^

де Уо - швидкісгь переміщення ланок.

7. Жорсткість проміжних пружних елементів розраховується по виразах у вигляді:

г _ Рск.тіп . р _ Рск.сер. . р _ Рск.тах

Ь1 (І-і)Хі ' п (И)Хп ' 1 (І-І)Хі ‘ (о4).

8. Число робочих ВИГіСІВ пружин, які виконують роботу промінних пружних елементів, визначається по Формулах:

• ГгІ^ • Г Л4 ГГІ4

^ВП_8ЇЇ%; 1вГ8теГ; <58>

де Б - модуль зсуву матеріалу пружини; и - діаметр прутка; Б -середній діаметр пружини.

Одержані теоретичні залежності дозволяють розробляти і проектувати різні типи грунтообробних віброударних механізмів з урахуванням грунтово-кліматичних умов їх роботи.

б. Нові конструкції протиерозійних робочих органів, розроблені на механіко-біонічній основі багатоконтактно-ударної дії на грунт.

Одержані теоретичні закономірності багатоконтактно-ударної дії на грунт покладені в основу створення протиерозійних робочих органів для глибокого безполицевого обробітку, а також поверхневого розиущування і ущільнення грунту. Розроблені грунтообробні протиерозійні органи двох типів: багатоконтактні зубчасті з жорсткими елементами і віброударні з вібріруючими у процесі співударів робочими ланками. Новина технічних рішень по цих напрямках захищена 15 винаходами.

У зубчастому робочому органі (мал. II) різальні кромки зуб’їв на лемішах розміщені вздовж леза по логарифмічній кривій, описаній формулоп (2). По прототипу з риючими кінцівками яука-носорога і капустянки твірні лінії западин між зуб’ями виконані по формі логарифмічної спіралі, що описана формулою (І) з кривизною, яка збільшується від середньої частини леза до його країв С а.с.

]<’> С46243), Твірна лінія кришильної поверхні лапи виконана по ко-синусоїді, а лобової - У виглдці двох плавко сполучених знакозмін-них логарифмічних кривих (а.с. ї? 6747С2). З метоп збільшення строку служби лемішів і покращення кришіння грунту запропонований робочий орган плосксрізальної лапи з двосторонньо-зубчастими лемі-

іами (а.с. І? 1722267). У таких лемі шах (мал. II),крім передньої іубчастої підрізаячої частини, е задня кришильна частіша із твір-іою лінією западин міх зуб»ями по формі логарифмічної спіралі, що писана формуло» (І). З метою зниження зносу робочої поверхні зу-’•їа і покращення якості кришіння грунту розроблений таїсон плоско-ізальний робочий орган, з якому зуб’я прикріплені до лани за до-омогою горизонтальних шарнірів і підпруяинені (а.с. № 600975). ^користання технологічного ефекту під кришіння грунту при зміні апрямку дії на нього дозволило створити віброударні розпущуваль-і лапи (мал. II) з коливальними у горизонтальній площині зубчас-ими лемішами (а.с. 1? 124264І) і рухомими розпушувальними зуб'я-

и, установленими в напрямних основи лемешів за допомого» вібро-дарних механізмів (а.с. І? І4299ЬЗ).

Зубчасті безполнцеві корпуси плуга запропоновані у двох ви-онаннях: з односторонньо- і двосторонньо-зубчастими нояами. восторонньо-зубчастий варіант містить в собі (мал. 12) установле-ий на вертікальній стовбі під кутом до напрямку руху двосторонньо-убчастий ніж із западинами по формі логарифмічної спіралі (форму-

а (І). .

Р

іл. II. Робочий орган із дво-горонньо-зубчастими віброу -»рними лемішами

Мал. 12. Зубчастий безполице-вий корпус плуга на віброу -дарному підвісі

Односторонньо-зубчастий корпус мас ніа із зуб’ями тільки в передній різальній частині. Установка їх па віброударному підвісі сприяє підвищенню інтенсивності дії таких корпусів на грунт. Удосконалення конструкцій зубчастих плоскорізальних лап в напрямку покращення якісних показникіа їх роботи при мінімальній енергоси-ності привело до створення зібромагнітного плоскорізальмого робочого органу (а.с. 1? І64І207). У новому розпушувачі стоеоз лапи установлена на рамі за допомогси віброударного механізму (а.с.

І? І7І5220). Ііоиа має складену порожнисту циліндричну форму і виконана по прототипу із внутрішньою будово» і властивостями кісток і з’єднувальних тканин біологічних аналогів (кал. 7). З метою зни-нення тягового опору розроблений глибокорозпушувач з нинньою підрізаючою і верхньою зубчастою розрізаючою частинами (а.с,

№ 1456646). Твірні лінії робочих поверхонь зуб’їв і долота виконані по формі логарифмічних кривих (формули (X) і (2). На основі принципу багатоконтакгно-ударної дії на грунт розроблений вібро-ударний глибокорозпушувач з робочими нонами, різальні кромки шейх виконані по логарифмічній спіралі із зменшенням її' радіус-ввктора знизу вверх (а.с. І? І56І837). З використанням цього ж принципу запропонований новий робочий орган глибокорозпушувача грунту, якій має вертикальний зубчастий ніж, з’єднаний віброударними механізмами у нижній частині з рухомими зубчастими лемішаїли, а вверху -з основою стовби (а.с. № І734І26). Розроблена конструкція віброуда рного механізму може використовуватися в грунтообробних робочих органах з примусовим приводом. Вона покладена в основу роботи нового щілиноріза грунту, який включас віброударні механізми зуб’їв і валиків-уїдільнювачів бічних стінок иілин (а.с. ї* 1653354).

Для поверхневого розпушування грунту запропонований робочий орган голчастої борони, в якій кожний зуб рухомо з’єднаний з розпушувальною голкою направляючими віброударними механізмами (а.с.

№ 1743392). Стосовно до ущільнотчих робочих органів грунтообробних машин розроблена конструкція гладкого секційного котка, твірна лінія робочої поверхні якого в поперечному напрямку руху виконана по логарифмічній кривій (а.с. !? ІІІ3007). Удосконалення конструкції цього котка дозволило створити віброударний коток, у якому кокне кільце установлене о незалежний обертанням на загальній осі за допомогою радіальних віброударних механізмів (а.с.

В 1330624).

Виходячи із запропонованих вище конструкцій протиерозійних

робочих органів розроблена класифікація нозі« грунтообробних віб-роударні« механізмів із змінним ступенем вільності. Б її основу покладені чотири рипи віброударних механізмі її: з иругними промія-ниші ланками; з прукко-в’язісо-пластнчними ланками, електромагнітні і віброудзрні механізми з примусовим приводом. Практичне викорис- ,

тання того чи іншого типу віброударного механізму проводиться з ;

урахуванням призначення робочого органу і пред’явлених агротехніч- і

НИХ ВИМОГ. ’

7. Експериментальні дослідження роботи нові« протиерозійних робочих органів.

Експериментальні дослідження проводились з метою виявлення прийнятності механіко-біонічних основ багатоконгактно-ударної дії на груп? для створення нових і удосконалення існуючих робочих органів грунтообробних машин. При порівняльні« випробуваннях використовувались серійні вузли грунтообробних протиерозійних знарядь і розроблялись програми і мєїодиіси, а такоя спеціальні лаборатор-ш-польові установки, У процесі лабораторно-польових дослідиень і господарських випробувань нових протиерозійній робочих органів проводилась порівняльна енергетична і якісна оцінка їх роботи. Іабораторні дослідження виконувались в 1974...1992 p.p. у грунтових ¡аналах Південного відділення УНДІМЕСГ, Мелітопольського ІіїСГ і кримського СГІ на грунтах різного типу і агрофізичного стану. До-іьові та господарські випробування проводились на дослідних полях ізденного відділення УДЦІйЕСГ, Мелітопольського ІМСГ, Кримського ТІ, а такогс у колгоспах і радгоспах Запорізької та Херсонської бласгей України і Республіки Крим.

Для лабораторного визначення деформаційної постійної грунту і араметрів багатоконтактного деформатора розроблена і застосована ідраалічна установка з автоматичним управлінням, тензовимірвваль-ом апаратурою і спеціальними тензометричними датчик шли. Для ви-начення цієї характеристики грунту в польових умовах запропоно-аний прилад на базі твердоміра системи Я.її.Рев’шсіна.

Дослідження контактного тиску секційного котка проводились міхом установки тензометричні« датчиків на кожній його секції, зформація грунту різально-кришильними елементами робочі« органів зсліддувалась шляхом проведення кінозйомки у малому грунтовому шалі з прозорою градуйованою стінкою, дальшою дешифровкою і по-давою кінограм. У процесі дослідження силової дії багатоконгак-іо-ударних деформаторів грунту на візку грунтового каналу з вимі-

зо

рввальнши приладами і записуючою апаратурою почергово випробувались різкого типу, короткі, пруаинні і багаї'ококтактно-ударні де-форматори, розпушувачі грунту і нові робочі органи. З кетою вивчення віброударної дії на грунт всього робочого органу нами розроблений і застосований універсальний підвіс з багатоконтактно-ударним механізмом. Для виконання досліднень використана методик; планування і проведення багатофакторного експерименту. При польових випробуваннях нових робочих органів застосовувався тензометричний начіп трактора Т-І5СК, а також був розроблений спеціальні начіп для дшамометрування начішшх грунтообробній машин з використанням гідравлічного динамографу. Обробка дослідних данних здійснювалась на Ші по стандартних і спеціально розроблених програмах.

У результаті лабораторних досліджень установлено, що деформаційна постійна грунту V практично не залежить від форми і ро: мірів наконечника. Разом з тім із збільшенням вологості W її знг чення збільщусться (мал. ІЗ) по закону у вигляді:

м npmW

V = П 6 т (56)

де ҐП і П - дослідні коефіцієнти.

Розглядаючи цю характеристику як динамічну, що враховує час дії навантаження на грунт, треба відзначити, що із збільшенням шввд-кості V її значення зменшується (мал. ІЗ) по логарифмічному закону у вигляді:

. V = b-QÍnV, (57)

де CL і Ь - дослідні коефіцієнти.

Для обгрунтування параметрів багатоконтактно-ударних робочих органів при сучасних швидкостях обробітку грунту необхідно приймати значення деформаційної постійної в межах 200*10“^...

280*IQ"9 u*Vh.

Дешкфровка кінострічок і осцилограм з експериментально одер-нанши оптимальними параметрами багатоконтактних деформаторів грунту підтвердили теоретичні передумови по визначенню коефіцієнта розміщення зуб*їв, кута загострення, їх довжини і кількості на грунтообробних робочі« органах. Виявлена нерівномірність розподілу тиску по ширині циліндричного котка, при роботі якого тиск на його краях в І,2...І,5 рази більший, híjs в середній частині. Ступінь цієї неравномірності під секційним котком з робичов поверхнею по формі логарифмічної кривої у виглдці (2) не переверне

Для всіх типі в влпробувашос дефортаїоріа і щілинорізів ’рунту ззасздЗБ’язск опору Р з глибшіоіо обробітку Ь апрокскыу-:їься лінійною залеиніств (мал. 14):

Р = а1+Ь11і,

дослідні коефіцієнти.

іе

а, і Ь

ш

1Ш‘3£

І’кН

300

200

\ )

*1

0 5 10 15 20 25 ЗО %

!ал. ІЗ. Залежність дсфорка-іійної постійної V від во-огості V/ грунту і шввдко-ті V РУХУ наконечника

1,М

Нал. 14. Вплив глибиниИ обробітку грунту на опір Р розпушувачів: І-йорсткий; 2 - під-пружинений; 3-віброударний

Лідпрудинпвання де^орматора знияує опір розпушувача на 10,4$. рацюючи в режимі багагоконтактно-ударної дії на грунт віброудар-:ий розпушувач зазнав на 12,3$ иенший опір, ніл підпружинений. 'іброударний підвіс зубчастого щілиноріза дозволяє знизити його пір, в середньому, на 19,755. Заміна серійного полицевого корпуса луга новим зубчастим безполицевим сприяє зниженню енергоємності бробітку грунту на 25*..40$.

Для двосторонньо-зубчастого безполицевого корпуса плуга на руяинному підвісі при обробітку грунту, в результаті реалізації атриці планування повного факторного експерименту, одернане рів-яння в натуральних змінних у вигляді:

Рпб = -1,34 + 18,00Ь+0,18У, (59)

8^ПВ" опір двосторонньо-зубчастого безполицевого корпуса плуга а пруаинному підвісі, кіі; Ь - глибина обробітку грунту, м;

/ - робоча шввдкість, км/г.

Для двосторонньо-зубчастого безполицевого корпуса плуга на

віброударному підвісі рівняння, ідо описує функцій відгуку в нагу ральних змінних, яка відображає його ouiр РвуБ Mas наступ

ний вигляд:

Pbud 1,37 + 18;83Ь + 0,16V. (Û0)

Зберігаючи загальну законовірність зростання опору із збільшення глибини обробітку грунту і робочої швидкості руху віброударний двосторонньо-зубчастий безполицевий корпус плуга має на 24,5$ ь;е ший опір ніж на пруаинному підвісі.

Рівняння в натуральних змінних для визначення опору Р ВУО (к односторонньо-зубчастого безполицевого корпуса плуга на віброуда йому підвісі мас вигляд: .

Рвао = -1,76 + 17,17h + 0,15V. <“>

У результаті реалізації плану повного факторного експеримєн ту для плоского підпружиненого, а також віброударних плоского і зубчастого щілинорізів одержані рівняння в натуральних змінних, відповідно, у наступному вигляді:

Рпщ=-1,55+15,60h+0,14V> №г>

Рпвщ=-2,80+17,8ûh+0,17V; <“>

Р3вш=-2,90+15,40h+0,21V, т

де РпіД’РпВШ. іРзвШ. - опір, відповідно, плоского підпруашіено плоского і зубчастого віброударного щілинорізів грунту.

Серед досліджених трьох типів щілинорізів грунту зубчастий віброударний має мінімальну енергоємність. У польових умовах тяговий опір зубчастих віброударних робочих органів, в порівнянні серійними плоскорізальними, знизується на 16...18$, Ступінь кришіння грунту експериментальними зубчастими робочими органами, в порівнянні з серійними, збільщуеться, а брильність зменшується в

1,3...2,0 рази (протокол J? 33-9-73В відомчих випробувань Иівденн Української ІІВС). При цьому заглибленість і стійкість ходу по гл бині підвищується в І,4...І,7 рази, а вміст ерозійно-небезпечних часток у верхньому шарі знижується в 1,3 рази. Установлення на експериментальних робочих органах багатоконтактно-ударної стовби замість пршої і виконаної по логарифмічній спіралі вигляду (І), дозволяє збільшити ступінь збереження стерні на I5...I7/S і зменшити ширину розвальної борозни на 0,06...О,10 м.

Установлено, по цільність дна борозни після проході' зубчастих віброударних робочих органів на 12...14% кенша, нід після серійних. Заздяки покращенню структури грунту середня вологість натрового вару на ділянках, які оброблені ’багатоконгактно-ударними робочими органами, в осінньо-зимовий період була на 2...Зі? вица, ніа у варіанті з обробітком серійними робочими органами, внаслі-цоїс більш глибокого промочування грунтового профілю. У результаті цього врожайність зеленої каси кукурудзи під впливом обробітку грунту зубчастими робочими органами підвищилась на 16,8 ц/га, а <ачанів - на 21,6 ц/га, зерна гороху - на 0,7...1,2 ц/га. Багаторічні досліди по впровадженню багатоконтактно-ударних робочих органів у Господарствах ПервомаЙського району Республіки Крим пока-5али підвищення урожайності зернових культур на 8...12%.

ііові багатоконтактно-ударні робочі органи пройшли відомчі ви-іробування на Південно-Українській МВС (м. Херсон)» демонструва-іись на виставках України, упроваджені в господарствах Запорізької ібласгі і Республіки Крим. Економічна ефективність нових грунтооб-юбних робочих органів, з урахуванням їх екологічного впливу, визичається трьома основними елементами:

- зниження експлуатаційних витрат за рахунок зменшення енер-озатрат на обробіток грунту;

- підвищення врожайності сільськогосподарських культур за ахунок покращення якості кришіння і зниження щільності грунту, що прияз підвищенню вологонагрсмадкення;

- зменшення ступеня схильності до ерозії верхнього родючого ару грунту за рахунок збереження стерні і зниження кількості еро-ійно-небезпечних часток.

Механіко-біонічні основи багатоконтактно-ударної дії на рунт і розроблені на цьому принципі нові протиерозійні робочі ргани дозволяють підвищити продуктивність праці в грунтообробіт-f на 2Ь%.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОНСИ '

І. Створення функціональних і малоенергоєиних робочих орга-:в для грунтообробних машин треба проводити на базі вибору ксха-:чної дії на грунт по аналогії із взаємодією в біологічній сис-;мі, як найбільш раціонального і економічного. В основу процесу іботи протиерозійних робочих органів з урахуванням агротехніч-к, енергетичних і екологічних вимог необхідно покласти природ-гй багатоконтактно-ударний принцип руйнування грунтових arpera-

тів повітряним потоком. При формоутворенні поверхонь грунтооброб них органів треба вшористовувати сучасні методи біоніки, як скд дової частиш: загальної теорії систем.

2. Комплексний підхід до обгрунтування багатоконтактно-удар кого принципу дії, оптимальної форхи і параметрів протиерозійних робочих органів, запропонованій у дисертації, необхідно застосовувати з сукупності факторів простору і часу біонічної система: робочий орган по подібності біологічному аналогові - грунт-росли на-атмосфера. У процесі системного підходу до створення грунтооб робних робочих органів з оптимальними параметрами треба використовувати в якості їх прототипів живі організми.

3. Розроблена схема рішення задач по біонічному обгрунтуван на ."Параметрі в і принципів дії грунтообробна знарядь включає вив чсшія основних факторів дії виконавчих органів вибраних біологіч них прототипів у просторі і часі з дальший аналітичним описуван-шьі і використанням цих закономірностей для створення і удоскона лання робочих ланок грунтообробних машин. Біонічні дослідження

НИХ і повітряних середовищ (XipfiiQS gLadius,Corvus corax L.: дозволили знайти оптимальні форми багатоконтактно-ударних грунтообробних елементів: логаріфіічні криві обгинаючих ліній зуб*їв і логарифмічні спіралі для бокового профілю та вирізів переривчаї того леза з коефіцієнтом розміщення зуб'їв, що дорівнює 0,22...

4. Одержані в основах теорії багатоконгактшіх.протиерозійна робочих органів аналітичні залежності дозволяйсь визначати, оптимальні співзідношеїаія уія ділянками контакту і виникаючим тиском з урахуванням форми переривчастого дефорыатора (зубчастого леиі-ша, ножа, цілиноріза, секціГшого котка). Реалізація умов сковзання і сходу грунту, о такон рослинних решток досягається логарифмічною формой вирізів багатоконтактних лез грунтообробних елементів з розміщенням різальних кромок зуб’їв по логарифлічній кривій

5. Основной узпгрлькешаїи характеристиками фізико-механіч-них властивостей грунту при багатоконтактно-ударній дії на нього треба вважати деформаційну постійну і критичний тиск. Взаємозв’язана з твердістю грунту деформаційна постійна визначається по запропонованій методиці з використанням польового приладу» або лабораторної установки, шляхом втискування жорсткого плунжера в

0,24.

грунт. При існуачих ивцдкостях безполицевого обробітку грунту в стані фізичної стиглості для півдня України значення деформаційної постійної знаходиться в межах 200*10“?..280*10"^ м'Т'И.

{?. Розроблені теоретичні основи дозволили використати бага-токонтактну дію на грунт у просторі і ударну - у часі, що реалізується у новому віброударному механізмі з чергуючими аорсткими

і пружно- в'язко-пластичними ланками. Ступінь вільності такого механізму автоматично змінюється відповідно силовій дії від одиниці (кінець фази стискання) до числа,рівного кількості рухомих віброударних ланок (кінець фази руйнування і початок стискання грунту). Завдяки можливості варіювання ступенем вільності новий віброударний механізм у складі грунтообробній робочих органів здібний працювати в оптимальному режимі при широкому діапазоні умов деформації і руйнування грунту, а також легко адаптуватися до зміни його фізико-механічних властивостей.

7. Запропоновані методики розрахунку і проектування віброударних механізмів з перемінним ступенем вільності для багатокон-тактно-ударних грунтообробних протиерозійних робочих органів базуються на аналітичному описі динамічних моделей систем деформації грунту і комплексному рішенні рівнянь його стану. Вони дозволяють, з урахуванням фізико-механічних властивостей грунту, визначати раціональну форму і конструктивні параметри робочих органів.

8. Для створення нових конструкцій протиерозійних робочих органів багатоконтактно-ударної дії на грунт треба використовувати чотири типи проміжних ланок віброударних механізмів: пружні, пружно-в’язко-пластичні, електромагнітні, і з примусовим приводе«. У відповідності із запропонованої) класифікаціє» ланок істотно нові технічні рішення закладені в наступні конструкції протиерозійних робочих органів, що характеризуиться кращими якісними і енергетичними показниками:

- зубчасті плоскорізні робочі органи, глибокорозпушувачі, щілинорізи та безполицеві корпуси плугів з різально-кришильними елементами, поверхні яких виконані по формі обрисів логарифмічних спіралей і кривих з коефіцієнтом розміщення зуб’їв, що дорівнює 0,23;

- гладкі секційні котки з робочими елементами у вигладі зрізаних еліпсоїдів обертання і віброударнини ланками;

- віброударні плоскорізні лапи, розпушувачі, щілинорізи,

глибокорозпущ'вачі і борони, що містять у собі нові віброударні механізми з чергуючими пружно-в’язко-иластичними і вібромагнітним: ланками у циліндричному корпусі.

9. Створені нові типи б агат сконг ах гно-удари ік протиерозійних робочих органів дозволяють, подібно живому організму, оптимально реагувати на варіювання стану грунту і зберігати незмінним режим роботи - автоколивання. Принципова особливість таких конструкцій -динамічний зв’язок і узгодження співударів ланок самого робочого органу з технологічним процесом обробітку грунту, його чергуючими фазами деформації і руйнування.

10. Порівняльні випробування багатоконтактно-ударнюс грунтообробних робочих органів у лабораторних і польових умовах показали, що, підтримуючи стабільність автоколивального режиму вони, на відоіьгу від серійних, мають меншу енергоємність на 15... 175?. Щіль ність дна борозни при їх роботі на 12...14^ менша, а деформаційна постійна грунту на 23...2Ь% більша. Ступінь кришіння ними грунту підвищується в 1,5...1,8, а заглибленість і стійкість руху - в

1.5...1.7 рази. Брильність грунту зменіщ'єгься в 1,5...І,9 рази. Блісг ерозійнонебезпечних часток у верхньому шарі грунту знижуєте ся на 8...10^. Зубчасті віброударні стовби протиерозійних робочих органів дозволяють зменшити ширину і глибину розвальної борозни в

1.5...1.7 рази і збільшити ступінь збереження стерні на 15...17%. Застосування запропонованих робочих органів дозволяє збільшити продуктивність на 25$.

11. Новина досліджень підтверджена 15 авторськими свідоцтва!,) на винаходи. Одержані результати і запропоновані методики розрахунку і проектування грунтообробних багагоконгактно-ударних механізмів моета використовувати як основу для удосконалення існуючої грунтообробної техніки, створення нових машин і знарядь, що від-повідаигь вимогам перспективного землеробства.

РЕКОЙЕЩАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Запропонована в дисертації біонічна система "робочий орга по подібності біологічному аналогові - грунт-рослина-атмосфера" і розроблені основи теорії багатоконтактно-ударної дії на грунт рекомендуються для використання в роботі лабораторій, розрахункових груп і конструкторських бюро ВДІ та заводів сільськогосподарськог машинобудування, а такоа підприємств і БУЗів, які займаються питаннями механізації обробітку грунту.

2. Новий принцип багатоконтактно-ударної дії на грунт поссре

іицтаом віброударних механізмів пропонується для створення нових грунтообробних робочих організ. При удосконаленні їх серійних хон-:труіщій у господарських умовах доцільно замінювати прунинні еле-;енти віброударшьш механізмами з чергуючими жорсткими і прулпнш ¡анісами, а суцільні леміші та нозі - зубчастими. Визначення пара-атрів і реаимів роботи віброударних механізмів нового типу зико-уеться по розробленій в дисертації методиці.

3. При грунтозахисній технології вирощування сільськогосподар-ьких культур у системі машин для обробітку грунту з мінімальний нергетичними затратами і ефективним кришінням грунтового шару про-онуеїься застосовувати сім типів протиерозійних робочих органів,

іі створені на основі теорії багатоконтактно-ударної дії на грунт, t новіша захищена 15 винаходами.

ОСІЮЕШЙ ЗІ-ІІСТ ДИСПРТЛЦП ШУШШїОНШЙ В ПАСТУШИХ РОБОТАХ

І. Бабицкий Д.$,, Бауков А.З., Кушнарев A.C. Исследование зуб-іїьіх рабочих органов биологических прототипов зеилероев//Соверк;ен-■вованиа процессов и рабочих органов сельскохозяйственных маиин: іущшз груды /УСХА. -К.:УСХА, 19%. —Вып. 162,- С. 23-23.

¿.Бабицкий ЛЖ, Бауков A.B., Рожков 11.Н. Методика определена формативной постоянной почвы в полевых условиях // Совершенство-н;:е процессов и рабочих органов сельскохозяйственных машин: Науч-:з труды / УСХА.-К.: УСХА, 197о,- Вып. 162.- С.58-62.

о. Контактная задача а теории взаиаодейвтзия рабочих органов льскохозяйственных машин с материалами /Баукоа A.B., ііуанарев С., Бабицкий Д.а., Роаков П.ІІ.// Аналитические и графические ;>;е-ды рационального конструтования поверхности рабочих органов чвообрабатызающих машин: йаучные груды/УСХА.-К.: УСХА. 197Ъ,-п. 1бЬ.~ С.3-Ій.

4. Обоснование параметров зубчатых рабочих органов /Бабицкий

S., Бауков A.B., Кушнарев A.C., Ролков H.H.// Почвообрабатывающие пины и динамика агрегатов: Научные труды /ЧІІІЗСХ.- Челябинск,

76.- Вып. 98.- С. 62-67.

5. Бабицкий Д.Ш., Баукоз A.S. Определение основных геометри-ясих параметров зубчатых ровщих органов биологических прототипов злероеэ //Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: Наше труды /Ч>ШЭол.- Челябинск, 1975. -Вып. 118.- С. 51-56.

6. ъабицк’лй Д.Й., Бауков A.B., Куинарев A.C. Исследование »чатых рабочих органов биологических прототипов зеалероев //Боп-:ы земледельческой механики: Тезисы докладов Всесоюзной научной іференуии по современным проблемам земледельческой квхашггл.-^.:

і, 197о. C. ol«

7. Бабицкий J1.Q. Летодика проектирования зубчатого рабочего ана для противоэрозионной обработки почвы //Вопросы земледель-кой механики: Тезисы докладов XX Всесовзной научной конференции современным проблемам земледельческой механики.- J.: ВД4. 1973.-

¡3. Бзбицький Л.й. Депортація грунту залежно від йорми робочо-органу //Вісник сільськогосподарської науки,- K.: Урожай, 1978..- С. 64-87. , ,

9. Бабицкий Д.5., Бойтенко Ї).Е. A.C. 600976 СССР, й Кл. дОІВ

25/26. ИлоскореаущиЙ рабочий орган/ Заяв л. 17,04.75. Опубл. 05,04,78, Бил. !? ІЗ. '

10. Вабнішій _Л .y., Бауков А.Б., ііушнарев A.C. A.C. 646043 СССР. J ііл.АОІВ 35/26. Почвообрабатывающий рабочий орган/ Заяв л, Ü2.C4.75. Опубл. Ib.0fc.79. Бил. Ji* 6.

11. Бабицкий Л.й. Рабочий орган для противоэрозионной обра-

ботки почвы // Техника в сельском хозяйство,- ні.: Колос, 127Э.-1? 2,- С. оЭ-70. ,

12. Бабицкий Ji.üi. A.C. 674702 СССР. Л Кл. А0ІВ 35/26. Почгс обрабатывающий рабочий орган/ Заявл. 17.11.77. Опубл. 25.07.79. Бал. О 27.

13. Бабицький Л.и. Обгрунтування геометричних параметрів р< бочого органу культиватора для протиерозійного обробітку грунту/ Вісник,сільськогосподарської науки.- ft,.: Уронай. 1981.- 1? II,-С, 61-63.

14. Бабицкий Л.Ш., Бауков А.Б. Эффективность приыенеши зу(

чатого рабочего органа культиватора в системе противоэрозионной обработки почвы ®га Украины //Почвообрабатызающие машины и диг мика агрегатов: Научные труды /<ШЭСХ.- Челябинск, 1981.- Вып. ] C. 3I-ü4. ,

15. Бабицкий Д.Ф. Зубчатый рабочий орган культиватора-плосі реза //Техника в сельском хозяйстве.- Ü.: Колос. І982.-ІГ4.-С. 55

16. Бабицький л.<1>., Бауков A.B. Використання деформаційних властивостей грунту при визначенні раціональних параметрів груні обробних робочих органів //Вісник сільськогосподарської науки.-K.: Урокаи, 1932.- ff 4.- С. 44-47.

17. Запороаец В.А., Бабицкий Л.Й., Бауков A.B. Обоснование технологической схемы и расположения рабочих органов культиваті ра-рьклителя для обработки виноградников //¡механизация штодоемкі процессов в растениеводстве: Научные труды/ЮСА.-К.: УСХА, 193;

О, ö7-40.

13. Бабицкий Л.2. Взаимодействие рабочих поверхностей проті воэрозионных машин с почвой //Совершенствование зональных систе: машин и цуги повышения производительности труда в сельском хозяі стве: Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции,- К.: УІШЗЗСХ. 1584,- С. 9-Й. ,

19. Бабицкий Л.-2. A.C. III3007 СССР. М Кл. A0IB 29/04. Каті для обработки почвы / Заявл. 28.02.83. О публ.15.09.84. Бвл. $34

20. Бабицький Л,и. Обгрунтування форми гладких секційних котків //Вісник сільськогосподарської науки.- K.: Урожай, І9о5,-І? 12.- С. 78-81.

21. Бабицкий Л.й., Бауков A.B. Совершенствование формы ра-

бочих органов культиваторов-плоскорезов //Совершенствование май и механизмов при производстве продуктов растениеводства: Научны труды /УСХА.- it.: УСХА. 1985,- С. 99-105. , ,

22. Бабицкий 5,щ, A.C. 1243541 СССР. ’Л Кл. A0IB 35/261 13/ Рыхлительная лапа /Заявл. 26.06.84. Опубл. 15.07.86. Бил. іі* 26.

23. Бабицкий Л.&., Бауков A.B. Обоснование формы стойки ра бочего органа культиватора-глубокорыхлителя //Механизация трудо емких процессов в растениеводстве Крымской области: Научные тру, УСХА,- К.: УСХА, 1937,- С. 21-24.

24. Бабицкий Л.Ш. A.C. 1380624 СССР. LI Кл. А0ІВ 29/04. Каток для обработки почвы /Заявл.28,01.86. Опубл.15,03,83, Бал./Л

25. Бабицкий Л.iß, A.C. 1429953 СССР. ¿ГКл.АОЇВ 35/24. Рыхл тельная лапа /Заявл. 12.02.86. Опубл. І5.І0.88. Бил. ¡? 38.

26. Бабицкий J1.Ö., Даценко Н.З., Бауков A.B. A.C. 1496646 СССР. Л Кл. A0IB 13/08. Глубокорихлитель /Заявл. 9.03.87. Опубл 30.07.89. Бюл. J? £8.

зэ

27. Бабицкий Л.й., Банков А.З., Даценко Н.В, исследование и боснопаниа параметров глубокорыхлителя с зубчатый реяуаде-кроша-шл элементами /Peta. -і. Механизация :і электрификация сельскохо-яйсгзенного производства: Дсп. з ШЖГЗії агропроме.- 1.1., 1'JoJ.-

4. - C.II.

£8. Бабицкий Л.и>., Даценко Н.В. Методика определенна пара-атроз зубчато-режущих элементов стойки хульткзатора-глубокорых-ктеля //Совершенствование рабочих процессов сельскохозяйственной ехники: Научные труды /Кишиневский LX»!.- Кишинев. 1469.- C.ІІ-І4.

29. Бабицкий л.y. A.C. 1501337 СССР, ¡<í Кя. AOÍB ІЗ/IG. Рабо-ий орган глубокорихлителя почвы /Заязл. 18.01.Ш.Опубл. 07.05.Ш. ол. л* 17.

30. Бабицкий Л.$. A.C. ІС4І207 СССР. Л Кл.АОІВ 33/10.Бибро-агнитный плоскорежущий рабочий орган /Заявл. 09.09.Ш. Опубл.

5.С4.9І. Еюл. !? 14.

31. Бабицкий Л.£>. A.C. 1653554 СССР. М Кл. АОІВ 13/16. Виб-эударный целерез /Заявл. ¿¡4.05.89. Опубл. 07.06.91. Бгал. ¡? '¿І.

¿2. Бабицкий Л.й. Структура и кинематика почвообрабатьшаадих яб|оударнькд:еханизмов ІГйїсник аграрної науки.- ÍÍ.: Нива, 1991.-

*33.*Бабицкий Л.5., Баукоа А.Б. Обоснование путей повышения ^технического уровня машин для безотвальной обработки почв Крьь-

і //Основные направлення развития сельскохозяйственного производив Крьыа в период перехода к рынку: Сборник научных трудов /

2Ш,- Киев, 1991.- C. 224-229.

34, Бабицкий Л.Ф., Бабицкий А.Л. A.C. 1715220 СССР. ¿1 Кл.

)1В_ 39/40. Почвообрабатывающее орудие /Заявл. 05.03.90. Опубл.

’ 35. Бабицкий Í.S., Наконечный Г.В. A.C. 1722267 СССР. М Кл.

)1Б 35/26. Рабочий орган плоскорезной лапы /Заявл. 19.03.90. зубл. 30.03.92. Бюл. іГ’ 12.

36. Бабицкий Л.iß., Бабицкий А.Л. A.C. 1743392 СССР. ¿I Кл.

ИВ 23/02. Рабочий орган бороны /Заявл. 19.02.90. Опубл.

1.06.92. Бпл. 0 24.

37. Бабицкий Л.а., Бабицкий А.Л. A.C. I764I26 СССР. У Кл.

>1В 30/20. Почвообрабатывающий рабочий орган /Заявл. 24.10.90 ¡убл. 30.12.92. Бюл. í.r» 48.

38. Бабицкий Л.<2. Экологические и бионические предпосылки »здания новых почвообрабатывающих органов //Сельскохозяйственное ¡окзаодство и экология Крыма: '1еэисы докладов П Республиканской іучно-практической конференции.- Симферополь, ІЄ92.- Часть П.-

8-Ю.

39. Бабицкий Л.§. Взаимосвязь деформационной постоянной и іердости почвы как основа для определения формы почвообрабатыва-іих рабочих органов //Зіенше аграрної науки. - К.: Аграрна нау-

I, I9S4.- #41- С. 93-97.

40. Бабицкий Л.а., Коваленко АЛ. Эколого-экономическиа ос-івьі организации территории и обработки почвы // Современные про-шы охраны и воспроизводства почвенного плодородия (экология, ономика, право): Материалы Межгосударственного научного сеыина-.- K.: СОНС Украины . Национальная Академия наук Украины,

94.- С. 93.

Шайимэ

Бабицкий Леонид Федорович

НЕХШНО-БИОНИЧЕСКИЕ ОСНОВІ ННОПЖОНТАКТНО-УДАРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ НА ПОЧВУ (на украинском языке)

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Відповідальний за випусх доктор сільськогосподарських наук,

професор D.S Лізяк

Підписано до друку 20.08.S4. Формат 60 х В4 І/І6 Об’єм 2 ум. друк. apsc. їираж 100. Заказ 5 3C63 зкз.

ТЕС.

litskiy L.i1. niechanical and Bionic Foundations of Kulticontact ■cussive Effect of Anti-Erosive Working Organs on Soil, sis in the form of manuscript for a degree of Doctor of hnical Sciences, speciality Ho 05.20.01 - mechanisation of icultural production, Crimean Agricultural Institute, iferopol, 1994.

ended are 40 research works and 15 author's certificates, ch contain both theoretical and experimental research for the pose of substantiating a new principle of multicontact cussive effect on soil and its deformation constant. A new nd in agricultural mechanics has thus been formulated and eloped. The trend consists of biosystem approach to the ation of soil-cultivating working organs. It allowed to ermine the nmchanisms of the form-building of the surface of ched anti-erosive working organs similar to biological logues using modern methods of bionocs. The proposed soil-tivating working organs found application in agricultural iuction. The data on their operating efficiency are brought in.

ицкий Л.Ф. Механико-бионические основы многоконтактно-ударного действия противоэрозионннх рабочих органов на почву, оертация в виде рукописи на соискание ученой степени доктора нических наук по специальности 05.20.01 - механизация сель-хозявственного производства, Крымский сельскохозяйственный титут, Симферополь, 1994.

ищается 40 научных работ и 15 авторских свидетельств, которые еряат теоретические и экспериментальные исследования по обос-анию нового принципа многоконтактно-ударного воздействия на ву и ее деформационной постоянной. Сформулировано и развито ое направление в земледельческой механике, заключавшееся в системном подходе к создании аочвообрабатыващих рабочих орга-. Установлены закономерности формообразования поверхностей роударных зубчатых противозрозионных рабочих органов по подо-биологических аналогов с использованием современных методов зики. Осуществлено внедрение предложенных почвообрабатывающих эчих органов в сельскохозяйственное производство, приводятся 1ые об их эффективности в процессе работы.

Ключові слова:

гемний підхід, біоніка, біологічний прототип, багатоконтактна , деформаційна постійна, віброударний механізм, зуб, удар, зви механіки, грунт, протиерозійний робочий орган.