автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование формы и основных параметров рабочих поверхностей плужных корпусов с криволинейными образующими

ОРЕНБУРГСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

т

•т ш

Шитина Наталья Георгиевна

УДК 514+631.445.4(470.56)+631.312.001.63

ОБОСНОВАНИЕ ФОРМЫ И ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПЛУЖНЫХ КОРПУСОВ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ОБРАЗУЮЩИМИ

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Оренбург - 1994

Работа выполнена на кафедре «Инженерная графика, сопротивление материалов и детали машин» Оренбургской ордена Трудового Красного Знамени Государственной сельскохо-11истнеиной академии.

Научный руководитель-кандидат технических наук,

доцент Н.Е.ШЕЙНИН

Научный консультант - доктор технических наук,

профессор И .Т.КОВРИКОВ

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор АЛ ДОРОХОВ

кандидат технических наук, профессор В.Н.МЯКИН

Ведущее предприятие - Научно-производственное объединение по сельскохозяйственному машиностроению НПО ВИСХОМ (Москва)

/о ' /С-¿С/

Защита состоится «_/£.» ___1994 года в часов на

заседании специализированного совета К 120.95.01. в Оренбургской ордена Трудового Красного Знамени Государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 460795, Оренбург, ул. Челюскинцев, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской Государственной сельскохозяйственной академии;

Автореферат разослан «/1 » 1994 года

Ученый секретарь специализированного совета, ' доктор технических наук .А.СОЛОВЬЕВ

Актуальность теш. Предпосевная обработка почвы в. иогик анах мира предусматривает вспашку почвы плугами. Прсцоес э~от только трудоемкий и энергоемкий, что его совершенствованием яты лучшие теоретики и практики многих стран.

-Кризис топливно-энергетической отрасли заставляет иасать од в, соададии знергосберегашщх технологий, в том числе и женка энергоемкости пахотных агрегатов за счет создания новых >м ле^ешно-отвальных поверхностей плужных корпусов, эффективно ачес-т^енна воздействующих на почву при минимальных затратах

фГПЦ.

Во!'с^щи^>орание новых форм рабочих поверхностей плужных >пусо$ ппедстапляет собой длительный теоретический и экспери-1талъщ% одесо, на который уходят годи, отыасание до опти-1Ыюго варианта, путем натурных испытаний, еще больше удорожа-этот цррцесп. Объясняется это сложностью строения и свойства-почвц, а, отсутствием определенных 1сритериев взаимосвязи

1еы и форэд ДОП.

Основоположник земледельческой механики академик В.П.Горяч-I указывал, ца, то, что сначала надо было бы выяснить то движе-э почвы в пространстве, отвлекаясь от самой поверхности, кото-" э нужно, чтобы произошли все процессы ее деформации и укладки Зорозду, а затем по такому движению создать поверхность. Но гая задача соответствия формы ЛОТ характеристикам обрабатывае-й почвы писа не решена.

Рабочие поверхности плужных корпусов культурной формы ОСТ) обеспечивают агротехническое качество пахоты с большой ергоемкостью, что ставит задачу замены их на новые, менее ергоемкие формы.

Наиболее рациональным путем отыскания таких форм является нструирование, основанное на использовании огромного теорегя-ского и экспериментального материала, наработанного отечест-нными и зарубежными исследователями по оптимизации поверхнос-и, на что еще в свое время указывал академик В.П.Горячкин.

Исходя из сказанного нами выше, научно-исследовательская йота, посвященная созданию новой геометрической модели построим рабочей поверхности плужного корпуса с уменьшенной энергокостью, на основе анализа лучших отечественных и зарубежных шраОоток, относится к актуальным зада. 'М земледельческой меха-пси.

Цель работы. Создание новой геометрической модели рас поверхности плужноеокорпуса с криволинейными образующими и с нование параметров, обуславливающих уменьшение энергозатрат сравнению с культурной формой.

Объект исследования - плужной корпус американской $ "Джон-Лир" и плужной корпус по ГОСТ культурной формы.

Методы исследований. Графический метод исследования и лиза по горизонтальным сечениям привели к описанию рабочей верхности плужного корпуса фирмы "Джон-Дир" горизонтальными молинейными образующими, переходящими в изгибы. С этой и разработана методика геометрического построения крпволине образующих новой формы, что дало возможность графического м лирования рабочей поверхности плужного корпуса нового закона разования.

Теоретические исследования силовых характеристик раб поверхностей плужных корпусов проводились новыми геометричес и аналитическими методами по определению суммарных величин дольных составляющих нормальных сил давления.

С целью уточнения полученных теоретических результато определения эксплуатационных показателей пахотного arpera экспериментальными плужными корпусами и корпусами культу формы проведены полевые испытания по стандартным методикам, обработке результатов использовались методы математической i тистики и теории вероятностей.

Научная.новизна. Разработана новая геометрическая форма бочей поверхности плужного корпуса с криволинейными, горизонт, ными образующими, включающая в себя, как частный случай, раб> поверхности с прямолинейными горизонтальными образующими. Ра: ботана геометрическая методика построения криволинейных обра щих. Разработан метод -силового сравнительного анализа раб< поверхностей плужных корпусов с горизонтальными образующ) Предложен метод моделирования рабочих поверхностей плужных i пусов данной группы с разной шириной захвата и поверхно< близких к даннсй группе. »

Практическая ценность. Разработанная новая геометричес модель рабочей поверхности плужного корпуса обеспечивает воз) ность моделирования новых лемешно-отвальных поверхностей плуг корпусов с меньшей энергоемкостью по сравнению с культу!

ппой поверхностей. Эта модель может бить не\:на г: *, актировании элементов и органов подобного типа, таких клч: юснимы, предплужники и т.д., рабочих органов других сельс::ст-шйственных машин, дорожно-строительного, к>охгл:-рс. : иного и :ного назначения, лопаток турбин и винтов саьслетса.

Методшса определения продольных составляются нормальных сил злення применима ко всей группе поверхностей с горизонтальной эскостью параллелизма и позволяет проводить сравни? о-^ный сизой анализ до пола чих испытаний.

Реализация результатов исследований. Результаты исследова-й приняты 1Ш0 БИСХОМ (г. Москва). Созданный совместно с отде-м комплексен машин, мелиорации, обработки почвы и ухода за льскохозяйственними с тру гсту рами ШО ВЛСХОК а плужной зкелери-нтальний корпус КД-03,прошел полевые и производственные испы-" ния, подтвердившие уменьшение тягового сопротивления на 10-15% сравнен™ с корпусами культурной форьи при одинаковом качест-пахоты.

Результаты исследований использованы при создании новой тструкции углоенпма, одобренной реш< кием научно-технического >вета областного управления сельскогс и рекомендован-

)й ¡с широкому внедрению. В настоящее времл более трех тысяч уг-зешшов работают на площади свыше ста пятидесяти тысяч гектаров.

Апробации. Основные положения, результаты исследований до-э.т.ены и получили положительную опенку на научно« зональной конвенции по земледельческой механике " Интенсификация моханизи-эванных процессов и земледелии" Казанского сельскохознйственно-о института имени 'i.Горького в lf.v?r. (Казань); на научно практической конференции кафедры "Почвообрабатывающие и посевные манны тПШЭСХа в 1970г. (Челябинск); на XX Всесоюзной конференции о проблемам земледельческой мех посвященной 110-летг^ "о

ня рождения'академика В.ПЛ'оря'•:«<««•. Г-i^, 1978г. (Москва); «а аседании секции ШО ВИСХОМа, с г- смплексов машин для мелио->ации, обработки почвы и ухода : . '.-скохозяйственными структу->ами, 1990г. (Москва); на н-_.' октической конференции сотрудников и аспирантов Оренбурге.:-,.- ордена Трудового Красного Знамени Государственной сельск'.-:::.'Уийственной академии 1004г. (Оренбург);на XI11 региональной ii-.v..-о-практической конференции /ченых и специалистов, посвященной 250-летию Оренбургской губер-

нии и 60-летгл образования Оренбургской области, 1994г. (О;

бург).

Публикации. Основные материалы диссертационной работы 01 яикованы » Э печатных работах общим объемом 9,9 печ.л. (в ¡.¡еле лично автора 5,4 печ.л.)

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 1 дения, шести глав, списки использованной литературы 87 наим< ваний, в том числе 3 на иностранном языке. Работа изложена 144 страницах машинописного текста, включая 41 рисунок, 11 ' лиц, 18 фотографий и 13 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении изложены актуальность выполненной боты и основные научные положения выносимые на защиту.

В первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследовш на основе анализа литературных источников показано, что суще вует множество форм рабочих поверхностей плужных корпусов и с собов их построения, основанных на графических, графо-авали ческих и технологических основаниях и связано это, в первую с редь, с отсутствием законченной модели почвы и теории взаи действия с ней рабочих органов. Все это приводит к создан™ вых форм рабочих поверхностей плужных корпусов большой энергс кости и поиск постоянно продолжается.

Структурная схема систематизации геометрических форм по зывает большую перспективу конструирования новых форм ЛОП. сейчас нет возможности установить оптимальный вариант формы д в пределах одной группы, не говоря уже о комбинационном соче нии разных классов и групп, из-за недостатка теоретического а лиза и математического обоснования при их конструировании.

В настоящее врем на практике наибольшее распростране получила группа рабочих поверхностей плужных корпусов с прямо нейннми горизонтальными образующими по анализу которых выполн наибольшее число работ. В.П.Горячкин в своих работах показ что из поверхностей различных групп наиболее близкими по тех логическим условиям для плужных корпусов являются поверхно* неразвертывающиеся с прямолинейными горизонтальными образуют!1 В промышленном производстве широко применяются предложенные

.Сладковым, П.Н.Бурченко методы задания ЛОП ллней'-мтой формы адаиной плоскостью параллелизма (цилиндры, цилиндроиды, гелч-ды и т.д.). Однако трудоемкость проектирования этим методом рудняет процесс оптимизации, что опять приводит к натурным ытаниям. Учеными ВИМа, ЕКСХШа проводятся изыскания методов лиза и проектирования ЛОП плужных корпусов и разработка паке-

програым автоматизированного расчета на ЭВМ для САПР, что т резкий скачок по сокращению времени проектирования, но и : не дают завершенной картины и вопрос оценки энергетнчесчсих и дологических свойств поверхностей остается открытии.

Для оценки разработанной поверхности по ее энергетическим актеристшсам необходимо разработать или принять готовую мо-ь расчета.

Исследованиям процессов, происходящих при вспашке, посвяще-больиое число работ. В.Л. Желиговскому принадлежит ряд фунда-.тадьиых работ по определению взаимосвязи между формой поверх-тн и техиолопгческим процессом. Большую актуальность имеют юты В.И.Виноградова, А.И.Любимова, И.М.Панова, В.А.Саку-В.Р.Кирюхина. В них обобщи теоретический и экспериментальный •ериал по теории расчета тяго-зсго сопротивления плужных корпу-

I.

Ряд интересны); рабе*- по деформации почвенного пласта выполю А.Ь.Гудковым и Е.П.Урсу, где они обосновывают снижение уси-[ по его |фошеш,» лерэходом от деформации сжатия (кручения) к гармации растяко- ь (¡югибу). Однако определенных критериев по |дашю рабочей п> -рхнопти нет.

В оптимальном " .рианте должно быть выдержано соответствие >мы рабочей поверхности технологическим процессам, происходя-( в почве под ее ьоздействием. Но как указывал В.'А.Жилиговский сое соответствие не установлено и з чем оно заключается ни то знает.

Решение этой проблемы шэд; «ьа направления - это новые ¡работки по геометрии поверхностей, ч исследование почв. Нами ¡сматривается первая часть проблемы, которая состоит в созда-1 такого метода анализа поверхностей. результаты которого мож-было бы использовать для определения параметров, влияющих на гргоемкссть и характер взаимодействия с почвой. Вторая часть хачи может Сыть решена в будущем-фундаментальними исследонани-

ями почв, что подтверждается работами австралийского уче Кента Норткоу:«.

Для касте гдего исследования большое значение имеют ра американскь/. ученых, посвященные математическому прогнозиров тягового сопротивления плужных поверхностей для различных т почв, большая часть которых проектировалась по принципу пост ства давления Джефферсона. Оптимизация их проводилась боль натурными испытаниями, когда в эксперимент закладывалось л видов ЛОП одной группы. В этом направлении американские исс/. ватели достигли значительных результатов.

Все это заставило нас еще раз обратится к наработанному териалу по проектированию и анализу рабочих поверхностей плу корпусов с прямолинейными горизонтальными образующими и, отт нувшись от него, пойти вперед, создав на основе анализа одне наиболее совершенной формы рабочей поверхности американской мы "Джоп-Дир" перспективную геометрическую модель рабочее верхности плужного корпуса с криволинейными образующими.

На основе вышеизложенного сформулированы следующие аг исследования:

- выполнение графического сравнительного анапиза повер> ти "Джон-Дир" и поверхности культурной формы методом горк тальних сечений и выявление параметров, влияющих на их зне тические характеристики;

- создание методики построения закономерных крнволинс образующих;

- создание геометрической модели рабочей поверхности I ного корпуса с прямолинейными образующими, переходящими в к[ линейные и обоснование ее формы и параметров, обуславливг уменьшение энергоемкости по сравнению с культурной формой;

- разработка метода определения продольных составл) нормальных сил девления, позволяющего производить силовой < нителышй анализ рабочих поверхностей плужных корпусов с 1 эонтальной плоскостью параллелизма;

- экспериментальные исследования новой формы рабоче] верхности по эксплуатационным показателям с целью опреде, влияния основных параметров формообразования и режимов рабо' ее энергетические показатели;

- расчет технико-экономической эффективности приме.

периментолышх плу«них корпусов;

- моделирование рабочих поверхностей плужных корпусов с волииейньш образующими разной шириной захвата и поверхностей зких к ним.

Во втором разделе "Построение рабочей поверхности плужного пуса с криволинейными образующими" приведены результаты гра-еского анализа рабочей поверхности плужного корпуса фирмы ;он-Дир" и рабочей поверхности культурного плужного корпуса, выполнялся методом горизонтальных секущих плоскостей, тем са-[ мы перевели заранее исследуемую поверхность, в класс поверх-:тей с гориаонталып.ч.'.и образующими, что позволило в дальнейшей шзводить сравнительны:": анализ ЛОП.

Геометрические исследования писаэали, что образующие по-)хности "Дяон-Дир" примерно до крыла отвала могут бить апрок-лфованы прямыми линиями. Дальше образуыздта изгибались, но ка-1-либо закономерности их построения найти не удавалось, однако хно было предположить, что за счет уменьшения углов наклона разующих 1С стенке борозды и изгибам образующих снижается энер-эмкость корпуса плуга. Теперь перед нами встала задача: опре-лить закономерность построения образующих и их параметры гак, обы в каждом своем положении они наиболее близко копировали ответствуюаую образующую исследуемой поверхности. С этой целью л разработан метод построения криволинейных образующих. Скруж-сть заданного ралнуса R скользит по направлению образующей и оборачивается вокруг своего центра. Точка К, принадлежащая нашу изгиба описывает кривую. Меняя параметры-угол поворота ок-тшости или скорость ее скольжения можно описать образующие как шейной, так и нелинейной зависимости, а такта их сочетание 5ис. 1) .-------------------------

X

К

Рис.1. Методика построения криволинейных образующих.

Описав таким образом поверхность фирмы "Джон-Дир" нов образующими, близкими к исходным, но уже с известным законом еазования, мы установили закон изменения параметров такой фо при переходе образующих в калдое выше лежащее положение.

С учетом проведенного геометрического анализа нами разра! тана новая геометрическая модель рабочей поверхности плужш корпуса. Она задается направляющей кривой АА, горизонтальной < разующей КЬ линейной зависимости в первой части - Щ и нелит ной во второй - Пг (с изменяющимися параметрами) и новым грае ком перемещения образующих по направляющей кривой (Рис.2.).

Смысл создания такой модели состоит.в изменении геомец ческой формы поверхности, параметры которой: больший вылет нг равляющей кривой по сравнению с культурной формой, сложная фо{ образующих и новый график перемещения их по направляющей крш с уменьшением углов т до 0,85 полной высоты отвала, должны щ вести к уменьшению сил трения при перемещении почвы по такой г верхности и ее новому взаимодействию с ней.

Рис. 2. Геометрическая модель построения рабочей поверхнос плужного корпуса новой формы.

$,1>8Д.е литературных источников показано, что зависимость гового сопротивления от вылета направляющей кривой имеет пара-'ДИЧйседЙ- характер, чем больше вылет при увеличиваю ¡цихся углах плане,, тем, меньше тяговое сопротивление, но в этом случае удща^трч, агротехнические показатели. К этому же должно привес-I и. yMp^f,iuetn;e углов образующих к стенке борозды. Казалось бы, 'Q созданная на основе такой модели рабочая поверхность плужно-) корпуса, не должна крошить почву, но на практике этого не наб-ир^тся, и, ПО' CBOiiM крошащим свойствам экспериментальная поверх-HÇ уступит культурной. Связано это, как мы считаем, с но-щ, характером, взаимодействия ЛШ с почвой.

Уделцнецце угла постановки лемеха к бороздному обрезу до 5?' <?. инт.епрнзным. уменьшением углов образующих к стенке борозды р, 0,§5 высотц, ртвала, приводят почвенный пласт от деформации яздэд, к деформации растяжения в первой части поверхности и до-рлщде.едьчому; растяхешад на изгибах во- второй, что било подт-еряде^р исследованиями по крошению почвы ЛОП с отрезанным 1фы-РМ-,

Цд. oçupr?e такой модели совместно с ВИСХШом была разработа-ia, рарочая поверхность плужного корпуса с криволинейными образу-ШЩ.,, хслр^нр, удзпшшая КД. Ее строение можно определить следующим, образов, В первой части (до крыла отвала) поверхность выполнена, в, адде прямолинейных образующих, но с другой закономерностью перемещения по направляющей кривой по сравнешт с культурной, поверхностью. В левой части образующие переходят в криволинейные. Наибольший изгиб у нижней образующей отвала, который постепенно уменьшается до высоты 350 мм (0,8511), а затем переходит в прямую линию. Здесь, по назему мнению, завершаются все процессы крошения почвы. Е?лле указанного уровня образующие поворачивают в противоположную сторону, если смотреть на поверхность сверху. Изгиб нижней образующей в первом варианте взят нами по замерам поверхности плужного корпуса "Джон-Дир". Поворот образующих в противоположную сторону в верхней части поверхности оказывает влияние на перемещение почвенного пласта в борозду, но уже с меньшим усилием. Так как закон образования поверхности КД нов, то и сама поверхность будет новой, хотя она и приближена к поверхности "Джон-Дир". Л раз яззестен закон образования поверхности, то ее можно анализировать и исследовать по ряду нарамот-

роз.

В третьем разделе "Теоретическое обоснование формы и иовных параметров рабочей поверхности плужного корпуса с кр> линейными образующими" приводится теоретическое обоснование <j мы и основных параметров поверхности, влияющих на ее знерге ческие характеристики. Как для экспериментальной, так и для верхности культурной формы это будут: вылет направляющей крив форма горизонтальной образующей и график изменения углов накл образующих к стенке борозды. С увеличением вылета направляю кривой уменьшаются продольные составляющие тягового усилия, более пологая форма приводит к уменьшению сил трения при подъ почвенного пласта на леменшо-отвальную поверхность (Рис.3.).

Рис.3. Влияние вылета направляющей кривой на продольную составляющую тягового усилия.

Уменьшение углов образующих до 0,85 высоты отвала в перв части рабочей поверхности КД способствует тому, что почвеим пласт поднимается на рабочую поверхность с меньшей силой трен: и испытывает переход от деформации сжатия к деформации растяж< кия. в то время гак у культурной поверхности идет нарастание у] лов г по всей высоте и почвенный пласт испытывает деформат сжатия (Рис.4).

W i , 280 лт

яо_»гост

о

Цмм

Рис. 4. График перемещения образующей по направлявшей кривой исследуимой поверхности КД и поверхности культурной формы.

Форма горизонтальной образующей: переход от прямолинейных :тков в криволинейные с уменьшением углов касательных к стен-юрозды приводит к уменьшению тягового сопротивления па счет [ьшения ее продольной составляющей, на что влияет величина таны образующих (Рис. 5)

Рис.5."'Уменьшение продольной составляющей тягового •усилия при переходе от прямолинейной формы образующих к криволинейной. Созданная поверхность относится к классу поверхностей с го-нтальной плоскостью параллелизма и включает в себя, как ный случай, рабочие поверхности плужных корпусов культурно!', ы. По их исследованию, а особенно элементам-трехгранному

клипу, выполнено много ценных работ, но методы анализа к.

от од'.!!!, ко существенный недостаток-клин, описывающий во) чу» форму поверхности, принимается плоским, а в действительш - пю ал;ч«>пт косой поверхности, поэтому усилия, возникающи« поверхности клина определяются с большой погрешностью.

Идея 1воретического расчета состоит в определении вект! норыагей но участкам косой поверхности. Находя направление i малей, следовательно и нормальные силы давления, мы устанавл: ем том самым силовое поле поверхности. Первая часть рабочей иерхности КД с прямолинейными образующими относится к част виду косых поверхностей, при этом нормаль каздой образующей < списывает в пространстве некоторую поверхность прямого гкпс лического параболоида, параметры которого зависят от параме каздой пари скрещивающихся горизонтальных образующих с уч того, что их близкие положения стремятся к определенному пр лу. IIa рис. 6 показана схема графического определения углов дона iоктсров нормалей о с горизонтальной плоскостью в участка косой поверхности, заданной двумя горизонтальными о аующиин Л н Лл и продольных составляющих нормальных сил да ния.

5

Рис. 6. Схема определения продольных составляющих нормальных сил давления на участках прямолинейных образующих.

При заданном параметре-распределителе пары скрещивающихся эиз октальных образующих: Р -» ^ угол наслсна вектора нормали в псе К поверхности составляет с горизонтальной плоскостью угол , равный:

= (1)

Зная параметр-распределитель, в который входят основное па-!етры формообразования геометрической модели, мы модем, задать расстоянием от центральной точ1си, находить углы наклона ;торов нормалей к горизонтальной плоскости п любой точке обра-иней как аналитичеаси, так и графически, а затем определять дольные составляющие нормальных сил давления уле с учетом ш поверхности.

Так для точки I, расположенной на расстоянии Ц от точки О образующей А горизонтальная проекция вектора нормальной силы лешга будет определена зависимостью:

ш , ЫН1 Р-1Ж

I (М-СН1 ---- - --7 (2)

Продольная составляющая нормальной силы давления, совпадаю-с направлением движения плуга определяется выражением:

Ш«|.»МС05с< , Р'1М| Д'ПУ

дат • (3)

так как а - 90 - т.

Для участка поверхности с криволинейными образующими рас-1ая схема будет другой, с учетом углов на!слона касательных к ше борозды в точках криволинейных образующих.

Plie. 7. Схема определении продольных составляющих по мальных сил давления на криволинейных образующн 1)С;:одя из рис. 7. ми можем найти угол касательной к ci ск'роьди в любой точке криволинейной образующей: Так в точке I

А 7

R(CQSc(i-CQSOU)

(

А* " КСБт^-бто^м ~ . л-Ь

а Ф = ОГС 1пПП+7ГК (К-0; ♦ I; 12 ... ) ;

Гк-Г-Ф <

Зная ого мы сможем определить и продольную составля нормальней силы давления, которая будет определена зависимое

lN«|.|N|-C05prCOS4.|Rrc0SJJ-Sin [f-Qrctl, .

tg

= INl-CQSja-Sin

p arc tg

At

^ R.(sina2-sina,).

Решая эту задачу аналитически с применением ЭВМ или графики по ряду сечений всей поверхности, ми можем построить ее овое поле с учетом формы.

Графическое решение по силовому сравнительному анализу вы-нялось методом единичных векторов. Оно показало теоретическое жение тягового сопротивления экспериментальной поверхности на 297. по сравнению с культурной формой.

В четвертом разделе. "Сравнительная оценка полевых исследо-ий рабочих поверхностей плужных корпусов и стандартных" дставлены результаты 4-х летних полевых испытаний по зксплу-ционным показателям и проведен их анализ.

Эти исследования показали, что удельное тяговое сопротивле-экспериментальных плужных корпусов снижено на 10-15% по вненизо с корпусами культурной формы.

Статистические характеристики распределения удельных тяго-сопротивлений указывают на более стабильную работу экспери-тальных плужных корпусов (Рис.8). Все это подтверждает пра-ьпость теоретических предпосылок и показывает высокую сходить опытных и расчетных данных.

Рис. 8. Статистические характеристики распределения удельных тяговых сопротивлений рабочих поверхностей плужных корпусов.

— кд

m* -73 & »8,2 _

--ГОСТ

m*« 68

бк

55 60 65 ?о 75 80 *lt%90

Рис. 9. Статистические характеристики распределения. крошения почв« плужными корпусами.

Крошение почвы экспериментальными корпусами КД-03 и плух ми корпусами культурной формы одинаково, однако оно неско: выше у поверхностей КД в период летних испытаний на 2.8...3, а в период осенних испытаний на 4,8...5,1%.

Заделка растительных остатков у исследуемых поверхнос плужных корпусов была примерно одинаковой и составила 84... без дополнительных рабочих органов и 97,8...98,2% с дополшш ными рабочими органами - предплужника».«! и углоснимами.

Результаты эксплуатационной оценки показали, что ко] КД-03 обеспечил снижение удельного (погектарного) расхода toi ва на 12%.

Проведенные исследования показали, что плужные эксперт талыше корпуса КД-03 по агротехническим показателям соотв твуют стандартным корпусам культурной формы, но значительно восходят их по энергетическим показателям.

В пятом разделе "Методика геометрического моделирования

их поверхностей плужных корпусов с криволинейными образующи-'

разработан метод моделирования рабочих поверхностей по за-чой геометрической модели с разной шириной захвата. Приведена эдика усовершенствования плужных- корпусов культурной формы 1Ы чертежи шаблонов ЛОП ПЛЕ-21.001 и ПЛЕ-21.0П2, чертежи но-формы углоснима).

В шестом разделе "Экономическая эффективность внедрения шых экспериментальных корпусов 1Щ-03" приведен технико-эко-гческий расчет эффективности внедрения экспериментальных кор,-)в, который определялся путем сравнения его с технико-эконо-;скими показателями стандартного [культурного корпуса. Годовой юмический эффект составил 337 тыс. рублей на агрегат иди ! тыс. рублей на корпус.

ОБЩИЕ ВиВОДи И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основании сравнительного геометрического анализа ра-п поверхности культурного плужного корпуса и рабочей поверх-■и американской фирмы "Джон-Дир", предложенной для иссдедова-ВИСХОМсм, была разработана новая геометрическая модель рабо-

поЕерхности, параметры которой обуславливают снижение ее 1Гоемкости.

2. Разработанная модель с криволинейными образуют,ими вклю-■ в себя, ¡сак частный случай, всю группу поверхностей с прл-нейными образующими. С этой целью была создана геометричес-методшса построения криволинейных образующих закономерной и, позволяющая описывать образующие как линейной, так и ценной зависимости.

3. Параметры образования такой поверхности - больший вылет авляющей кривой, по сравнению с культурной формой, сложная а образующих (прямолинейные, переходящие, в криволинейные) и й график перемещения образующих по направляющей кривой с ьшением их углов наклона к стенке борозды до 0,85 высоты от, способствует снижению ее энергоемкости за счет уменьше-

сил трения при подъеме почвы по лемешно-отвальной поверх-и на 10-15%.

4. Разработанная геометрическая модель предполагает ее но-

бОс взаимодействие с почвой. Она способствует замене деформ; сяатил па деформацию растяжения почвенного пласта, в первой 1 *и вер>:;к":зти - за счет уменьшения углов образующих к ст> бо( |.;?ди растяжения почвенного пласта на изгибе« во второй ' ;и. но ьдч:ь ну?..ны дополнительные исследования.

Г.. I i' работая геометрический и аналитический метод опр jk-.'üu п| мольных составляющих нормальных сил давления с уч .¡:г'ч>ш iioi-vpxiiocTH, который позволяет проводить сравнител аншшо ко силовш характеристикам всей группы поверхностей с риг'олталышми образующими до нолевых испытаний.

6. Обоснован способ графшшского моделирования рабочих ь;;1>1люстей плужшх корпусов с криволинейной формой образу разной цприии захвата, намечена возможность усовериенствов ПЛуЯЛЫХ корпусов КУЛЬТУРНОЙ формы.

7. Созданная геометрическая модель может быть использс при проектировании новых косых форм плужных корпусов, рас органов других сельскохозяйственных машин, дорожно-строител! и лесного назначений, лопаток турбин, винтов самолетов и кс лей.

0. Полевые и производственные испытания рабочей экспер1 тольной поверхности, созванной совместно с ВИСХСМом, позве подтвердить правильность теоретических предпосылок и целее разноси, применения новой геометрической модели при проекти]

НИИ JiOli;

- экспериментальные плужные корпуса обеспечили умены тягового сопротивления на 10-15% по сравнению с культурным] том же качестве ]фошения и заделке растительных остатков;

- снижение удельного расхода топлива составило 12Х.

9. В результате экспериментальных исследований уточнен, раметры лемешно-отвапьной поверхности нового типа, внедрени торых даст годовой экономический эффект в 337 тыс. рублей н регат и 84,3 тыс. рублей на корпус.

10. IIa основании теоретических разработок, выполнен« диссертации, разработана новая конструкция углоснима с кри нейными образующими. Его работа проверена в условиях Орен ской области и рекомендована к широком!' внедрению. Более тысяч углоснимов работают на площади свыше ста пятидесяти гектаров.

II. Результаты исследований приняты ШЮ ВИСХСМ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих пе-шх работах:

1. Графическое моделирование скоростных рабочих поверхнос-/Механизация и электрификация социалистического сельского шства, 1978, N3, с 11-13 (соавтор Н.Е.Шейнин).

2. Геометрическое моделирование плужных корпусов с примене-л вычислительных машин //Тез. докл. XX Всесоювной научной Еюренции /Современные проблемы земледельческой механики, М, 3, ВИМ, с 14 (соавтор Н.В.Шейнин).

3. К определению вели'ын нормальных давлений на рабочие ор-л сельскохозяйственных малин //Тез. докл. зональной кснферен-/Интенсификация механизированных процессов в земледелии, Ка>, КСХИ, 1980, с 130-134 (соавтор Н.Е.Шейнин).

4. Разработка геометрических основ расчета рабочих поверх-гей плужных корпусов с горизонтальными изогнутыми образующи-' отчет ВИССХОМу, 1982. Оренбургский СХИ, Н 02830038673,

(соавтор Н.Е.Шейнин, М.Е.Гречушкин).

5. Лабораторно-полевые исследования полувинтовых плужных гусов по энергетическим показателям /отчет ВИСХОМу, 1985, Юургский СХИ, N02860013683, 95 с. (соавтор Н.Е.Шейнин, .Гречуикин).

6. Изыскание оптимальней формы полувинтового плужного кор-1 /от^ет ВИСХОМу, 1985, Оренбургский СХИ, Н02870026044, 67 с. штор Н.Е.Шейнин, М.Е.Гречуикин).

7. Анализ формы рабочих поверхностей плужных корпусов с из-ами образующих и результаты полевых исследований /Техника в >ском хозяйстве, 1991, N6, с 32-33 (соавтор II.Е.Шейнин.

,Гречушкин).

8. Углосним корпуса плуга. Информационный листок N7-94. !бург, Щ1ТИ, 1994, Зс, (соавторы Н.Е.Шейнин. Э.А.Цибарт, .Путрин).

9. Углосним корпуса плуга //Тез.докладов региональной кон-5нции молодых ученых Урала и Поволжья, посвященной 250-летию 1бургской губернии и 60-лет™ образования Оренбургской облас-1994, 36 с, (соавторы Н.Е.Шейнин, Э.А.Цибарт. А.С.Путрин).