автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование механико-технологических параметров упругого рабочего органа глубокорыхлителя

с .< г: о ?'

. Украинский нау«но-лес^одоеатеяьский институт механизации и огеятри<|якшки сельского хозяйства

(унишсм

Но правах рукописи

РЯЕЦЕЗ Александр Григорьевич

С-БССНОЙШИЕ 1£ШНИК0-ТЕХН0Л0гаЧ2СК1« ПАРАМЕТРОВ УПРУГОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ГЯШШШМШЯ

Специальность 05.20.01 -"Мездииэадия сельскохозяйственного производства"

Л (К^г

Азгорэ|«.рат диссертации на со.иснание ученой степени кандидата технических наук

Глеши 1992

Работа выполнена в УкраючеЛйм каучно~исследоиа5геЛь0й£й: ml-ститута механизации и электрификации сельского хозяйства< Научиуй руководителе - доктор технических н; ук,

член-К1/рреспондент УААН,

НАГОРНЫЙ H.H. Официальные оппонда"Ш5 доктор технических наук,

профессор,

КУЫНАРЕЗ A.C.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник,

гэаишнко м.ф.

Ведущая орЛэнигадгя - Головмоз специализированное

конструнт0|«йо«^«яшоя(»'к^!0бйв0 бйро праиаподетеокног*» объединения "Одесский завод сельскохозяйственного машиностроения ш.Ок'/ябрьской революции" sf Забито состоится » Ш* V. п Жаоов на заседании специализнрованного совета Д 020,30.ÖI но прноуаденда) ученой степени доктор технических наук в Украинбном научно-исследовательском института механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу} 255133, Киевская, область, Баснльковский район, пг"г. Глеваха-I, ул. 40-летия Победы, II, УНЙШЗСХ, комната 613«

Автореферат разослан "«¿ffi* г.

Учений секретарь

специализированного совета L^c^,^ о- '' ГРИЦКШШ М.К.

*

г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАШШ

Актуальности то'-'П .исследования.. Одним из факторов, сдерживающих рост урожайности сельскохозяйственных культур, является избыточное уплотнение почни. Негативное следстлг'о этого процесса - снижение вдагоаккумулирующей способности почвы, увеличение ее водной и механической эрозии, дефляции.

Применяемые в настога;еа время почвообрабатавающне машин'-, направленные на устранение избыточного уплотнения почвы характеризуются большими тяговыми усили>;.»и и соответственно выс >.; ч расходом топлива. В этой салак особуи актуальность приобрел вопрос создания и внедрения новых рабочих органов, обеспечивающих снижение тягового сопротивления при глубоком безотвальном рыхлении почвы.

Снижение энергоемкости глубокого рыхления почвы при требуемом качестве еа обработки возможно достичь путем применения глу-бокорыхлителей с упругими рабочими органами, амплитудно-частотные параметры которых соответствуют оптимельшм. Это и определило актуальность исследования процесса глубокого рыхления почвы на основе вибрационного воздействия упругих рабочих органов глубоко-рыхлителя ив обрабатываемую среду.

безотвального рыхления почвы.

Ц<?лг>, .работа. Снижение энергоемкости глубокого безотвального рьпеления почвы при обеспечении требуемого качества ее обработки.

Мдтопн иьсл<?л.ояэдп;г и аппаратура. Методика теоретических исследований базировалась на основных положениях земледельческой механики, в частности, математического моделирования процесса взаимодействия упкугого рабочего органа глубокорихлителя с почтой, Экспериментальное исследования выполнен» в лабораторно-полевмх;

. Упругий рабочий орган для глубокого

э

условиях с помощью разработанных экспериментальных установок и опытных образцов упругих рабочих органов глубокорыхлителей. Использованы метода планирования полнофакторных экспериментов, тен-зоыетрирования. Полученные данные обрабатывались методами дисперсионного и регрессионного анализа с помощью ЭВМ.

Теоретические результаты и новианв. Установлено, что энергетические показатели работы глубокорыхлителя на почвах с недостаточной влажностью и повышенной твердостью! могут быть существенно улучшены путем применения упругих рабочих органов с оптимальными амплитудно-частотными параметрами. ПолучеНй аналитические зависимости, позволяющие определять:

- собственную частоту колебаний упругого рабочего Органа» глубину и скорость обработки почвы, при которых возможна эффективная работа глубокорыхлителя (снижение тягового сопротивления);

- оптимальные жесткостные параметры рабочего органа, при которых величина тягового сопротивления снижается на 12...22 %\

- удельные энергозатраты при глубоком безотвальном рыхлении почвы, с учетом качества выполнения технологического Процесса.

Практические результаты и новизна. Определено влияние упругих рабочих органов на энергетические показатели и покаватели качества глубокого безотвального рыхления почвы.

Установлены оптимальные амплитудно-частотные параметры упругого рабочего органа глубокорыхлителя и предложена методика инженерного расчета их значений. Разработан базовый упругий рабочий ; » ган к глубокорыхлител» ЩРПВ-3-70. Новые технические решения кон-:у пукции упругих рабочих органов защищены авторскими свидетель- ами: № 1308214, № 1535389, * 1667653.

Нл защиту выносится: механико-технологическое обоснование ь мощности снижения энергозатрат при глубоком рыхлении почвы,

за счет установки на глубочормхлитяль упругхх рабочих органов и выбора их рациональных параметров, зависимости» определяющие условия эффективной работы гдубокорчхлителя при автоколебательном взаимодействии его рабочих органов с почвой и оптимальные жест-костные характеристики этих рабочих органов; результаты экспериментальных исследований по определению влияния жесткости упругого рабочего органа, его собственной частот« колебаний и скорости поступательного двикекия почвообрабатывающего агрегата на энергоемкость процесса глубокого рыхления почвы; конструктивно-технологические параметры упругого рабочего органа глубокорыхлителя.

Апробация, расотц. Основные полегания и результаты работа долояоны и одобрены на республиканской научно-технической конференции в 1988 г. (п.Глеваха, Киевской обл.). Материалы диссертации опубликованы в трех работах и трех авторских свидетельствах.

Предмет и стспаць внедрения.. Результаты исследований процесса глубокого рыхления тточвьг упругими рабочими органами переданы и используются ГСКТБ ПО "Одесский повод сельскохозяйственного машиностроения" при разработке технической документации на рыхлящие рабочие органы к чизелям.

ДМ^кт.^ность, ркедпоцвд. Применение гдубокорыхлнтеля "■ТТШ-З-УО п упругими рабочими органами я сравнении с серийным -ЩП-3-70 позволяет снизить энергоемкость ня И повысить производительность на 10 % я полутнть годовоЛ экономический аффект О,К рубля на гектар.

Обяпстъ иаииерздоя. Результаты исследоаамн£ могут б«т> ис-польпеваш! ар» разработке надкх рыхлкотг рнбоч« органов почве-' обрабчт.шаст;г; устий.

Стг«. дтупа и об^сн дпесоп.п?ц::п. Диссертация состоит на введения, пят глав, оеисшгдс поводов и предложений, списка ксполь-

зо^>чюй лнгорлтурц, в'-лючак^эго 102 наименования, в том числе 20 на иносгрлшаос п^мах. Об.ций объ; : диссертации с приложениями состацлявт 101 стр. Осногшш: чссг> диссертации содержит 108 станиц машинописного текста, 57 рисунков, 16 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

дарлоЯ 1'лпие "Состояние вопроса и задач" кссла^паинй" рассмотрено влияние глубокого ршслшиш на свойства почв и } ,,ох-д>ч-ность сельскохозяйственных культур. Проводон анс ...з исо эдопаний, '1»пр'Г1ЛШР:их на разработку аноргосбьрогащьх технологий обработки почэы, на основе создания почпообрабативагацих машин с прину-чи»илию аибрирумшли или упруга эшсреш-шими рабочими оргаиа-Ш1. Аполитический обзор работ В.А.Есдигсвтаого, П.И.Васияанко, а.А.Дубровского, а.С'.Куынарова, г.Н.Сшшокока, и.ЫЛкнова, П.Н.Кпрнуши и др., направленных на детальное иэучонио процесса взаимодействия рьисладюс рабочих орглнок с почвой позволил уточнить направление я истода исследований по обоснованна параметров упругих рабочих органов, предназничвшиш для глубокого безотвального рихления иичш.

Но результатам проведенного аналк-.и отечественных и оарубек-ш» работ выдвинута научная ги!Ш"-оаа, заклшашаяея в гоы, что ка ¿ственноо глубокое рыхление почви при ыишшаяьних энергозатратах, возможно подучить путем пркиеиен.тг упругих рабочих органов с оптимиэирошшшии амилатудно-чячтотнции параметрами. Дкл подт-верзд«ния достоверности данной гипотезы необходимо рошить лл.-.дуи-!;;ис задачи:

- установить аналитические зависимости, определяет,'« условия и режимы эффективной работы (по тяговой сопротивлению) глубоко-р-.гхлкгеля с упругици рабочими органам-;;

- теоретическим путем опре делить -лптииальныо омплитудно-чае-

б ■

течгага параметра упруго?-} рчбэчсго органа глубокорыхлителя, гого-трзо позволили бы снизить знзргоегясость процесса глубокого рыхления почвы;

- разработать метод энергооценки работы глубокорыхлителей, учитывавший на только затраты энергии направленные на обработку единицы объема почвы, но и кячестзо этой обработки (коэффициент разрыхления почвы);

- подтвердить достоверность результатов тоореттеских иссле-до-ясяий экспериментально;

- спроектировать к изготовить базовый упругий рабочий орган гдубежогрзхяэтелл, провести его сраснктелы-шо исследования с сутдэот- •

впг-зштаи и дать юхлико-экономичоскуя оценку целесообразности прженетгя .такного роочего органа.

Во второй главо рассмотрены «ечанико-технологическио пред-лосалкп я стагянив упругих рабочих органов к глубокорихлктвлям» проагагтаг.рггпгге агшяно основных клютрук-'гивно-технологнческих

-гак» цябочка органов и Зззшсо-меяшичесшсс свойств почва на знергооккогвь ее ргшгонкя.

По неасщу ехггта сещной из причин протокаиия колебательного процесса упругого ргбггезге органа яаляотся поркодш-.еское-скалы-пзкие почет, окйгкзиидео сущсзтсснноо злиятю на характер всего ароцзсса. С:пгапгж:з печвн, согласно исследованиям Г.Н.Синеоко-за, происло.пт? анхюппно процессу образования струзкн отрыва у хрупких шталлоп. Оспозкыми пременшки величинами характеризующи-ии процесс обработка почвы упругим рабочим органон (при наличии зоян скалыва|!ля) являатся: Т~ [ 0;Т] - период изменения силы тлгоаого сопротивления и с.= [О-^О период скалывания, равный:

Ь а" \ ' Ш где |\ - глубина обработки почвы;

У0 - скорость движения рабочего ог,гааа в почва.

Из вишзкзлокенного следует, что период изыешшя силы сопротивления Т=,[0;Т] ыы разбиваем на д>-а ареиеннцх »¡гарвала

Ц . Первый временно!} интервал, где

характеризуется чел, что на всем его протяжении происходит увеличение силы сопротивления до значения РпШХ »и справедливо

неравенство^-? >0 • Второй орзманно!* интераал(^£]1и-Т]) харак-

I ¿Р \ '

теризуется резким поде ¡(нем сопротивления! ~ чи ) , доЯетеуЕЦого

йс

на рабочий орган. Падение сопротивления продолжатся до значения Рпйп. » которому соответствует моизнт ире^ени 7* •

Ввиду того, что учесть вез факторы, оказывающие влияние на колебательный процесс вяадагсдействия упругого рабочего органа с почвой чрезвычайно слоано, представляется целесообразна воздать такую модель, которая бы с достаточной точность» ограза^й промокание реального процесса, и а мке время ко била 6« чрезвычайна громоздкой для ингешрной практик, С стой цель», видимо, следое? отвлечься от у-шга некоторых явлений, например, ¡¡елинойше еави-сиьюсти позиционных сия, котор'з ыогут незначительно изменить коли— чественшз характеристики, практически не влиял на качественную сторону процесса.

Исходя из этого, при составлении цатеиатической модели процесса взаимодействия упругого рабочего органа с почвой нами сделаны следующие допущения:

- почза представляет собой упруго-вязко-пластичнуо среду;

- колеблющаяся масса и жесткость упругого рабочего органа я процессе работы не изменится;

- парашгры рабочего органа в процесса обработки почвы оста-^ ются неизмзпныш!;

- деформация упругого рабочего органа пропорциональна величине реакции почвы.

модель пзататодойстпля 'упругого рабочего органа с пет по" представлена следующей гапксшдостьэ:

lYl(S*X) + CX = P($;S,X,X) , '25'

гдэ VR - пуааодвииая масса упругого рабсчгго органа; S - перемещение почасобрабатывапцего орудия; л - корпункта легка упругого рабочего органа относительно

no'-гз с обргса ivsai-zwrc ?. рудия; С - цртзодоккая ггесткость упругого рабочего органа; P(S,S>X>X) - сизз рса;щг.п почлн, зависящая от геличнш пэрекс'-vir.in и сясреетг, двжешл орудия, a такяе от порг::гто!пп-'. :т гкброскорссгл упругого рабочего органа. i!a Tupnoii оре:го:к;с:.1 ялгарюш» t'^tO; ti] » когда почва :гл"одп^оя в гаразр^сеиао:' "упругом" состоянии oil прнсуач свойства упругого тола. Псэтс:ту процесс сзакмодейстокя упругого рабочего органа о подпой прх 0 ««it .в усяо?шх устанс'глгно-гсгл почвосбрабатгтвяч^его агрегата ( !!0Д„

гз сяодушяй зявиегоюстыэ:

mx* сх = Ct)[S- X Т о)

гд-з Go - ^саЬгггецт уппугоотп дочги.

Ctficn рсгс.г.'.з 'лзсрисэдпюго д.у. <3), кодлыш уеяопи-A{io>-0 ; >'?дс) ~ '3 , :b«sot шт.:

:\ю = ~ частое колебаний лечвы;

- действительная частота колебаний рабочего ■'.«гака.

Используя .уравнение v4), ггшш получено рцраяэше (5), лозво« ляящев определять мачекмальиое отклонении носка упругого рабочего органа К» от нулевого ¡юлсягчня on ¿ре «я I. ~[l);tii - период

скалывания почвы, в зависимости от скорости и глубины обработки почвы, частоты ео колебаний и параметров упругого рабочего органа

при работе почвообрабатывающего агрегата в установившемся режиме;

• 151

На втором временном интервала З'Ь^Т] < когда почва находится в "разрушенном" состоянии ой присущи свойства вязко-пластичной среды. Поэтому процесс взаимодействия упругого рабочего органа с почвой при Т описывается следующей зависимостью:

ГП.Х+ СX = О(Уа^ X) -[Го-К(х ♦ Уо)3 , (6)

где - коэффициент вязких диссилативных потерь;

Го - сила трения рабочего органа о почву; К - коэффициент изменения силы трения покоя в зависимости от абсолютной скорости движения. Общее решение уравнения (6) будет иметь вид:

где

X) = Л-!—--_ - свободный член;

частота собственных колебаний упругого рабочего органа;

Ро-К.

^ - коэффициент вязкости;

- действительная частота колебаний упругого рабочего органа при11<1^Т. Дуть. Хг. , который проходит упругий работай орган, перемещаясь в "разрушенной" почве определяется уравнением:

Хб- сН . (0)

1,

упрощения вычисления значений Хз предложена зависимость О) ъ

X2-|-Xt+Q*l • SilO . <*>,

где функциональная зависимость представленная в таблице.

—

Sin.) = 2а

од* а*1 S(a) » f-V*5

f ът »

• к * > » * * • •

PhU-ОУс

г£а rr- - число пояупериодов, совешаемах упру-

* *■ (I- %

Г гим рабочим ооганом за врсмл

t = ]b jT j ;

- логарифмический декремент колебаний;

- хоэфЗедием? затухания колебаний;

- безразмерный коэффициент.

?.. т

J t?

£у!псцкснзль>:»;а зависимости (5) и необходимы для определения величина стякеи:т тягового еопротгоыения 8 , действующего на улт/гиД рабочий орган, з сравксши с жестким: П _ pi "fe _ Ха-Х< i?VoT

~ ~ _ , л. и т

г» А2 Л1 r vo I

I'iia Р( - средней значение chkj сскрэтивледа.я месткому рабочему органу аа период времени Т ; Рд - сроднео значения еилн сопротивления упругому рабочему opraHV за период ' • йтОйШ!йие говелеДО&шод позволили получить неравенство

^ AklLillUk >0Г) , (ю> - VSFnf-V«

определяющее условия эффективной работа глубокорыхлитоля а упрут мн рабочими органами ( 0 > О ), а таюко уравнение СП):

позволяющее определять величину снижения тягового сэяретиалешш В в зависимости о* технологических по:сояатолей работа почвообрабатывающего агрегата: ; состояния почвы: во ,ч и параметров упругого рабочего органа: С , Ш. .

Как следует из графических зависимостей представленных на рис. I и 2, диапазон изменения оптимальных значений приведенной

с?

Рис. I. Зависимость величины О - снижения тягового сопротивления от жесткости упругого рабочего органа С (при = 0,3 м): I - V - .1 м/с; 2 - V = 1,5 м/с; 3 - V = 2 м/с

збеткости С упругого рабочего органа, при которых яозиожно снижение онергоенкостп процесса глубокого рыхления почвы га 12-22 % (для к => О,.'3-0,,5 м; V » м/с), находится а пределах:

Gr.pl т'иг в М Сйр1г1,.пх я

Тоаратцчсскне исследования позволили ?з:сго обосновать необходимость применения, разработанного нами обобщенного показателя ¿дольных энергозатрат й! г

1 « -О,

а

Г

(12)

'до

Р - срадиоо значение кетового еоппотивдешш, дойствуаддэго

на глубохоржлитоль; \р - угол скалывании ночои. 15

3.48 МН/м (1,68

Рис. 2. ¡.'ааисииость величины 0 - снижения тягового сопротивления от яоезиости упругого рабочего . органа С (при ¡1 =. 0,5 и): ' I - V = I и/а 2 - V => 1.5 м/с; 3 - V - 2 м/с

В третьей гла?е "Программа и методика экспериментальных исследований" призедена программные вопросы, описаны яксперкмен-тальные установки, приборы и оборудование, изложены методики, реализованные в процессе экспериментов.

Программой предусматривалось: определение влияния конструктивных параметров упругого рабочего органа глубокорахдителя на величину снижения тягового сопротивления, действующего на упругий рабочий орган, в сравнении с кестюш; определение огггг»ыальшж значений отня параметров для различи условий и регаткоэ работа почвообрабатывающего агрегата! создала базового упругого рабочего органа вмялитудно-часготшз параметр которого соответствую? оятималыша эначонита; определение влияния базошл: упруга рабочих органов на онорготнчезкне, тояиологкческна н технпко-оконож-часкно попяяатоли работа глубояорюг-и'елл в сраонотш с агшдо-гичшгш серийно гыпускасмгпш кашкам дяя гяубакой обработан почвц; солостаслезши теоретических и охско^ниен'гаяыкх даншга га их адекватность.

Дяя иронедзння ксслздовагшП по наясзденкэ спглытъках ешли-оудио-чагтотзпараметров упругого рабочего органа, адоегдачиоая-сук наимоньау» олвргоеакостъ глубокогэ ргояьшл почеа» .бага раа-рабочаш аксязрамттаяъная уетаг.оекй. <&а аграгатаредаяаеь с «рак-»орои Т-150К, оснацешого изиориттьио-регисграруощеА аппа|а1уроЙ.

Иесяцдоденяя лроводзцзквъ по шггу полно^зктерного вкепергь шгт> сада 3 я 4 х 3. Каздый вариант упругого рабочего органа глубокорыхлителя клмтивьлен в четырех повяорнретяг, Энергоем» . кисть процесса глубокого рихлешш почвы, когтккшз к унруп«»', рабочими органам«, оценивалась по абсолютно»^ значена» сила тягового сопротивлеюш, действ,¡га гду йоко^плетуз<» е. ф&эдич>з&т рабочим*«' органами.

Согласно стандартной методика были выполнены экспериментальные исследования по определению амплитудно-частотных характеристик различных упругих рабочих органов,

Для определения колеблющейся кассы базового упругого рабочего органа глубокорыхлителя была применена методика разработанная А.С.Кушнаревым и И.А.Шевченко, позволяющая экспериментальным путем определять значение колеблющейся массы ГЛ. рабочего органа:

_ ЦУА.. (тз)

"ПЗТМЗГ

где - собственная частота колебаний упругого рабочего

органа, колеблющаяся ыасса которого равна №. ,Гц;

(Д»- собственная частота колебаний этого жа рабочего органа к которому дополнительно прикреплен груз, Щ;

Д - ыасса дополнительного груза, который крепится к носку рабочего органа, кг.

Сравнительные полевые исследования эксперименталы-ого глубокорыхлителя ЩРПВ-3-70 с.упругими рабочими органами и серийного ЩП-3-70 проводились по стандартной.методике ОСТ 70.4.1-80 "Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Программа и методы испытаний".

Обработка полученных экспериментальных данных проводилась на ПЭВМ.ЭВМ/РС с использованием методов математической статистики, в том числе дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализа.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований и их анализ" изложены данные экспериментальных исследований,, выполнен их анализ и сравнение с теоретическими предпосылками.

В результате реализации полнофакторного эксперимента получены регрессионные модели, характеризующие влияние пмплитудно-частот**

параметров рабочего органа «а величину снижения тягоаого сопротцв-ления, при глубине обработки почва 0,3-0,5 и и скорости движения почвообрабатаааютцаго агрегата - 1-2 м/с. Праводетие уравнения 14, 15, 16 епрсведлавц для соответствующих км глубин обработан: 111= 0,3 м; ¡1г- 0,4 ы; 0,5 и.

У Г 34,5860 * 1»Хг-ВДЮКз*И;5834Ка-&> (Ш Уг=22,3305 * 5$,2Шг- ~ 2$5,21?4 х£ > 59,683«» Кг-Кз (ш

где у - величина сшпадат тягового сопротивления, дсИстзуяцогс на упругий рабохш}; орган в сравнении с еопроащугаассм, дсйстаувгда на ¡х-ат-ккП рабочий оргии, Хг- приведши» г.сстиость упругого рабочего оргдка, £1/{.ц Х.5- рабочая скорость дбкбсшя поииообрабатысащсго та, ц/е.

20 %

\

\ \ -ч у . 2

\ \ ^^ У/

/ <1\

-у/ \

__1 \\

Гкс

С;

"ЛСЛ^чПП.'.С ^ —

сн:;;.:смпя тягового сепротап-лашл от "есл'— •состн р-.бсчз-го органа

(при а =

= 0,3 .-,:>:

2 - V в I г.г/с;

Й- V» 1.5УС

3 ~ V «= 2 д'/с

0,-12 0.13 У,26 033М11/м0/|

' с,---

Непольйуя дашгые регрессионные модели (14, 15, .16), опреде-

0 г

лени соответствующе ф/нкциоиалешо апвпскмости 0 = \СУ) »

пгэдетпэленше на рте. 3, 4.

г,.-------п Рис. 4. Зависимость

1 I м I -г 4

взл!!чиньг о -

енкяеннл тягового сопротивления от лест-костн рабочего органа С (при К =• 0,5 к):

1 - V = I к/с;

2 - У п 1,5м/с;

3 - \[« 2 м/с

Анализ графических-зависимостей (рис. 3, 4) поэволяи-г сделать вьтзод, что применение !/1 упругих рабочих органов с оптимальной хлесткостью . С » 0,19-0,37 Ш/м сникает энергоемкость процесса глубокого ряхления почвы на II -20 %, при глубине обработки пета ¡1 = 0,3-0,5 :л и скорости -V * 1-2 м/с. •

Результаты исследований, пыгсолнешзве Дубровским и К.А.Александряном указывают на то, что решзщу» роль на ко.тачест-вегаие аэрометры колебательного процесса взаимодействия рабочего

и

органа с почвой оказывает величина -у , равная отношению частоты зькгукденных колебаний к поступательной скорости дшшения почвообрабатывающего агрегата. По-эгго>.гу наш были выполнены экспериментальные исследования по определению влияния, оказываемого на параметры автоколебательного процесса взаимодействия упругого

<i)c

рабочего органа с по (вой величины , где 1дЗс - «оЗсзгзенйаг

частота колебаний упругого рабочего органа. Результаты дашнх исследований представлены уравнениями регрессии (17, 18, 19) в соответствующими им графическими зависимостями (рис. '_.).

40 м 5Q

Вис. 5. Зависимость вогапвшы сшрения тягового сопротивления

5 от отношения (Oc'V '

I- h= 0,3 к; 2 - h.= 0,4 u; 3 - 11= 0,5ti

(17)

0,2402 X~ 3,0M2 '

Уа = -ВД + 1150,93.x"' " «291,90 X"2, ш) У3 - ♦ 828,A3 Xй Ч17?5,39 X"2 , Ш)

где у - величина снижения тягового сопротивления;

V- Ш£ _ отношение собственной частоты колебаний упругого Л" V

рабочего органа к скорости -обработки почвы. В результате выполненных исследований нами установлены опта-

мальные амплитудно-частотные параметры упругого рабочего органа глубокорыхлителя I С = 0,2 МЦ/м - 0,37 /'м и СО с =-. 17 ГЦ - 50 Гц) позволяющие при качественном выполнения процесса глубокого ^эыхле-ния почвы, спилить его онергоемкогт. на П-20 %. .

Пропер1'п гипотепн о соответствии теоретических зависимостей

смпирнческям поводилась нами по критерии согласия Пирсона. На

2 2

основании того, что Х = 2,3 < /0= А,2б сделан вывод (уровень вероятности р = 0,75-0,85) о соответчики теоретических зависимостей экспериментальны.

Рис. 6 Конструктивная схема базового упругого рабочего органа глубокорыхлителя

Анализ выполненных исследивший г. разработать базоши ^ \Tuit рабочий орган глуб01:С[.^хдитв~ ля (рис. 6), амплитудно-частотные параметры которого сортлетстиуат оптимальный

Результата срашштиль-ШХ исслшюааний серийного гяубонорлхлнтеля ЩП-3-70 и скспорикентального -ЦРЛи-3-70 с базовыми упругши рабочей органами показали, что пркмен<зшкг последнего позволяет снизить онергссмкость глубокого рихлешы по чьи на 11-16,3

Н пятой глпп(; "Техикко-окономкческая -^¡йк'гшшостъ применения упругих рабочих оргг.иор для глубокого безотвального рахжнил печь,Г определена технико-пко) одическая »фиктивность упругих рабочих

органов глубокорыхлителя Ш1В-3-70. Применение экспериментальног глубокорыхлителя с упругими рабочими органами, в сравнении с се-рийньгм орудием 1Щ-3-70 позволяет сократить трудозатраты и прямые Бксплуатационние затраты на 8 %, снизить энергоемкость процесса глубокого рыхления почвы на II

Годовой экономический эффект от применения одного номплекта упругих рабочих органов составляет 0,52 рубля па гектар.

ОСНОВНЫЕ вывода И ПРЕДОЮШЭД

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы и предложения:

1. Качественное и наименее энергоемкое ( Ь » II...21 %) выполнение технологического процесса глубокого безотвального рыхления почвы на глубину от 30 до 50 см и скорости - I...2 м/с обес печивается глубокориюги телам с упругими рабочими органами, оишш-тудно-частотшз параметры которое составляй?:

■ G ruin. = 0,12 ш/u, С max = 0,22 mi/u ,

fl = 30 см

Юс mía= 17 ñj, Ucrnax - 34 IU¡

, С mía = 0,20 liVu, С max « 0,29 ЗД/м

R = 40 см

Ú)cmin= 21 Гц, Ü)cmax*= 42 Гц;

■ С mi n* 0,26 mVu, С max * o, 37 мн/ы,

ll = 50 сы

{i)cfntn= 25 Гц, (Jemax» 50

¥

2. Получены аналитические зависимости нозво.татедее определять;

- собственную частоту колебаний упругого рабочего органа, глубину и скорость обработка почвы, пой которых возможна o&feK-

0 N Л

тивная работа глубокорыхлителя { О У и );

- оптимальные кесткостщо параметры рабочего органа, пааво-лящие уменьшить величину тягового сопротивления на 12...

» удельные ¡энергозатраты при глубоком безотвальном рыхлении с учетом качества выполнения технологического процесса.

3» Для снижения энергоемкости глубокого рыхления почвы предложен упругий рабочий орган, который в процессе обработки почвы совершает автоколебания. Новизна предложенного технического решения подтверждена а.с. № 1535389, № 1667653.

4. На основании лабораторно-полевых исследований определены и оптимизированы амплитудно-частотные характеристики базового упругого рабочего органа глубокорыхлителя. Оптимальными являются:

приведенная гестиость С mía - 0,19 МН/м, Стаи = 0,40 МЦ/м;

собственная частота колебаний Ucmin- 35 Лд, (дстах* 48 Пц;

приведенная иасса рабочего органа fTL ^ 4,5 кг.

5. Сравнительные испытания глубокорыхлктелей с упругими и гесткими рабочими органами показали, что тяговое сопротивление 5аэового упругого рабочего органа на II...16 $ ниже, чем тяговое :опротивление жесткого, что позволяет снизить энергоемкость глубо-íoro рыхления на II %, при том же качестве обработки почвы (коэффициент разрыхления равен 13...17 /б).

6. Разработана методика инженерного расчета оптимальных амплитудно-частотных параметров упругого .рабочего органа глубокорыхлителя.

. 7. Применение экспериментального глубокорыхлителя с упругими рабочими органами позволяет уменьшить затраты труда на 8 % и приведенные эксплуатационные затраты на 9 %.

«•; .{*<

Основное положения диссертации изложены в следующих работах:

I. Рябцев А.Г. Рабочие органы почвообрабатывающих машин с горсионной подвеской: Тез. докл. Респ. научн.-техн. конф. /Пути развития механизации производства зерна в Украинской ССР. - Гле-заха. - 1983. - с. 31.

2. Рябцев А.Г. Результата изучения работы рыхлителя с торсионной подпеской рабочих органов / Респ. можпэд. тематич. научно-техн. сб.: Механизация и электрификация с-х/- Киев: Урожай,

вып. 70, 1989, с. 15-17.

3. Рябцев А.Г. К методике определения параметров пружинной стойки почвообрабатывающих мапин / Респ. межвед. тематич. научно-,техн. сб.: 1\1еханиоация и электрификация с-х / - Киев: Урокай, вып. 71, 1990, с. 37-40.

4. A.c. № I3082I4 (СССР) Рабочий орган почвообрабатывающего орудия с S - образной упругой стойкой / А.Г.Рябцев и др. -Опубл. в Б.И., 1987, J? 17. - с. 4.

5. A.c. !? 1535389 (СССР) Почвообрабатывающее орудие. / А.Г. Рябцев и др. - Опубл. в Б.И., 1990, »2.-е. 4.

6. A.c. * IC67653 (СССР) Рабочий орган рыхлителя. / А.Г.Рябцев и др. - Опубл. в Б.И., 1991, I 29. - с. 4.