автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование основных параметров поверхности корпуса плуга в условиях автоматизированного проектирования

РГи од

7 - ДОГ 2000

На правах рукописи

СЕМЕНОВ ВАДИМ ВЛАДИМИРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ КОРПУСА ПЛУГА В УСЛОВИЯХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность 05.20.01 - "Механизация сельскохозяйственного

производства"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2000

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете имени И.И. Ползунова

Научный руководитель - д.т.н., профессор В.Д. Трухина

Официальные оппоненты - д.т.н., профессор Красовских B.C.

к.т.н., доцент Цехмейструк Ю.Л.

Ведущее предприятие - ФПГ "Сибагромаш"

Защита состоится " и* Я Л_2000 г. в /¿О часов на

заседании диссертационного совета Д064.29.03 в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова по адресу: 656099 г. Барнаул, проспект Ленина 46, АлтГТУ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АлтГТУ.

Автореферат разослан " Сш^^А 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., професеврк' У/)у А.Г. Порошенко

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Основная обработка почвы во многих странах мира предусматривает вспашку почвы плугами. Процесс этот настолько трудоемкий, что его совершенствованием заняты как ученые, так и инженеры - практики, инженеры - механики.

Кризис топливно-энергетической отрасли заставляет искать выход в создании энергосберегающих технологий, в том числе и в снижении энергоемкости пахотных агрегатов за счет создания новых и совершенствования существующих форм лемешно - отвальных поверхностей плужных корпусов. Результатом таких исследований могут явиться плужные корпусы, эффективно и качественно воздействующие на почву при минимальных затратах энергии.

Создание новых форм рабочих поверхностей плужных корпусов представляет собой длительный процесс. Объясняется это сложностью строения и свойствами почвы, а также многокрите-риальностью взаимосвязи свойств почвы и формы лемешно -отвальной поверхности (ЛОП) корпусов.

Рабочие поверхности плужных корпусов культурного типа, выпускаемые в соответствии с ГОСТом Р50694-94 (ИСО 891094), обеспечивают агротехническое качество пахоты и при скоростях выше 7 км/ч их энергоемкость растет, что ставит задачу замены их на новые, менее энергоемкие формы.

Наиболее рациональным путем создания таких форм является моделирование поверхности корпуса плуга в условиях автоматизированного проектирования, отыскание взаимосвязей геометрических параметров поверхности с технологическими и агротехническими показателями для достижения минимальных энергозатрат и максимальной производительности агрегата.

Работа выполнена в соответствии с региональной научно-технической программой "Алтай-наука" раздел 9 - применение информационных технологий "Исследование взаимосвязи и оптимизация геометрических и технологических параметров при создании рабочих органов конкурентоспособной сельскохозяйственной техники", по тематическому плану НИР Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползуно-

ва и по договору о сотрудничестве между АлтГТУ и АО "Алтай-сельмаш - Холдинг".

Цель работы. Снижение энергозатрат и повышение производительности почвообрабатывающих агрегатов.

Предмет исследования. Процесс взаимодействия поверхности корпуса плуга с почвой.

Объект исследования. Поверхности корпуса плуга разных форм.

Методы исследования. Использование методов теоретической механики и механики сплошной среды. Моделирование рабочей поверхности корпуса плуга в системе автоматизированного проектирования на ПЭВМ. Использование методов регрессионного и корреляционного анализа. Статистическая обработка данных полевых испытаний плужных агрегатов по программе на ПЭВМ с аппроксимацией по методу наименьших квадратов, дана оценка абсолютной ошибки формул.

Научная новизна исследований состоит в разработке математических моделей, описывающих движение пласта по лемеш-но - отвальной поверхности, в раскрытии многокритериальных связей параметров поверхности корпуса с технологическими и агротехническими показателями, установлении рационального сочетания этих параметров для обеспечения минимальных энергозатрат пахоты, моделировании поверхности корпуса в условиях автоматизированного проектирования на ПЭВМ.

Практическая ценность работы состоит в реализации методик анализа работы плуга по комплексным удельным показателям для обоснования параметров корпуса плуга из условия минимума энергозатрат, в развитии метода моделирования поверхности по траектории движения пласта в системе AutoCAD на ПЭВМ с анализом влияния свойств почвы, скорости вспашки на тяговое сопротивление корпуса по изменению траектории движения пласта по отвалу.

На основе моделирования создана новая форма поверхности скоростного корпуса культурного типа. Положено начало создания компьютерного архива информационной базы данных для проектирования плужных поверхностей.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе специальности 17.10.00 - сельскохозяйственные машины и оборудование Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) имени И.И. Ползунова в кур-

сах "Проктирование почвообрабатывающих машин и орудий", "Основы научных исследований", в курсовом и дипломном проектировании. Результаты работы приняты конструкторско - технологическим центром (КТЦ) ФПГ "Сибагромаш" (г. Рубцовск) к использованию при разработке новых рабочих органов плугов.

На защиту выносятся:

математические модели, описывающие движение пласта по лемешно - отвальной поверхности; метод моделирования поверхности и обоснование параметров корпуса плуга поиском многокритериальных связей геометрических, агротехнических и технологических параметров;

метод проектирования поверхности корпуса плуга по траектории движения пласта в системе AutoCAD на ПЭВМ;

метод анализа работы плугов по комплексным удельным показателям.

Апробация и публикации. Основные положения работы были доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных научно -технических конференциях АлтГТУ им. И.И. Ползу нова в 1994...2000г.г., а также на международной научно - технической конференции "Совершенствование рабочих органов сельхозмашин и агрегатов" (Барнаул, 1994); на международной научно -практической конференции "Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и республики Казахстан в XXI веке" СО РАСХН (Новосибирск 1999г). В полном объеме диссертационная работа докладывалась на научно - техническом семинаре кафедры "сельскохозяйственное машиностроение" АлтГТУ в 2000 г. Выполненная работа была обсуждена и одобрена на расширенном заседании конструкторско - технологического центра ФПГ "Сибагромаш" (г. Рубцовск) в 2000г.

По материалам выполненных исследований опубликовано 8 печатных работ, в которых отражены основные результаты работы.

Структура н объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 108 наименований, в том числе 26 иностранных источников. Работа изложена на 222 страницах машинописного текста, содержит 54 рисунка, 13 таблиц и 5 приложений.

Содержание работы

Во введении дана характеристика проблемы, ее актуальность и связь с целевыми программами и тематическими планами НИР.

В первой главе дана характеристика объекта исследования, выполнен анализ и обобщение работ по созданию форм и обоснованию основных параметров поверхностей плужных корпусов.

Анализ показал, что существует множество форм рабочих поверхностей корпусов плугов, способов построения (графических, графо - аналитических и т.д.), что, видимо, свидетельствует об отсутствии законченности теории взаимодействия рабочей поверхности плужного корпуса с почвой.

В промышленном производстве нашли наибольшее распространение поверхности с прямолинейными и горизонтальными образующими. По В.П. Горячкину для плужных корпусов приемлемы поверхности неразвертывающиеся с прямолинейными горизонтальными образующими. Этому следовали Н.В. Сладкое, П.Н. Бурченко, использовавшие цилиндры, цилиндроиды, геликоиды и т.д. ВИМ, ВИСХОМ проводят исследования в области проектирования поверхностей, в т.ч. и с применением автоматизированного проектирования, однако, оптимизацию параметров поверхности и оценку энергозатрат такие работы в полной мере не охватили.

При выборе направления исследования были учтены труды В.П. Горячкина, М.Н. Летошнева, В.А. Лаврухина, Л.В. Гячева, Г.Н. Синеокова, И.М. Панова, В.А. Сакуна, В.Г. Кирюхина, В.В. Бледных, Н.Е. Шейнина, В.Д. Трухиной, A.A. Вилде, A.A. Лептеева, А.Г. Гетьман, В.М. Мацепуро, П.М. Бурченко, J. Kubisch, G. Konig, J. Saucek, К. Brzkovsky, J. Heissenberger, R. Preizier, V. Craciun, D. Zeon и другие.

Рост энергонасыщенности тракторов вызвал увеличение ширины захвата плужных корпусов с 30 до 55 см., создание скоростных отвалов. Соотношение ширины захвата корпуса к глубине пахоты меняется по отношению к общеизвестным нормам. Необходимо изучение этих вопросов.

Одним из направлений создания сельскохозяйственной техники является разработка энергосберегающих технологий, в том числе снижение энергоемкости пахотных агрегатов. Рабочие

поверхности плужных корпусов культурного типа, выпускаемые по ГОСТ Р50694-94(ИСО 8910-94) обеспечивают агротехнические показатели качества и при скоростях пахоты свыше 7 км/ч их энергоемкость растет, что ставит задачу замены их на новые, менее энергоемкие формы. Наиболее рациональным путем создания менее энергоемких форм поверхностей является моделирование поверхности корпуса в условиях автоматизированного проектирования, нахождение взаимосвязи геометрических параметров поверхности плужного корпуса с технологическими и агротехническими показателями для достижения минимальных энергозатрат и наибольшей производительности агрегата.

Повышение продуктивности растениеводства и внедрение новых плужных корпусов с минимальными энергозатратами сдерживается длительными сроками разработки рабочих органов (необходимость длительных ресурсных испытаний), с другой стороны - возможность моделирования поверхностей на стадии проектирования и сокращение сроков их создания - приводят к противоречию.

Необходима разработка методов совершенствования плугов путем моделирования формы и параметров плужных корпусов с минимальными энергозатратами в условиях САПР на ПЭВМ, сокращения сроков их создания.

САПР поверхности может стать необходимым инструментом анализа и синтеза поверхностей и создания компьютерного архива исходных данных для конструкторов.

Была поставлена цель работы и сформулированы задачи исследования:

- дать аналитическое описание движения пласта по рабочей поверхности плужного корпуса;

- развить метод проектирования поверхности по траектории движения пласта;

- провести моделирование рабочей поверхности и обосновать параметры корпуса плуга поиском многокритериальных связей параметров;

- провести анализ работы плугов по комплексным удельным показателям и сравнить результаты анализа полевых испытаний плугов с результатами моделирования;

- построить модели поверхностей плужных корпусов на ПЭВМ на основе базы данных компьютерного архива и дать оценку принимаемых решений.

Результаты работы предложить конструкторам, занимающимся проектированием рабочих органов плугов и разработкой рекомендаций по использованию и комплектованию агрегатов.

Во второй главе "Аналитическое описание движения пласта по поверхности корпуса плуга" сформулированы основные допущения, которые положены в основу моделирования движения пласта:

движение плуга поступательное, прямолинейное и равномерное;

считаем плуг неподвижным, а пласт движущимся по отношению к нему;

пласт при движении по отвалу находится в напряженном состоянии сжатия; напряжения различны вдоль относительной траектории и изменяют линейные размеры и скорости элемента пласта; относительное движение центра масс пласта считаем равномерным; считаем, что пласт наделен связностью, способностью деформироваться, сопротивляться растяжению и сжатию, изгибу и сдвигу.

Л.В. Гячевым была составлена сумма проекций сил, действующих на выделенный элемент пласта на направление нормали

к траектории Р, рисунок 1:

где Qp = dm ■ g ■ sin s ■ cos r = a ■ b • у ■ sin s • cos r-ds -проекция силы тяжести пласта на Р ;

(1)

• ds - проек-

ция силы инерции на Р ;

dP = Т drj = Т — ds -ds

проекция равнодействующей dP на сил Т и Т';

ds*

екция силы упругости пласта при его изгибе;

ds* ds3

про-

q - распределенная нагрузки;

dlj

M - изгибающий момент, М = Е • I--;

ds

Qn - перерезывающая сила, Q„ = Е ■ J---

ds2

В результате получено дифференциальное уравнение траектории средней точки пласта:

_, . d3jj a-b-y т_2. dr;

Е-1--~- + (Т +-~-Vr)-—L-a-b-y-sms-cost = 0,(2)

ds g ds

где E ■ I - жесткость при изгибе пласта;

/ dV

Кг = - - геодезическая кривизна траектории средней

ds

точки пласта;

Т] - угол между текущей касательной к траектории с лезвием лемеха;

Т - угол между касательной к траектории и горизонтальной прямой в касательной плоскости к поверхности; ds - длина элемента пласта; а,Ь - размеры пласта; у - объемный вес почвы; g - ускорение силы тяжести;

vr - относительная скорость движения пласта по отвалу;

Т - сжимающее пласт усилие в рассматриваемой точке; £ - угол между касательной плоскостью и плоскостью дна борозды (переменный параметр развертывающейся поверхности).

В работе приведено решение дифференциального уравнения движения пласта. В дополнение к уравнению проекций сил на направление нормали р к траектории нами составлены еще два уравнения:

- на касательную к траектории;

- на нормаль к поверхности в касательной плоскости. Аналитическое описание движения пласта дополнено уравнениями, которые определяют сжимающее пласт усилие и

z

сползание пласта с поверхности отвала, а также, влияние на траекторию формы поверхности, свойств пласта и скорости вспашки.

Сумма проекций элементарных сил на касательную к траектории состоит из силы трения

У 1

f ■ Fn = f • — • а • b -Vr kn ■ ds от действия нормальной силы g

Fn ; из силы трения / ■ dQn = -f a by • cos £ • ds от действия силы тяжести dQn; из проекции на касательную силы тяжести пласта

dQt = а • b • у ■ sine • sin г -ds; из силы трения от действия равнодействующей сжимающих сил f ■ dNn — f Т ■ кп ds \ из

. г, Л d3rj

силы трения j ■ cL • 1--— as от действия нормального давле-

ds

ния пласта на отвал.

Второе уравнение примет вид:

f ■ Е-1 ■ + (f • — • а • £ ■ F2 + Г) • — 4-

ds3 g r ds (3)

+ a • b ■ у ■ sin s • sin г —a-b-y ■ cos s = 0.

При приближении относительной траектории пласта к верхней предельной (геодезической) линии кг — 0, и уравнение

(f.L.a.b.V^T).^

примет вид: g as (4)

+ а ■ b ■ у ■ sin s • sin т - а ■ Ъ • у • cos £ = 0 Решение этого уравнения дает значение сжимающего пласт усилия Т:

T = (T0+a-b-yV?)-efQ-abyV?,

где Т ~Tq при Q = 0, при этом в уравнении не были учтены

силы от изгиба пласта, упругости и статического давления пласта. Сжимающее пласт усилие зависит от угла охвата пласта отвалом в и коэффициента трения f в показательной степени;

7q = a - b ■ у ■ h — сжимающее усилие от силы тяжести пласта;

h — /imax — " Разность уровней расположении центра тяжести пласта в начальной точке траектории полета пласта и при сходе пласта с отвала.

Сумма проекций элементарных сил на нормаль в касательной плоскости к поверхности состоит из: касательной к поверхности силы dFp, равной по величине и противоположной

по направлению силы dip.

у 2

dFp =—а • b • -Vr -кг - ds ; из составляющей g

силы dN:

dNp =Т ■ кг • ds = a- by • It- кг - ds;

из составляющей силы тяжести пласта dQp:

dQp = а ■ b ■ у • sin £ • cos r-ds, которая стремится отклонить траекторию частицы от геодезической линии. Третье уравнение принимает следующий вид: f --1 ^

VL

V

dtj

—- = sin с • COS т. (5)

ds

g

У

Принятое ранее допущение Vr = const может иметь место, если равнодействующая сил сопротивления воспринимается поперечным сечением пласта. Если же пласт деформируемый, то дифференциальное уравнение относительного движения центра масс пласта примет вид:

d2s

m—= Р-Г*0, dt2

где P - сила подпора пласта со стороны еще не поднятого массива почвы.

Возникающая сила трения F пласта о поверхность частично уравновешивается силой Р, остальная ее часть сообщает пласту тангенциальное ускорение и РфТ . Если Р>Т, то движение пласта может быть ускоренным.

В случае деформируемого пласта получается меньшее значение скоростной составляющей тягового усилия, чем то, которое следует из теоремы количества движения:

PAt = mAVr.

Действительно, после удара частица приобретает скорость Vr ~yr-Ve, где у/ - коэффициент сжатия пласта; Ve -

скорость плуга.

Аналитическое описание движения пласта использовано при моделировании плужной поверхности.

Третья глава "Моделирование плужной поверхности по траектории движения пласта по отвалу". Форма верхней предельной траектории может быть положена в основу метода проектирования поверхности. При этом можно достичь и технологической целесообразности и возможности проектирования поверхности для повышенных скоростей вспашки. Закономерность изменения кривизны по дуге геодезической линии можно задать при помощи направляющей кривой. Исходная кривая - предельная траектория частицы является непрерывной функцией а — а{Р), где а — угол между осью OZ и проекцией на плоскость YOZ касательной прямой к траектории; (3 — угол между осью ОХ и проекцией касательной прямой, рисунок 2; СС\,Р\ — начальные значения углов, определяющих направление в пространстве касательной к относительной траектории в начальной точке (на лемехе).

На плоской развертке поверхности относительная траектория станет плоской кривой; ее касательная составит с лезвием лемеха угол 1], начальное значение его Щ, рисунок. 2. В работе даны рекомендации по углам установки лемеха, крыла и отвала, углы вступления пласта, угол охвата пласта в отвалом. Составлен алгоритм проектирования лемешно - отвальной поверхности с использованием системы AutoCAD на ПЭВМ. Алгоритм включает построение численным методом: геодезической линии поверхности, траектории относительного движения пласта по поверхности, сравнение и анализ, принятие решения. Рассмотрен алгоритм построения траектории движения пласта по развертывающейся поверхности.

1. Вводим исходные данные для проектирования

Y,€,f,Ve,hs и ряд других параметров.

2. Определяем точку середины лезвия, с которой идет построение.

3. Находим угол r¡q — начала движения пласта по лемеху.

4. Находим относительную скорость пласта vr.

5. Определяем сжимающее пласт усилие тс:

Тс = a b y (hs -f hs -cos£i)+a b-y• (/imax-ht),

где hs —шаг построения траектории; hmax —

максимальная высота подъема пласта; h¡ —высота центра тяжести рассматриваемого сечения пласта.

6. Определяем угол 7]¡ между касательной к траектории и образующей для i — ого сечения пласта:

, с --•ki ■S¡ i?

m=e'k'*'-C2+e 2 .(C2-cosp-Si+C3-smp-Si) + -

В работе указаны все параметры для расчета 7]¡.

7. Построение траектории движения пласта проводим на развертке ЛОП, рисунок. 3. Из точки О^на верхней образующей лемеха проводим отрезок длиной hs под углом 77], отмечаем точку 02 ■ Далее определяем угол Т]2 и так далее; строим до выхода за пределы контура отвала. Шаг hs выбираем подбором.

8. Координаты точек траектории находим:

если S¡ <90°, то

í*¿+i = xi + hs -smOo +A/+1);

lv/+i = у i - cosí/o +hi+1);

если £¡=90®, то

*/+1 = */ +Л5 -втОо +Л/+0; -У/+1 = -V/;

если £■/ >90®, то

= ■*/ + '^(/О +Л/ + 1); Ь>/+1 = Л +¿5 -СОв^о + Л/+1).

Алгоритм реализован по комплексу программ В.Д. Тру-

хиной.

Для развертывающейся поверхности геодезическая линия будет прямой под углом 7/о на развертке. Построение поверхности на ПЭВМ приведено в работе.

Величина смещения траектории пласта к крылу отвала будет определять ту из проектируемых поверхностей, которая обладает меньшим тяговым сопротивлением.

Далее выбираем форму направляющей кривой и задаем ее параметры для построения.

Исследования работы различных типов плужных корпусов показывает, что основные геометрические параметры рабочей поверхности существенно влияют на тяговое сопротивление плуга и качество его работы.

Выбор этих параметров зависит как от физико - механических свойств почвы, так и от скорости движения агрегата. Были исследованы полувинтовые корпусы 1-1V типов, таблица 1. Средние значения: тягового сопротивления В.ср, скорости

V , удельного тягового сопротивления Рудср, глубины вспашки

а , коэффициента крошения Ккрср, вспушенности

Ж подсчитаны по данным испытаний, предоставленных АО "Алтайсельмаш" для выполнения договора о сотрудничестве с АлтГТУ. Обозначения величин: Ь— ширина захвата корпуса; £0 — угол постановки лезвия лемеха к стенке борозды; уй —

угол постановки плоскости лемеха ко дну борозды; Ь — длина вылета направляющей кривой; Н — высота полевого обреза.

Для оценки степени влияния геометрических параметров на технологические и агротехнические показатели была составлена таблица 2. Воспользовались программой регрессионного анализа.

Таблица 1 - Параметры исследуемых корпусов

Типы I п Ш IV

Марка корпуса ПЛЖ-81.000 с упкхж- мом ПЛЖ-31.000 с правообо-рачивающим прсдшу/кником ГБИС-71.000Ш с утло-снимем ПЛЖ-71.000 с угоосни-мом

Геом. парам. X д 0266 0215 026 0252

Нм 035 03 034 03

42 45 42 42

у 0,1рад 25 23 25 25

Ъ >1 05 035 0,4 035

Техналогачес-кие гираметры: Vй1 3927 2222 30,66 273

КР 2,43 2,86 2,443 2,86

см2 101 86 75 91

аср>М 0^5 0207 0258 026

Агротехнически; гоказакж 57 61,7 61,68 65,86

к>% зу 4626 50,6 4226

Рисунок ЗгПостроение траектории пласта на развертывающейся ЛОП

Y

Ns3

КВт-ч t гег

60 50 to

is

гр

\ i

*

. —.....

2,2 ZU IT,%

Рисунок 4гГрафики зависимоспг Ыуд = f(V) плуга ППИ б—40:1 - культурный корпус; 2 - полувинтовой

Связь считается существенной, если 0,5 < V < 0,99 и несущественной, если г < 0,5. Обозначения:

+ - прямые существенные связи; - - обратные существенные связи.

Таблица 2 - Корреляционная таблица

Гео-мет-ри-чес- Технологические параметры Агротехнические параметры

кие параметры К р уд.ср асР кр.ср ср

Ь +0,849 0,108 0,209 +0,9 -0,273 -0,404

Н +0,888 -0,98 0,126 0,43 -0,78 -0,377

Го +0,711 -0,6 0,138 +0,98 0,0257 0,295

-0,711 +0,6 -0,138 -0,98 0,0257 0,295

Ъ +0,954 -0,81 0,545 0,3 -0,88 -0,738

Наиболее существенным геометрическим параметром является ширина захвата корпуса, затем углы постановки лезвия лемеха, высота полевого обреза и длина вылета направляющей кривой.

Были получены функции зависимостей технологических и агротехнических параметров от геометрических параметров с прямыми и обратными существенными связями. Для получения уравнения регрессии таких зависимостей использовали базисное уравнение:

2

у = йд +«1 - Ь + а2 -Ь ,

где у — технологический или агротехнический параметр;

Ъ — геометрический параметр; а§,а\,а2 ~ некоторые коэффициенты.

Было обосновано принятие решения о параметрах скоростной поверхности культурного типа по частным критериям оптимизации: ширина захвата корпуса Ъ — 0,4 м; длина вылета направляющей кривой Ь — 0,237 м; высота вылета направляющей кривой Н — 0,312 м; угол постановки плоскости лемеха ко

дну борозды =25®, а лезвия лемеха к стенке борозды

У0 = 42®. Эти параметры используются для проектирования

новой поверхности корпуса плуга.

В четвертой главе "Анализ работы плугов по комплексным показателям" подчеркивается, что в связи с использованием энергонасыщенных тракторов важно знать как рационально сочетать долю дополнительной мощности на увеличение скорости движения агрегата и долю на увеличение ширины захвата агрегата, чтобы получить максимум производительности при определенной мощности двигателя. Была поставлена задача: при заданной форме поверхности корпуса плуга найти скорость агрегата, при которой были бы минимизированы удельные энергоза-

гкВт-сЛ (кВт-чл траты --— или

V м3 у гя

Другая задача состояла в поиске ширины захвата корпуса плуга, при которой также минимизированы удельные энергозатраты. Эти задачи решались с привлечением данных полевых испытаний плугов АО "Алтайсельмаш - Холдинг" с переменной шириной захвата (тип почвы - чернозем обыкновенный суглинистый) на перепашке пара и вспашке зяби, оснащенных культурными и полувинтовыми типами корпусов. Испытания проводились в ОПХ Алтайская МИС, агрегатировались плуги с тракторами Т - 150К (подробно раздел освещен в работе и опубликован [4, 6].

Из экстремума функции

/п'а'У +к0У + ЕУ2

получено выра-

- скорости агрегата, при которой

2 а-В-Е

энергоемкость вспашки минимальна.

Функция Nуд была получена на основе рациональной

формулы В.П. Горячкина. Обозначения: /п — коэффициент протаскивания плуга в открытой борозде; С— масса плуга, С = 1825 кг для плуга ППИ - 6 - 40 с изменяемой шириной захвата; V — скорость движения агрегата; к0,Е — некоторые коэффициенты; а — глубина обработки; В— ширина захвата плуга.

Поскольку лабораторно - полевые испытания проводились при пониженной влажности и повышенной твердости почвы, то есть в экстремальных условиях, то приняли

/я = 0,4;Е = 1,5 кПа-с2/м\

Расхождение расчетных и экспериментальных значений скоростей составило 0...7,65 % (среднее значение 3,44 %). Секундный объем перемещаемой почвы составил у плуга с культурными корпусами 1,08... 1,28 м3/с (ср. 1,19 м7с), а у плуга с полувинтовыми корпусами 1,02... 1,26 м7с (ср. 1,13 м7с), что ниже на 5,04 %. Скорость вспашки плугом с культурными корпусами составила 2,25 м/с, с полувинтовыми 2,05 м/с при минимальной удельной энергоемкости, которая несколько ниже у культурных корпусов, чем у полувинтовых (6 %), рисунок 4.

Что касается поиска рациональной ширины захвата корпус плуга, то из ряда испытанных корпусов с шириной захват 30...45 см, минимум удельной энергоемкости получен для

Ък = 0,4 м как для культурных, так и для полувинтовых типов

корпусов, рисунок 5. Эти выводы подтверждают результаты моделирования параметров плужной поверхности (глава 3 работы). При использовании корпусов плугов целесообразно выдержи-

вать отношение > ПРИ котором обеспечивается максимум

производительности агрегата, рисунок. 6.

В пятой главе "Практическое применение моделирования линейчатых поверхностей" выполнено на основании комплекса программ автоматизированного проектирования рабочих поверхностей почвообрабатывающих машин В. Д. Трухиной.

Входной информацией комплекса программ служит база данных, с помощью которой обосновываются исходные параметры моделей поверхностей для выполнения, требуемого технологического процесса; выходная информация комплекса является основой для проектирования.

В работе дано описание инструкций пользователю, в том числе сформулированы назначение, исходные данные, результаты работы программ. В качестве примера в работе выполнено построение фронтальной проекции поверхности новой поверхности корпуса плуга, горизонтальной проекции поверхности, проекции разверток и шаблонов. В рамках проектирования роведен анализ спроектированной поверхности по взаимному расположению траектории движения пласта и геодезической кривой поверхности.

В работе рассмотрена структура создания электоронных архивов технических поверхностей и сформированы предложения для такого архива [3].

Нами проведен расчет экономической эффективности. Из условия минимальной удельной энергоемкости получены оптимальные параметры культурной поверхности корпуса плуга. В качестве базового принят плуг ПЛП - 6 - 35 в агрегате с трактором Т - 150К. Сравниваемый плуг шестикорпусный с оптимизированными параметрами в агрегате с трактором Т - 150К. За счет применения менее энергоемкой формы поверхности снижение погектарного расхода топлива примерно на 2 кг/га, повышение производительности у сравниваемого агрегата, снижение затрат труда, снижение приведенных затрат на 1га, получен годовой экономический эффект при нормативной загрузке агрегата в зоне 480 га в сумме 138,852 тыс. руб. на один агрегат.

щ

к

7 О 60 50

40 ёкм' '

Рисунок 5.-Графики зависимости Иуд — ^Вк) и \¥уд = ^е^) плуга ППИ б -40: 1-культурный корпус; 2 -полувинговой

2,0-10-3 №

V» и

) ] 1 / // / 1 N !

¿г* *** У / > _ / - V* 4 3 ]

У » У/, / - [ [

г / К / / /// ..... г- "" 1 1 1

■ч //> / / / 1 ..,....!._.....

%

у « 1Л 1,6 ¿8 2,0 2.2,вк/д

Рисунок б.-График зависимостей Муд = £(вк/а) и

\¥уд = й£в*/а) плуга ППИ б -40: 1,3 - культурный корпус; 2,4 - полувинговой

Основные выводы и рекомендации

1. Путем развития аналитического описания движения пласта по отвалу, моделирования рабочей поверхности, применения автоматизированной системы проектирования плужных поверхностей в среде графического пакета AutoCAD, анализа работы плугов по комплексным показателям удалось получить условия снижения энергоемкости вспашки выявлением многокритериальных связей параметров поверхности рабочего органа, технологических и агротехнических характеристик, а также сокращения сроков создания рабочих органов конкурентоспособной почвообрабатывающей техники.

2. В дополнение к полученному Л. В. Гячевым уравнению проекций сил, действующих на элемент пласта, на нормаль к траектории, нами дано решение этого уравнения и составлены еще два уравнения: на касательную к траектории относительного движения пласта и на бинормаль к поверхности в касательной плоскости. Аналитическое описание движения пласта дополнено уравнениями для определения сжимающего пласт усилия и сползания пласта с поверхности отвала, что более полно позволяет оценить влияние характеристик почвы, скорости вспашки, формы поверхности на траекторию пласта. Получена зависимость силы подпора пласта, вступающего на лемех, что и определяет саму возможность относительного движения пласта по рабочей поверхности плужного корпуса.

3. При моделировании плужной поверхности относительная траектория движения пласта может быть найдена на проектируемом отвале, что позволяет оценить как технологическую целесообразность проектируемой поверхности, так и ее связи с агротехническими и энергетическими показателями работы плуга. Предложен алгоритм Проектирования плужной поверхности с использованием системы AutoCAD на ПЭВМ и выполнены примеры проектирования плужных поверхностей.

4. Выявлены многокритериальные связи геометрических параметров с технологическими и агротехниче-

скими показателями работы плужных корпусов. Обоснованы параметры скоростной поверхности культурного типа по частным критериям оптимизации: ширина захвата корпуса Ъ — 0,4 м; длина вылета направляющей кривой Z = 0,237 м; высота вылета направляющей кривой Н = 0,312 м; угол постановки лемеха ко дну борозды /0 =25°; угол постановки лемеха к стенке борозды £0 =42°; глубина

обработки почвы а = 0,25м; соотношение = 1>6 из условия минимальных энергозатрат (если Иуд в

кВтс/м3); Уе =2,25м/с. Эти параметры приняты для

проектирования новой поверхности корпуса плуга. 5. Выполнен анализ работы плугов по комплексным

удельным показателям при ¥е = 7...9 км/ч: удельной энергоемкости и производительности. Минимальны энергозатраты у корпусов с Ък = 0,4м (из

исследованных 0,3 - 0,5м), ниже у культурных, чем у полувинтовых корпусов. При проектировании и комплектовании агрегатов целесообразно выдержи-

Ъ /

вать отношение у =1,8...2,0 (если Nуд в кВтч/га), при котором энергозатраты также минимальны. Несоблюдение этого соотношения для

/а

поверхности культурного типа приводит к росту Nуд и падению Жуд: при = 1,17 на 35,4% и на

24,4% соответственно; при = 1,3 на 20,8% и на

17,1%; при = 1,4 на 16,6% и на 12,2%; при

= 1,6 на 8,3% и на 8,3%; при = 2,2 на

8,3% и на 7,3%. При этом приведенные затраты также возрастают. Исходя из экстремума функции удельных энергозатрат плуга, получена зависимость для определения скорости вспашки стандартными культурными и полувинтовыми корпусами, при которых достигается минимум энергоемкости, что подтверждено полевыми испытаниями плугов АО "Алтайсельмаш - Холдинг" и согласуется с рекомендациями JI.E. Агеева по минимальным приведенным затратам агрегатов на пахоту.

6. Практическое использование моделирования плужных поверхностей и комплекса программ их проектирования в режиме диалога "конструктор - ЭВМ", работающего в среде графического пакета AutoCAD, нашло применение для проектирования новой культурной поверхности корпуса плуга, для совершенствования культурной поверхности корпуса плуга, для проектирования поверхности корпуса плуга к мини -трактору МТ-16 производства ОАО "Алтайский трактор".

Выполнено обобщение исследований в области создания рабочих органов плугов и с формированы предложения для компьютерного архива поверхностей плужных корпусов, которые могут быть использованы конструкторами при создании рабочих органов почвообрабатывающих машин.

7. Конструкторско - технологический центр ФПГ "Си-багромащ" (г. Рубцовск) принял результаты выполненной работы по обоснованию параметров поверхности корпуса плуга для использования при разработке рабочих органов конкурентоспособной почвообрабатывающей техники. Разработанная методика обоснования параметров поверхности корпуса плуга принята для адресного проектирования и при уточнении норм расхода дизельного топлива на основной обработке почвы по Западно-Сибирскому экономическому району.

Годовой экономический эффект от применения шес-тикорпусного плуга с предлагаемыми параметрами корпуса плуга с трактором Т - 150К в сравнении с базовым агрегатом в составе: плуг ПЛП - 6 - 35 с

трактором Т - 150К составляет 138,852 тыс. руб. на один агрегат. С ростом годовой загрузки агрегата в зоне против нормативной 480 га пропорционально возрастет годовой экономический эффект.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Трухина В.Д., Семенов В.В. Построение геодезической линии и траектории движения пласта на лемеш-но - отвальной поверхности. // Совершенствование рабочих органов сельхозмашин и агрегатов. Тезисы докладов международной научно - технической конференции./ Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Издательство АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 1994 - с. 3032.

2. Трухина В.Д., Семенов В.В. Обоснование геометрических параметров лемешно - отвальной поверхности плужных корпусов по результатам статистических исследований. // Научно - техническое творчество студентов: Сборник тезисов и докладов 52 - ой научно - технической конференции студентов, аспирантов и проф. - преподават. Состава АлтГТУ. Часть 1./ Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова - Барнаул: Издательство АлтГТУ, 1994 - с.155.

3. Трухина В.Д., Семенов В.В. Структура компьютерных архивов поверхностей сельхозмашин./ Сборник тезисов и докладов 55 - ой научно - технической конференции АлтГТУ - Барнаул: Издательство АлтГТУ, 1997, с. 105-107.

4. Семенов В.В. Анализ работы плугов по комплексным показателям.// Сборник научных трудов АлтГТУ "Совершенствование систем автомобилей, тракторов и агрегатов", ч. I. - Барнаул: Издательство АлтГТУ, 1999. - с. 97- 102.

5. Семенов В.В. Моделирование параметров поверхности плужного корпуса.// Сборник научных трудов АлтГТУ "Совершенствование систем автомобилей,

тракторов и агрегатов, ч. II - Барнаул: Издательство АлтГТУ, 1999 - с. 92-96.

6. Семенов В.В., Трухина В.Д. Анализ параметров плужного корпуса по удельным показателям.// Тезисы докладов международной научно - технической конференции "Проблемы развития агропромышленного комплекса России"/ СО РАСХН - Новосибирск: - 1999.

7. Трухина В.Д., Семенов В.В Компьютерное проектирование рабочих поверхностей сельскохозяйственных машин.// Тезисы докладов международной научно - технической конференции "Проблемы развития агропромышленного комплекса России"/ СО РАСХН -Новосибирск: - 1999.

8. Семенов В.В., Трухина В.Д. Практическое применение моделирования поверхности корпуса плуга на ПЭВМ./ Сборник тезисов докладов 57 научно - технической конференции АлтГТУ, Барнаул: Издательство АлтГТУ, 1999,с. 74-75.

Вадим Владимирова Семенов

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ

КОРПУСА ПЛУГА В УСЛОВИЯХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Подписано в печать 24.04.2000. Формат 60x84 1/16.

Печать - ризография. Усл.п.л. 1,62. Уч.-изд.л. 1,08.

Тираж 80 экз. Заказ 28/2000.

Издательство Алтайского государственного технического университета

им. И.И. Ползунова, 656099, г. Барнаул пр-т Ленина, 46.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 020822 от 21.09.98 года.

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД № 28-35 от 15.07.97

Отпечатано в ЦОП АлтГТУ 656099, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46

Введение

Глава 1. Состояние вопроса по анализу форм, параметров и методов проектирования лемешно - отвальных корпусов плугов

1.1. Анализ методов построения лемешно - отвальных 9 поверхностей.

1.2. Формы и параметры лемешно - отвальных поверхностей

1.3. Анализ методов проектирования лемешно - отвальных поверхностей

1.4. Постановка цели и задач исследования

Глава 2. Аналитическое описание движения пласта по лемешно отвальной поверхности корпуса плуга

2.1. Исходные положения

2.2. Фазы движения пласта по отвалу

2.3. Движение пласта по отвалу

2.3.1. Сферическая индикатриса касательных

2.3.2. Затраты тягового усилия на преодоление трения пласта о поверхность отвала

2.4. Уравнения относительного движения пласта по отвалу в проекциях

2.5. Определение силы подпора

2.6. Выводы по главе

Глава 3. Теоретические основы моделирования плужной поверхности по траектории движения пласта по отвалу

3.1. Верхняя предельная траектория

3.2. Рекомендации Л.В. Гячева по углам установки лемеха и отвала

3.3. Исследование траектории движения пласта по геодезической кривой

3.4. Построение геодезической линии на поверхности

3.5. Определение относительной скорости пласта

3.6. Алгоритм построения траектории движения пласта по развертывающейся поверхности

3.7. Моделирование параметров поверхности плужного корпуса

3.8. Выводы по главе

Глава 4. Анализ результатов полевых испытаний плугов по комплексным показателям 4.1. Выводы по главе

Глава 5. Практическое применение моделирования линейчатых поверхностей на основе конгруэнтных прямых

5.1. Конструирование технических поверхностей новых форм

5.1.1. Описание комплекса программ поверхностей плужных корпусов

5.1.1.1. Моделирование линейчатых поверхностей не развертывающегося типа

5.1.1.2. Моделирование линейчатых поверхностей развертывающегося типа

5.1.2. Применение комплекса программ в конструкторской работе

5.1.2.1. Проектирование новой поверхности культурного типа, полученной путем моделирования

5.1.2.2. Проектирование усовершенствованной поверхности корпуса плуга

5.2. Структура архивов технических поверхностей 5.2.1. Предложения для компьютерного архива поверхностей плужных корпусов

5.3. Расчет экономической эффективности от применения

В настоящее время наибольшее распространение нашли лемешно - отваль ные плуги - ими обрабатываются свыше семидесяти процентов пахотных зе мель. Достоинствами отвальной вспашки является глубокая заделка растительных остатков и органических удобрений, эффективная борьба с сорняками, хо рошее рыхление почвы. К числу недостатков следует отнести высокую энерго емкость процесса вспашки, нецелесообразность применения в условиях недос таточного увлажнения и на почвах, подверженных ветровой эрозии. На обра ботку почвы ежегодно тратятся миллионы тонн горючего, поэтому выбор I обоснование рациональных параметров почвообрабатывающих машин являете* актуальной задачей. Обоснование рациональных параметров рабочих органо1 плугов может быть успешно решено лишь на основе достаточно разработанное теории лемешно - отвальной поверхности корпуса плуга. В свою очередь, тео рия лемешно - отвальной поверхности является частью теории плуга и включа ет в себя:

- теорию движения (кинематику и динамику) пласта при вспашке;

- методы проектирования лемешно - отвальной поверхности (ЛОП).

Основное значение в теории ЛОП имеет механика движения пласта, устанавливающая зависимость траекторий, скоростей и ускорений частиц, а также сил, действующих на пласт, от формы поверхности, скорости вспашки, физико механических свойств почвы. Методы проектирования ЛОП не могут рассмат риваться изолированно от теории движения пласта. Только в результате исследования движения пласта появилась возможность разработки научно обосно ванных методов проектирования, непосредственно опирающихся на те геометрические параметры поверхности, которые определяют движение пласта и дей ствующие на него силы.

В качестве одного из основных требований, предъявляемых к сельскохозяй ственной технике, является повышение производительности почвообрабатывающих агрегатов, уменьшение погектарного расхода топлива, снижение при веденных затрат средств при качественном выполнении работ.

Показатели эффективности использования почвообрабатывающей технию могут быть улучшены созданием энергосберегающих технологий, в том числе снижением энергоемкости пахотных агрегатов за счет создания новых и совер шенствования существующих форм лемешно - отвальных поверхностей плуж ных корпусов. Результатом таких исследований могут явиться плужные корпу сы, эффективно и качественно выполняющие технологический процесс вспаш ки при минимальных затратах энергии.

Создание и разработка новых форм рабочих поверхностей плужных корпу сов представляет собой длительный по продолжительности процесс. Это объ ясняется сложностью строения, состава и свойств почвы, а также, многокрите риальностью взаимосвязи свойств почвы и формы лемешно - отвальной по верхности корпусов.

Рабочие поверхности плужных корпусов культурного типа, выпускаемые I соответствии с ГОСТом Р50694 - 94 (ИСО 8910 - 94) обеспечивают качествен ное выполнение агротехнических показателей при работе до 7 км/ч, а выше - < повышенной энергоемкостью, что ставит задачу замены их на менее энергоем кие формы.

Наиболее рациональным путем создания таких форм является моделирова ние поверхности корпуса плуга в условиях автоматизированного проектирова ния, отыскание взаимосвязей параметров поверхности с технологическими I агротехническими показателями для достижения минимальных энергозатрат \ максимальной производительности агрегата. Это определяет актуальность темь и ее народнохозяйственную значимость.

Работа выполнена в соответствии с научно - технической программой "Алтай - наука" раздел 9 - Применение информационных технологий "Исследование взаимосвязи и оптимизация геометрических и технологических параметров при создании рабочих органов конкурентоспособной сельскохозяйственной техники", по тематическому плану НИР АлтГТУ имени И.И. Ползунова и по договору между АлтГТУ и АО "Алтайсельмаш - Холдинг".

Объект исследования - поверхности корпуса плуга разных форм.

Научная новизна исследований состоит в разработке математических моделей, описывающих движение пласта по лемешно - отвальной поверхности, в раскрытии многокритериальных связей параметров поверхности корпуса с технологическими и агротехническими показателями, установлении рационального сочетания этих параметров для обеспечения минимальных энергозатрат пахоты, моделировании поверхности корпуса в условиях автоматизированного проектирования на ПЭВМ.

Практическая ценность работы состоит в реализации методик анализа работы плуга по комплексным удельным показателям для обоснования параметров корпуса плуга из условия минимума энергозатрат, в развитии метода моделирования поверхности по траектории движения пласта в системе AutoCAD на ПЭВМ с анализом влияния свойств почвы, скорости вспашки на тяговое сопротивление корпуса по изменению траектории движения пласта по отвалу.

На основе моделирования создана новая форма поверхности скоростного корпуса культурного типа, положено начало создания компьютерного архива информационной базы данных для проектирования плужных поверхностей.

Реализация результатов работы - использование в учебном процессе специальности 17.10.00 - сельскохозяйственные машины и оборудование в АлтГТУ имени И.И. Ползунова в курсах "Проектирование почвообрабатывающих машин и орудий", "Основы научных исследований", в курсовом и дипломном проектировании.

Результаты работы приняты конструкторско-технологическим центром (КТЦ) ФПГ "Сибагромаш" (г. Рубцовск) к использованию при разработке новых рабочих органов плугов.

Апробация работы и публикации - основные положения работы были доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных научно - технических конференциях АлтГТУ имени И.И. Ползунова в 1994 - 1999 г.г., а также на международной научно - технической конференции "Совершенствование рабочих органов сельхозмашин и агрегатов" (Барнаул, 1994г.); на международной конференции "Проблемы стабилизации и развития сельскохозяйственного производства Сибири, Монголии и республики Казахстан в XXI веке" СО РАСХН (Новосибирск, 1999).

В полном объеме работа докладывалась на научно - техническом семинаре кафедры сельхозмашиностроение АлтГТУ в 2000 г. и на расширенном заседании конструкторско-технологического центра ФПГ "Сибагромаш" в 2000г.

Основные результаты работы опубликованы в 8 печатных работах.

Основные выводы и рекомендации

1. Путем развития аналитического описания движения пласта по отвалу, моделирования рабочей поверхности, применения автоматизированной системы проектирования плужных поверхностей в среде графического пакета AutoCAD, анализа работы плугов по комплексным удельным показателям удалось получить условия снижения энергоемкости процесса вспашки выявлением многокритериальных связей параметров поверхности рабочего органа, технологических, агротехнических характеристик, а также сокращения сроков создания рабочих органов конкурентоспособной почвообрабатывающей техники.

2. В дополнение к полученному JI.B. Гячевым уравнению проекций сил, действующих на элемент пласта, на нормаль к траектории, мною дано решение этого уравнения и составлены еще два уравнения: на касательную к траектории относительного движения пласта и на бинормаль к поверхности в касательной плоскости. Аналитическое описание движения пласта дополнено уравнениями для определения сжимающего пласт усилия и условия и сползания пласта с поверхности отвала, что более полно позволяет оценить влияние характеристик почвы, скорости вспашки, формы поверхности на траекторию пласта.

Получена зависимость силы подпора пласта, вступающего на лемех, что и определяет саму возможность относительного движения пласта по рабочей поверхности плужного корпуса.

3. При моделировании плужной поверхности относительная траектория движения пласта может быть найдена на проектируемом отвале, что позволяет оценить как технологическую целесообразность проектируемой поверхности, так и ее связи с агротехническими и энергетическими показателями работы плуга.

Предложен алгоритм проектирования плужной поверхности с использованием системы AutoCAD на ПЭВМ и выполнены примеры проектирования поверхностей.

4. Выявлены многокритериальные связи геометрических параметров с технологическими и агротехническими показателями работы плужных корпусов. Обоснованы параметры скоростной поверхности культурного типа по частным критериям оптимизации: ширина захвата корпуса Ък = 0,40м; длина вылета направляющей кривой ¿ = 0,237 м; высота вылета направляющей кривой Я = 0,312 м; угол постановки лемеха ко дну борозды - 25°, а к стенке - 42°; глубина обработки почвы а = 0,25 м; отношение = 1,6 из условия минимальных энергозатрат (если N уд в кВтс/м ). Эти параметры приняты для проектирования новой поверхности корпуса плуга.

5.Выполнен анализ работы плугов при Уе=1.9 км/ч по комплексным удельным показателям: энергоемкости вспашки и производительности. Минимальны энергозатраты у корпусов с Ьк = 0,40м; ниже у культурных, чем у полувинтовых. При проектировании и комплектовании агрегатов целесообразно выдерживать соотношение = 1,8.2,0 (если Ыуд в кВтч/га), при котором достигаются минимальные энергозатраты. Так, несоблюдение выбора соотношения для поверхности культурного типа приводит к росту Муд и падению ¡¥уг): если = 1,17, то на 35,4% и на 24,4% соответсвенно; если Ьк/а = 1,3, то на 20,8% и на 17,1%; если Ък/а = 1,4, то на 16,6% и на 12,2%; если Ък/а = 1,6, то на 8,3% и на 8,3%; если Ьк/а = 2,2, то на 8,3% и на 7,3%.

При этом приведенные затраты также возрастают. Исходя из экстремума функции удельных энергозатрат плуга, получена зависимость для определения скорости вспашки стандартными культурными 1^=2,25 м/с и полувинтовыми

Уе =2,05 м/с корпусами, при которых достигается минимум энергоемкости, что подтверждено полевыми испытаниями плугов АО "Алтайсельмаш - Холдинг" и согласуется с рекомендациями Л. Е. Агеева по минимальным приведенным затратам пахотных агрегатов.

6. Практическое использование моделирования плужных поверхностей и комплекса программ их проектирования в режиме диалога с ПЭВМ нашло применение для проектирования новой культурной поверхности корпуса плуга, для совершенствования культурной поверхности корпуса плуга, для проектирования поверхности корпуса плуга к мини трактору МТ -16 АО "Алттрак".

На основе обобщения исследований, выполненных в области создания рабочих органов плугов, сформированы предложения для компьютерного архива поверхностей плужных корпусов, которые могут быть использованы конструкторами при создании рабочих органов почвообрабатывающих машин.

7. Конструкторско-технологический центр ФПГ "Сибагромаш" принял результаты выполненной работы по обоснованию параметров поверхности корпуса плуга для использования при разработке рабочих органов конкурентоспособной почвообрабатывающей техники.

Разработанная методика обоснования параметров поверхности корпуса плуга принята для адресного проектирования и при уточнении норм расхода дизельного топлива на основной обработке почвы по Западно - Сибирскому экономическому району.

Годовой экономический эффект от применения шестикорпусного плуга с предлагаемыми параметрами корпуса плуга с трактором Т - 150К в сравнении с базовым агрегатом в составе плуга ПЛП - 6 - 35 с трактором Т - 150К, составляет 138,852 тысячи рублей на один агрегат. С ростом годовой загрузки агрегата в зоне против нормативной, равной 480 га, пропорционально возрастет годовой экономический эффект.

1. Al-Jallil Hamid F. и др. Исследование условий работы корпуса отвального плуга с изменением скорости движения. /"Trans. ASAE", 1979, vol. 22, №3, р. 494-497.

2. Anisch S., Richter Р. О принципах параллелограмной вспашки /"Agrartechnik", 1977, 27, №7,с- 323-325

3. АО "Алтайсельмаш холдинг" // "Тракторы и сельхозмашины" - 1995. №4.

4. A.c. № 546308 СССР МКИ кл А 01 В15/00 Корпус плуга. /Мильцев А.И. и др.(СССР), №2122489; заявлено. 7.04.75, опубл. 17.03.77.

5. A.c. № 640688 СССР МКИ кл А01 ВЗ/16 Корпус плуга./ Мильцев А.И. и др. (СССР); №2371290, заявлено 14.06.76; опубл. 10.01.79

6. A.c. № 733527 СССР МКИ кл. А01 ВЗ/00 -В15/00. Плуг с автоматическим регулированием параметров плужной поверхности./ Лептеев A.A. и др.; (СССР)№2571701; заявлено 18.01.78; опубл. 19.05.80

7. A.c. № 1106452 СССР МКИ кл. А01 В15/02 Корпус плуга. /Шейнин Н.Е. и др. (СССР) № 3513687/30-15; заявлено 27.09.82; опубл. Б.И. 1984, № 29.

8. A.c. № 1209055 СССР МКИ кл. А01 В69/04. Плуг с автоматическим регулированием параметров плужной поверхности /Лептеев A.A. и др. (СССР) № 361909/30-15; заявлено 08.07.83; Опубл. Б.И. 1986, №5

9. A.c. № 1205794 СССР МКИ кл. А01 В15/08. Плужный корпус /Сакун В.А. , Барановский А.В.(СССР) №3686997/30-15; заявлено 6.01.84; опубл. БИ. 1986, №3.

10. A.C. № 1340606 СССР МКИ кл. А01 В15/06 . Плужный корпус./ Патрин П.Н. и др. (СССР), №3936566/30-15 заявлено 22.05.85.; опубл. Б.И. 1987, №36

11. A.C. № 137158 ЧССР МКИ кл. А01 В15/02 . Регулируемый плужный отвал. /Soycek Josef, Brzkovsky Karel., (ЧССР) №4954-82; заявлено 30.06.82. опубл. 01.10.87

12. А.С. № 237157 ЧССР кл. А01 В15/08 . Плужный отвал. /Soycek Jozef, Brzkovsky Karel. (ЧССР), №4953-82 ; заявлено 30.06.82.; опубл. 01.10.87

13. A.C. № 1521308 СССР МКИ кл. А01 В15/08 Плужный корпус / Сакун В.А. и др. (СССР)№ 4322518/30-15 заявлено 29.10.87№ опубл. 15.11.89. БИ 1989, №42

14. A.C. № 1540674 СССР МКИ кл. А01 В15/00 Корпус плуга / Стародин-ский Д.З. и др. (СССР) № 4330918/30-15; заявлено 07.09.87.; опубл. 07.02.90 БИ. 1990, №5.

15. А.С. 1605943 СССР МКИ А01 В15/10. Корпус плуга. /Бледных В.В., Чу-пин П.В. (СССР)- № 4480240/30-15; заявлено 09.09.88; опубл. 15.11.90. БИ.1990, №42.

16. A.c. 1651788 СССР МКИ А01 В15/04. Корпус плуга / Бледных В.В., Чу-пин П.В. (СССР) № 4610950/15; заявлено 28.10.88; опубл. 30.05.91. БИ.1991, №20.

17. Ашакова Н.И. Обоснование геометрических параметров универсального плужного корпуса. //Повышение производительности и качества работы сельхозмашин в условиях Нечерноземной зоны РСФСР. -М.: 1986. -с. 12-15

18. Бахтин П.У. и др. Многофакторное исследование удельного сопротивления плуга./ "МИЭСХ", 1976, №10,с.49-51

19. Бартенев И.М. Параметры лемешно отвальной поверхности комбинированного корпуса плуга. //Воронежская лесотехническая Академия. - Воронеж: 1995. - 14с. Деп. ВИНИТИ 19.5.95. №1421 - 895.

20. Baraldi Gaalfiero, Pezzi Fabio. Плуги. // "Mach, e mot. agr." -1989 -44, №10. -с. 19-22.

21. Башев A.A., Кирюхин В.Г. Система автоматизированного анализа рабочих поверхностей плужных корпусов с помощью их геометрической аппроксимации. / "Автоматизация проектирования с-х техники." -М.: ВИСХОМ, 1986. с.12-20

22. Бледных В.В., Худяков С .Я. Математическая модель рабочей поверхности корпуса плуга. // "Техника в сельском хозяйстве" 1989, №2. с. 42-43.

23. Бледных В.В. Математическая модель ЛОП плуга. // "Техника в сельском хозяйстве" 1993 - №2. -с. 8-10.

24. Боготонов В.И., Кравчук Г.Н. Анализ параметров плужных корпусов. / "МИЭСХ" 1984. -№8. -с. 55-56.

25. Бурченко П.Н., Мамедова Л.В. Определение исходных параметров, методика расчета и построения ЛОП скоростного плуга. /Труды ВИМ, 1978, вып. 82, с. 24-54

26. Бурченко П.Н. О развертывающейся ЛОП скоростного корпуса. Труды ВИМ, 1978, вып. 82, с.3-24

27. Бурченко П.Н. и др. К вопросу изыскания новых методов проектирования развертывающихся ЛОП. /"Научно-технический бюлл. ВИМа", 1983, №55, с. 13-17.

28. Бурченко П.Н. К вопросу построения абсолютной траектории движения пласта почвы. / "Научно-технический бюллетень ВИМА". -М.:1987, №68. -с.15-17.

29. Бурченко П.Н. и др. Энергетическая оценка корпусов КСЭ -01 и плугов для работы на повышенных скоростях. / "Тракторы и сельхозмашины" 1970. -№9. -с. 22-25.

30. Бурченко П.Н., Милютин В.В. Влияние скорости на сопротивление деформации почвы и другие составляющие тягового усилия клина. / "Тракторы и сельхозмашины" 1979. -№4. -с. 19-20.

31. Wainwright Raymond Р. и др. Плуг с изменяемым углом атаки. / "Trans. ASAE", 1983, vol 26, №2, p. 392-396, 400.

32. R. Wainwright, W. Buchell, St. Marley, A. Variable Approach. Angie Moldboard Plow - 1983. vol. 26, №2. -p. 392 - 396.

33. Вайнруб В.И. Оптимизация режима работы пахотного агрегата / "МИЭСХ" -1980. -№11. -с. 19-21.

34. Waskiewicz Czeslaw, Kotecki Lestek. Влияние конструкций плужного отвала на качество вспашки. / "Masziciagrol" 1987, 33, № 9 с. 7-8,2

35. Вилде A.A. Влияние конструктивных параметров ЛОП и корпуса плуга на их тяговое сопротивление. //Сб. Латв. НИПТИМЭСХ "Механизация и электрификация сельского хозяйства" Рига,: 1983, №8, с.203-230.

36. Волков И.В. Эффективность обработки почвы. / "Вестник аграрной науки " -1994-№3.-с. 29-31.

37. Heissenberger Josef, Preizier Rudolf. Automatische Schnittbreitenverstelhiung und Untergrund lockerung. / "Fortschr. Landwirt." -1990 -68, №16. s.6-8.

38. Гетьман А.Г. Об автоматизированном проектировании линейчатых каркасов ЛОП с учетом агротехнических и технологических требований. /КИСИ, Киев 1980, 18с. Деп. в УкрНИИИН 14 мая 1980, №2049.

39. Гетьман А.Г. Численный метод построения геодезической линии на ЛОП. /Конструирование и технология производства с.-х. машин. Киев.: 1981, №11, с. 3-6.

40. Горбатович Ж.Н. Оптимизация параметров ЛОП плуга. /"Автоматизация проектирования технологических процессов". Минск.: 1984, №1, с. 70-78.

41. Горбатович Ж.Н. Оптимизация параметров отвальной поверхности по двум критериям. //Белорусский технический институт. -Минск.: 1987.-10с. Деп. ВИНИТИ, 17.07.87., №5197 887

42. Гост Р 50694-94 (Исо 8910-94) Машины и орудия для обработки почвы. Ле-мешно отвальные плуги. Рабочие органы. Термины и определения.

43. Гячев Л.В. Теория лемешно отвальной поверхности. // АЧИМСХ. Труды института, вып. 13, Зерноград.: 1961,317 с.

44. Гячев Л.В. Обоснование угла отклонения стенки борозды от вертикали для многокорпусных плугов. / "МИЭСХ" 1984. -№5. -с. 23-24.

45. Гячев JI.B. Основы теории и расчета лемешно овальных поверхностей. //Учебное пособие. Алтайский политехнический институт имени И.И. Ползунова. - Барнаул.: Б.И., 1989. - 91с.

46. Данченко В.И., Корабельский В.И. О рациональном проектировании рабочих органов. // Совершенствование технологии производства корнеплодов и семян сахарной свеклы. -Киев. : 1987. с. 30-43.

47. Douda Milosalav. Плуги фирмы Kverneland. /Mach, remed. -1990. -40, №2. -с.93-94

48. Зырянов В.А. Производительность почвообрабатывающих агрегатов. /"МИЭСХ" 1979. -№11. -с.13-15.

49. Казаков B.C. Гидромеханическое моделирование почвообрабатывающих машин. / "Техника в сельском хозяйстве" -1991. -№3. -с. 15.

50. Ким P.A., Смирнов Л.Ф., Горбов В.Ф. Технологические приемы, улучшения качества вспашки. //Сб. трудов Алтайского политехнического института Конструирование машин. Барнаул.: 1967.

51. Кирюхин В.Г. и др. Автоматизация проектирования лемешно отвальной поверхности. / "Тракторы и сельхозмашины" 1989, №4. -с. 7-10.

52. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. / Перевод с английского М.: Наука 1974 - 832с.

53. Клочков A.B. Регрессионно статистический анализ параметров современных плугов. /"Тракторы и сельхозмашины" 1982, № 1, с 20-21

54. König G. Применение основ методики расчета на ЭВМ силовых и энергетических характеристик агрегатов для обработки почвы."Agrartechnik",-1990. -40. №5. -s.209-211.

55. Cräciun V., Leon Dorel . Математическое описание поверхностей плужных отвалов. / Bui Inst. Politehn Josi. Sec 5-1993 -39, №1, 4. p. 105 -112.5 8.Kubisch J. Премирование плужных корпусов с помощью ЭВМ. /"Agrartechnik", 1984, №1, с. 14-17.

56. Лаврухин В.А., Иванов Г.В., Семик И.В. Проектирование развертывающихся ЛОП по заданному движению пласта. //Сб. ВНИПТИМЭСХ, вып XI: Ростовское книжное изд-во 1969.

57. Лептеев A.A., Мигаль А.Н. Расчет параметров движения пласта по регулируемой лемешно отвальной поверхности. / "Тракторы и сельхозмашины". -М.: 1985, №12,-с. 28-30.

58. Лептеев A.A. , Мигаль А.Н. Определение оптимальных рабочих скоростей регулируемого плужного корпуса. / "Тракторы и сельхозмашины", -М.: 1985, №11, с. 31-34.

59. Лептеев A.A., Мигаль А.Н., Асябрик И.М. Основные установочные параметры универсальных регулируемых плужных корпусов. / "Тракторы и сельхозмашины" 1986, №6. -с.28-32

60. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. Издание второе. М.Л. : Госсельхозиздат. - 1949. - 856с.

61. Лурье А.Б., Любимов А.И. Широкозахватные почвообрабатывающие машины. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение. - 1981. -270с.

62. Мамедова Л.В. Влияние скорости на характер движения пласта по отвалу. /Труды ВИМ, 1981, т.90, с. 63-68

63. Мацепуро В.М. Экспериментальное обоснование параметров ЛОП плужного корпуса для работы с энергонасыщенными тракторами. /Повышение производительности и качества работы сельхозмашин в условиях . Нечерноземной зоны РСФСР -М.: -1986. -с.3,11

64. Медетов Н.С. Анализ экспериментального и теоретического семейства геодезических линий на плужных поверхностях. / "Механизация и технология с. х. производства". -М.: 1984, с. 12-16.

65. Милютин В.В. Влияние параметров рабочего органа почвообрабатывающих машин и скорости обработки на процесс движения почвенного пласта. / Труды ВИМ-М.: 1978, т.82, с. 54-67.

66. Zal Harbans. Зависимость тягового сопротивления пахотного агрегата от влажности почвы. / "Agr. Mech. Asia, Air. and Lat. Amer." 1987. 18, №4, p.31-35

67. Найдыш B.M. и др. Проектирование развертывающихся ЛОП. /"Тракторы и сельхозмашины", 1983, №11, с. 12-13.

68. Nowotny Мах. Новый ромбовидный плуг /"Agrartechnik", 1977, 56, №8,s.8-9

69. Новиков Ю.Ф. Основы теории и механико-технологическое исследование процессов вспашки. // Автореферат дисс. на соискание уч. степени д-ра техн. наук. Ростовский на - Дону ин -т с. - х. машиностроения -. Ростов - на -Дону.: 1970 -54с.

70. Параев А.Г. Саришвилли Э.Д. Определение длины винтовых поверхностей плужных корпусов. /"Тракторы и сельхозмашины". 1984, №4, с. 14-15.

71. Пат. №122768 ГДР, кл. А01 В15/02. Корпус плуга /Anisch Siegfried и др. № 190495, заявлено 23.12.75., опубл. 5.11.76.

72. Пат. №4062410 США, кл. 172/708 (А01 В15/10, А01 В13/12). Плужный корпус с поворотной отвально лемешной поверхностью / Mo. Richard G. - № 648318; заявлено 12.01.75., опубл. 13.12.77.

73. Пат. №130090 ГДР, кл. А01 В17/00. Комбинированный корпус плуга //Böttcher Klaus/ Seidenstücker Ulrich. № 198665, заявлено 29.04.77., опубл. 8.09.78.

74. Пат. №250650 ГДР, кл. А01 В15/20. Плужный корпус с поворачиваемым отвалом . /Schwope Reinhard, Krause Reiner (ГДР) № 2921923; заявлено 07.07.86., опубл. 21.10.87.

75. Пат. №2025915 Россия, МКИ А01 В15/02. Корпус отвального типа почвообрабатывающего орудия /Тищенко С.С. и др. № 4947362/15, заявлено 12.5.91., опубл. 10.01.95., БИ. 1995, №1.

76. Плуг с ромбовидными отвалами и автоматическим предохранительным устройством. / "Landmach. rdsch" 1987, 39, №4. -s.80

77. Плуги. / "Agrartechnik" (BRD),-1990. -69. №2. -s.39.

78. Протокол № 01-55-88 (1060510 от 14 ноября 1988 г.) испытаний опытного образца плуга (модерн. ПЛ 5 - 35) с культурными и полувинтовыми корпусами. / Алт. МИС, р.п. Поспелиха - 1988.

79. Протокол № 01-63-88 (1060310 от 29 ноября 1988 г.) испытаний опытного образца плуга ППИ 6 -40. / Алт. МИС, р.п. Поспелиха - 1988.

80. Покровский Г.И. К теории работы плуга. / "Почвоведение", 1935, №6. -с.865.

81. Pearce Anderw. Плуги. /"Power Farm" 1987, 66, №9. -р. 28-29, 31

82. Ревякин Е.Л., Просвирин В.Г. Пути снижения затрат энергии при вспашке. / "Земледелие".- 1990, №3. -с. 53-55

83. Сакун В.А. Особенности геометрической формы рабочих поверхностей скоростных плужных корпусов винтового типа. /Сб. научных трудов МИИСП, 1979, вып. 16, №1 с. 3-7.

84. Семенов В.В. Анализ работы плугов по комплексным показателям. // Сб. научных трудов АлтГТУ "Совершенствование систем автомобилей , тракторов и агрегатов" ч.2 -Барнаул.: Изд. АлтГТУ ,1999, с.97-102.

85. Семенов В.В. Моделирование параметров поверхности плужного корпуса // Сб. научных трудов АлтГТУ "Совершенствование систем автомобилей, тракторов и агрегатов" ч.1 -Барнаул.: Изд. АлтГТУ ,1999, с. 92-96.

86. Семенов В.В., Трухина В.Д. Практическое применение моделирования поверхности корпуса плуга на ПЭВМ. /Сб. тезисов докладов 57 научно -технической конференции АлтГТУ.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999, с 7475/.

87. Семенов В.В., Трухина В.Д. Анализ параметров плужного корпуса по удельным показателям. // Тезисы докладов международной научно — практической конференции "Проблемы развития агропромышленного комплекса России" / СО РАСХН. Новосибирск.: 1999.

88. Сизов O.A. и др. Зависимость бокового смещения почвенного пласта от геометрических параметров и скорости движения винтового плужного корпуса. /"Научно технический бюлл. ВИМа", 1982, №51,с. 40-44

89. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. -М.: Машиностроение. -1977. -328с.

90. Тищенко С.С. Проектирование отвалов винтового типа с развертывающимися поверхностями. / "Механизация и технология с.-х. производства". -М.: 1984, с.8-11,

91. Тищенко С.С. Кинематические и динамические характеристики корпусов плугов. //Днепропетровский аграрный университет Днепропетровск: 1991-181с. Деп. В УкрНИИНТИ 19.12.91 - №1597. -Укр 91.

92. Трухина В.Д., Семенов В.В. Структура компьютерных архивов поверхностей сельхозмашин. / Сборник тезисов докладов 55 научно технической конференции студентов, аспирантов и проф - препод, состава АлтГТУ. -Барнаул .: изд-во АлтГТУ, 1997.- с. 105-107.

93. Трухина В.Д. Проектирование развертывающихся поверхностей рабочих органов почвообрабатывающих машин на ПЭВМ / Сибирский вестник с.-х. науки 1993. №2, с.81-86.

94. Худяков С.Я., Кулагин В.В. Некоторые результаты испытаний экспериментальных отвальных корпусов. //ЧИМЭСХ -Челябинск: 1987. -Зс. Деп. в ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш 19.09.87, №896

95. Худяков С.Я. Оценка отвальных поверхностей, по крошащей способности и тяговому сопротивлению. // ЧИМЭСХ. Челябинск: 1988. -6с. Деп. ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш 22.08.88 №1045 тс. 88

96. Циммерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин./-М.: Машиностроение ,1978. -295с.

97. Шейнин Н.Е. Геометрическое исследование рабочих поверхностей поч-вообрабатвывающих машин. / "МИЭСХ" 1979. -№3. -с. 17-19.

98. Шейнин Н.Е., Кирюхин В.Г., Гречушкин М.Б. Геометрическое исследование рабочих поверхностей плужных корпусов. / "МИЭСХ" 1986, №4. -с.29-31.

99. Schischkow St. Automatische Pflug. / "Deutsche Agrartechnik" 1971, №1. -s.16-17

100. Чупин П.В. Особенности процесса ромбовидной вспашки почвы. / "Сибирский вестник с-х науки" 1993 - №3. -с. 96-99.