автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров машины для насыпки противоэрозионных валов-террас на склонах

РГ6 од

} q ДПР jonq мел.итопольс.кии 1 -jинститут'j механизации сельского хозяйства

На прапах рукописи

КАРАЕВ Александр Игнатьевич

УДК: 631. 312: 631. 3. 072. 26; 515. 2: 512. 5

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ ДЛЯ НАСЫПКИ ПР0ТИВ0ЭР03И0ННЫХ ВАЛОВ-ТЕРРАС НА СКЛОНАХ

Специальности: 05.20.01 — „Механизация сельскохозяйственного производства";

05.01.01 —„Прикладная геометрия и инженерная графика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мелитополь —

1993

Раб.ота выполнена в Мелитопольском институте механизации сельского хозяйства и институте механизации й электрификации сельского хозяйства Украинской академии аграрных наук.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

НАИДЫШ В. М.;

член-корреспондент УААН, доктор технических наук НЛГОРНЫП Н. Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ОБУХОВА В. С.

кандидат технических наук, доцент ТИЩЕНКО С. С.

Ведущая организация — Головное специализированное конструкторс-

ко-технологическое бюро ПО «ОЗОР».

Защита диссертации состоится с^^1993 г. в часов на заседании специализированного сове^^Ж 120.90.01. но присуждению ученой степени кандидата технических наук при Мелитопольском институте механизации сельского хозяйства (МИМСХ, г. Мелитополь),

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять ученому секретарю специализированного совета по адресу: 332339, г. Мелитополь, пр-т Б. Хмельницкого, 18, МИМСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИМСХ.;

Автореферат разослан У ¿пс* 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

ЧЕРКУН В. Е.

•:-:_АЯ РАБОТУ

Актуальность теми иссла^/яшсия. Одним из главных направлений "/^йч-гекой рлбсты и кг-учных исследований в'области рационального природопользования является последовательное проведение работ па повышенно (воспроизводству)-плодородия земель нз склонах, особенно ва счет осуществления мер по аапите почв от волной эрозия. 2а последнее время на территории Украина rapcitoe применение яслучили зретигоэрсзиоинА» валы-террасы, способствующе снижению энергетического ресурса водных потоков. Сооружают валы-террасы вьеиочно-каскпным и наг-асным способами при помоет трейлеров, скреперов. бульдозеров и т.п. Однако, на некоторых операциях технологического процесса (срезка и перемещение плодородного слоя почвы, по.'грыгне плодоролйцм. слоен почвы ьывночно-иасыпкых полос и откосов...) применение таких магин недостаточно зс'гЬек-ткьнс яг-га ккгетЯ прскзвсдителькости, высоких удельных показателей энергоемкости к «¿еталлос-ыкости. В тс яг 'зремя известно, что более »»сокиэ- технигю-згоЕомичес'а» показатели процесса

траг-гсаоргкроьгаия no4¿ могут быть достигнут'»' при использовании

*

usísk, огяззгн&ас жтегеяш. Пр'пенс-пж суЕзеетвувеих мапш с метатгляки да •сосруггкич аротетсэрсзнснше валов-террас на' cicrcuax, hí ^гр-едстагляетср. возмоянык' из-за значительных габаритов и иксги, а схакс иг-га явулавлегворетельмсго выполнения икл - р-era агрстс-г'.тчеоппг требовежй (нерагяоиерпого съема песты, згг-згге-льгзгэ расбрэоа г.очзы при транспортировании к др.), что ^есо-'ер^еноt::~íí £эри zos&p >:нссгей рабочих органов i.-icnr-: д^изге т:гг!.'.. a ьззрет кх г?оь»2тркческого моделирования ггучен недс-тся'с-гио пглггэ. В гвяг;: е зтнм разработка ¡^сотрут.-

тивно-технологической схемы машины для насыпки противоэрогисаншс балов-террас ка склонах, обоснование геометрических и кинематических параметров ее рабочих органов, обеспечивала« выполнение агротехнических требований, предъявляемых к машине, а таете совершенствование некоторых операций технологического процесса яв-ли»-'гея актуальными вопросами.

Настоящая работа выполнена в ИЮСХ УААН и МЖ!Х в период с 1987-1990 гг. по тематическим планам КИР в соответствии с программой ссх.71 (1986-1990ГГ.) задание 0.4.

Объект исследований. Технология сооружения валов-террас и роторно-лопастная машина для выполнения земляных противоэрозион-ных работ на склонах.

Цель работа. Улучшение качества выполнения земляных противо-эрозионных работ и снижение удельных затрат энергии в 2,5. ..4,0 раза в сравнении с существующими технологиями и малинами путем транспортирования почвы роторно^лопастным плугом-метателем.

Иотоды исследования и-еЕпарахура. Теоретические исследования выполнены с использованием методов геометрического и математического моделирования с -последующей разработкой прикладных программ автоматизированного проектирования. Экспериментальные исследования проведены на специально изготовленном экспериментальном образце в лабораторных и хозяйственных условиях. . При экспериментальных исследованиях применялись методы тензометрических измерений, результаты которых обрабатывались методами теории вероятности и математической статистики на ЭВИ.

Изучная ¡ззгспа работы состоит в:

-разработке алгоритма формообразования и коррекции поверхности подкапывающего рабочего органа переме^нкой гауссовой кривизны;

- составлену.л геометрической модели движения частицы псчеы по поверхности лопатки и в разработке алгоритма ^ормссбраэоза^ия поверхности, удовлетворяюгего заданным кинематическим требованиям;

- с*осног2_чии вилз направляющей линии транспортируюдэй поверхности отрегнсго ножа й алгоритма ее формообразования исходя !!з уелсвы минимума затрат энергии;

- теоретическом обосновании процесса транспортирования почвы методом ьгета-ния;

- обосновании констругстивно-технологической схемы, параметров и ретамоз работы роторно-лопасткого метателя,

Зрзггпгчесгсга резугьтаги и нпзлзка. Обоснованы параметры процесса транспортирования грунта упорядоченным взаимодействием погкапыьаясего райсчего органа, отрезных ноге Я и разгрузочных лопаток. Разработан рсторяо-лопастной метатель почеь!,' поззоляк>-

перемещать почву с (¿ннжалъньас! потерям (до 15% при наибольшей дальности транспортирования) к сбеспс-чиваотиЯ скитание затрат эггергим в 3,8...5,1 раза по сравнению с землеройной техникой, испод. ¿уеыой при сооружении валов-террас на

*

склонах.

Па .тсгзггу зслззгсггея основные положения, составляющие научную новизну райоты.

Апробация рг&зт Основные результаты работы одобрены на всесоюзной научно-технической конференции по современным проблещи земледельческой механики ШЙСХ, г. Мглитопсль, 1989г.), на реопубжсшскай научно-технической конференции по перспективам отечественного садоводства (УЗОК г.Киев, 1391г.), ¡¡а конференции по яаучЕЗ-гегвкческкы, экономическим и экологическим основал; 5/е:с2ЕИзая;п! повьте&чя плодородия'почв з ЯУЭСХ УЛАН, г.Киев,

1992 г.).

Предмет и степгнь вигдр&шет. По результатам выполненных ис следований был изготовлен опытный образец роторно-лопастно! плуга метателя Ш-300, который успешно прошел научно-производственные испытания в совхозах "ХЬтовский" и "Рословичи" Киевской об". Результаты исследований использованы ГСКТБ Ш "030?" при разработка конструкторской документации на почвообрабатывающие мшиины с активными рабочими органами, а также в учебно™ процессе кафедры эксплуатации гидромелиоративных систем Днепропетровского агроуниверститета.

Зффекгашазсга внедрения. Годовой экономический эффект от применения роторно-лопастного плуга-метателя ПИ-300 составил 238631,3 тыс рублей (по ценам на июнь 1992 г.) в сравнении с серийным роторным буртоукрывщикоы БН-100А.

Область щшиэнекза. Результаты исследования могут быть использованы отраслевыми конструкторскими организацммн, а такке ¿аучно-исследовательскими-институтами сельскохозяйственного и автомобильного' машиностроения при раэработкэ рабочих органоз почвообрабатывающих ыашн, средств транспортирования почвы и других материалов методом метания (очесывающие устройства и др.).

Структура ы сЗгс:; ¡фгссорггвд-зг. Диссертация состоит из вгедо-ния, четырех глав, общих выводов, библиографии и приловзшй; наложена на 193 страницах, в том числе 96 страниц гдашшопиеного текста; содержит 61 рисунок, 18 таблиц и 10 приложений. В списке-литературы 103 наименования из них 2 на иностранном языке.

СОДЕРЯАНУЕ РАБОТЫ

"ЕЕЕДЕНИЕ" содержи' краткое обоснование актуальности работы и ее аннотацию. Представлена цель- исследований.

Впервой главе "АНАЛИЗ СУШЕСТ2УЩИХ ТЕХНОЛОГИЯ А СРЕ~-ГЕ «ЕХАИКЗАЗГИ ЗАЩИТЫ ПОЧВ 07 ЭРОЗИИ НА СКЛОНА}?' на ос.чо-гьнии литературных данных проведен анализ почЕеяно-климатических условий Украины и определены основные зоны, подверженные водной эрозии; проведен анализ технологий и средств механизации защиты пота от зрсьии на склонах; подтверждена целесообразность дополнения противсэрозионных агротехнических, лесо-, лугомелиоративных приемов гидротехническими сооружениями, проанализированы технологии их строительства и средства механизации, а также оСосксвана потребность в разработке высокопроизводительной землеройной малине.

Касаясь вопроса разработки новых высокопроизводительных ма-зга, направленных на сокращение количества проходов агрегатов по полв. числа операций, лс^ьпение качества выполняемых работ исследователи Н. Н. Нагорный, Н.С. Левчук, М. И. Грицишин. Н. Ф. Рсманек-га, К. Е Панов к др., укззызант на то, что создание таких масин есзмохно путем сочетания активных и пассивных рабочих органов, т.е. они долкны быть комбинированным:!. к!ал:;<.кы для транспортирования почвы, как отмзчает.Н. Г. Лоьйровский, должны обладать са-ж-сто:-п ельньа-я механизмами длл кспаяия и транспортирования. При этси транспорткруктай агрегат рекомендуется располагать ближе к реяу^ему рабочем}' органу и месту захвата почвы. Этим условиям наиболее полно отвечает метатели, применение которых значительно псвы^зет зксплуаганионные качества землеройных малин за счет сокращен кЛ" габаритных размеров и веса транспортируккзих агрегатов.

Однако, из данных А- Л. Ксвалерова, Е С. Левчука, С. С. Рабиновича и др. следует, что магзшы, оборудованные метателями (ранее разработанных конструкций), не могут обеспечить качественное выполнение работ в технологическом процессе строительства валов-тер-

- о -

рас на склонах из-за значительного рассеивания почвы при работе метателей, гребнистости поверхности поля после снятия генетического горизонта почвы и перемешивания его с нижележащими слоями, залипание рабочих органов и забивание ротора почвой, т.е. реализовать преимущества метателей возможно только с разработкой ковы* рабочих органов, применение которых дало бы возможность устранить вышеперечисленные недостатки.

Информационной базой по проведению теоретических исследований, направленных на разработку новых рабочих органов, являются работы ученых в области прикладной геометрии: Е И. Корабельского, К С. Обуховой, а М. Яайдыша, А. С. Павлоцкого, А. Е Павлова, Е П. Крчука и др.

Недостаточная изученность вопросов, связанных с транспортированием почвы роторными метателями, а также поставленная в работе цель обусловили следующие задачи исследований:

1. Обосновать конструктивно-технологическую схему ьашины послойного резания с транспортирующим агрегатом почвы роторного типа.

2. Определить влияние геометрических и кшематическкх параметров машины на ее технологические показатели.

3. Выполнить исследования и осуществить геометрическое моделирование рабочих поверхностей подкапывающего рабочего органа, транспортирующей лопатки и отражающей поверхности ножа в зависимости от процесса подачи почвы в зону резания, формирование,ее в ячейке ротора и условия компактной разгрузки.

4. Экспериментально подтвердить эффективность выбранных средств транспортирования почвы.

5. Произвести производственную проверку и дать технико-экономическую оценку результатам выполненных исследований.

Во второй главе "ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ" приведены результаты по обоснованию типа транспортирующего агрегата кабина, ее технолого-конструктивной схемы и изложены теоретические исследования процесса транспортирования почеы роторным метателем. Приведены алгоритмы для рзсчета параметров форм и полевения рабочих органов роторно-лопастного метателя.

Обоснование типа транспортирующего агрегата и технологе-конструкторской схемы машины По результатам расчетов, проведенных согласно теории инженерного прогнозирования, установлено, что наибблыпзя сумма баллов - 0,8 нормированных весов критериев принадлежит лопастным метателям. Учитывая полученные результаты и агротехнические требования была разработана конструктивно-технологическая схема навесной, роторно-лопастной машины для насыпки прстивоэрозиокных валов-террас на склонах (рис.1).

Для определения основных геометрических и кинематических параметров плуга-метателя, обеспечивающих надежность " и устойчивость технологического лронесса разработана номограмма (рис.2).

«

Кинематические и динамические исследования движения почвы по поверхности лопатки В об'зн случае, если лопаткз представляет собой плоскость, наклонеЕнус к радиусу под некоторым углом, то на частицу почбы, находящуюся на ней,действуют силы в соответствии с рис. 3, относительное двиденке которой мотат быть представленно I каноническим выражением линейного неоднородного дифференциального уравнения с постоянными -'о=9?кххиентамл

Рис.1. Конструктивно-технологичная схема плуга-метателя:

1-ротор; 2-подкапывающий рабочий орган; 3-опорный каток; 4-гидросистема; 5-навеска; 6-передача карданная; 7-рама; 8-редуктор; 3-направлявший щит; 10-гидроцилиндры; 11-атрезные ноли; 12-дни-те; 13-разгрузочные лопатки; 14-рычаги; 15-подвикный ксдух.

ллн^.матичаских параметров с технологичгскими показателями плуга-ч-;тате ля.

а-лопатка. наклоненная в сторону Ералэния ротора; 6-лопатка, наклоненная в сторону, обратную вращении ротора.

-jAg. smiiP - -¿г). Jbixse его резек^л л сэотЕетствуюсих преобразований получили уравнение дв<!яекия частник

= CfS2'^ Се8Лг*'*А +B$Ltlif + С COS CP , (1)

A COS Wc tjuSLP УГо)} tp~ Ср„ + a)t

U - ксзосиккезт £неснеп> трения;

J,ffKz- ;азряи характеристического уравнения. Ац ~ - \h+Ulj. ¡й уравнения 1 определена относительная скорость движения чзетипм г.с лопатке

' - Cfh С2И2еы+ &u>casf-Ca)sin(2)

Лсстоянгкс интегрирования С1 и С\ определены по начальным

- 10 -

условиям: -6 =¿?, "O; O; <p~<p0 .

В уравнениях нижний знак берут при наклоне лопатки в стороиу вращения ротора (рис.3,а), а верхний знак - в сторону, обратную вращению ротора (рис.3,6). При 0 получим частный случай (радиально установленная лопатка).

Из рис. 3,6 следует, что касательные составляющие 7, Yt Тг , способствуют относительному движению частицы почвы к периферии лопатки. Однако, нормальная составляющая Л* уменьшается, прижимая частицу к лопатке, а ее увеличение имеет место в том случае, если лопатка будет выпуклой в сторону врацения ротора, т.е. угсл между центробежной силой и касательной должен быть постоянным. Таким условиям, как известно, отвечает логарифмическая спираль (рис.4, участок К!), в соответствии с которым каноническое выражение дифференциального уравнения относительного движения частицы на участке ВС, после соответствующих преобразований имеет вид:

0"+ 2juu)$' - cúzag - S+g eos (В- y) +jug.sin(0-(f)3 где а •= (cose +jus¿n&)casQ; ¿ = cdz(casd+jus¿rte)r,}

а его решение дает уравнение движения частицы.

£ = Сгеъ±+ Вса$(8-ф Cs¿n(9-<?)+A, (з)

п & (2jJ*-<t)

где

с-

COS& "

Л1 1 + 2мг(з*а) + а (г+а) .

Л#2 = ± \fJFTa). - ^

JÍ3 уравнения 3 относительная скорость

«Г' = с, Л ел**+ ш

Постоянные интегрирования Cf и C¿ определены по начальном

t-o; ; £о = а; ■

условиям:

>/.с. 4. Продольный профиль криволинейной лопатки

{ л. с_ Л 1758774). Н.г.'окение относ этелхксЯ скорости на учгст:© СД характеризуется средним геометрическим значением п

' Л ■

-¿П ' 1х-Ц

V\У-ь), \у-ьк---\у~ь)п ' (5)

где О, н Ь - координаты центра Оа окружности И;

а - количество прозшводнж. Лспа!.1« с криволинейные профиле ч лотг-сляет за счет увеличения на 51% относительных и на 48% абсоястньк скоростей частиц, а

также аа счет изменения направления их движения увеличить дальность метания до 22 м, уменьшить ширину разброса почвы до 1,8... 2,1 м и при соблюдении в точках С к Л первого порядка гладкости предотвратить запинание ее почвой.

Спроектированный рабочий орган представляет собой корпус, состоящий из двух секций, содержащих отвали и лемеха, устинов ленные в зеркальной симметрии. Определитель такой по; ерхкс-сти имеет вид:

где гп - криволинейная направляющая (дуга окружное? и); Л - прямолинейная направляющая; а - прямолинейная образующая; _ А - закон перемещения образующей (¿7114 ).

Геометрический'анализ полученной поверхности выполнился дифференцировано по продольным и поперечным сечениям. В этих сечениях были получены кривые линии с изменяющейся кривизной, которые предопределяют системы сходящихся и расходящихся сил.

В соответствии с рис. 5 было получено уравнение поверхности в виде:

Проектирование подкапыЕСэдего рабочего органа

Ф (т, и, а) С А ]

/

Z

<

хс Ус ~ У *

-/? < < я .

■ ~>mí--TV "O~P7_iTQCTí* j"ü JIGCMCCT Л /

rt. г.- fj; ££ //, Л —50; Lj ^ If; » ~ '■/%)■'(rp?. « JÇÛttfi;

у0 - -260 мм: й - 300 ш; В - .340 мм; Ь- 0,1 мм; ;ф/-0,4; Ь^р- 1). Два прогнозирования динамического воздействия яа почвенный пласт определялись значения первых и вторых производных, а также радиуса кривизны в каддой точке ¡:ркэой. Так, для ¿/¿-О вторые производные Сиди отрицательные на всем протяжении кривой, а Гц положительная, что говорит о выпуклости кривой и расходящейся системе сил, которая изменялась от «5,6 К до 83,3 И при У/г - 1 м/с. Аналогично были исследованы кривые, полученные при У^ - -50 и у^- -100. Таким образом, данный способ позволяет оценить эффективность работы поверхности С на стадии проектирования.

Для изготовления поверхности О выли получены координаты шаблонов как результат пересечения поверхности горизонтзльно-проецирующими плоскостям ¿¡¡¿(О^ЛхОу;^!/!^ (рис.5), а уравнение 6 поверхности записано в параметрическом виде:

X' »■-С05о( I СО

(7)

где t. - параметр

/ + /Г,/й/ \

п - количество шагов по -оси у I £#£/3 ; СВБо --найравдякЕЗй кееинусы. Уравнение 7 дает возшяеостъ. получать координаты любой точки, принадлежащей поверхности С.

- 1Б -

Обоснование параметров поверхности отрезного нока я определение относительных характеристик движения по ней частицы почвы

Эффективность аадолмекия ыеклопастного пространства почвой и предотвращай" забивания ее ротора в значительной степени зависит от геометрических параметров формы и положения отрезного ножа, обеспечквг^сао: отрезание слоя почвы с минимальными энергозатратами, раэруэекие. а нем внутрипочвенных связей и транспортирование ■ а ячейку ротора с необходимой силой напора. С целью выполнения эти/, условий были обоснованы геометрические параметры плоской направллтаей п опорные точки В, С и углы с(тт и о^тх,

по,гожгкна отрезного нога в плоскости ротора.

Ндндучзее приблякгн'ие полученной лгм?*ксй лает пелинои с углами в состт «тствукцих точгсах. Для практических расчете« вгяг многочлен второй степени, график котсрогс есть пара^лз, ь ее уравнение имеет вид:

г ^ 0^54-76 -^8668X +0,095615 X* .

Шгерхкость нояа получена цалрокся'^рсванием гаправляссей я Оескоаечно близко расположенных» плоскостями , капраа¿гнкг норггалэй которых, совпадает с направлением нормалей кркэсй в со-отЕетствущк! точкахяаляе^-сз позорхностьо паребслнческого цк-лкндрв.

" 0 { я ) £ АЗ.

где » - криволэш<>Пиая плоска;; надрвзляксая (парабола); САЗ - условие пародгедьксоти сбрззузхзпг {¿. в0(/). Параметры псдожг.ыкй козархноста неге Ф определены г.с .

ЦГЛ2М: /2®

\/(Гг + (Л/ГУ -2<Г --\РР-

сое

-

вся

/

б--/?я-Ал; =-гб-%со$щ,

2.0

■у

Гс?5

У

■¿Г

СО)

С.

[ У'яхх У*

Сткоскг^лькаг траокгоркг» I. челгкза иа :

¿с-рхлости $ опредэлс-ва грз^ичссгеы спсасЛ»: (рис. т,.

Дзя аналитического перегадал?£3 гре4ич зсксго алгорктыа с

Рис. ?. Определение относительной траектории движения ; частили поч;-:и по поверхности нота, вращающейся Ео:>срут горизонтальной оси. целью динамического анализа кия частицы определены: проекции ь перемещения Ь на плоскость хСу и его натуральная ве-

■ Л ^

личина; угод о мезгду окружной скорость» 14» и проекпж >'• относительного перекещгния налиоскость хОу, радиус ^ с- еел вручения ротора до точки по формулам:

-АО

~Ь \hSC05dj-

\2

Я7?<Г.

■Л2)

у" О

- «а -

I7R-

ji^SQ — V&Q-

Rs ■ sin 30* \

--Y.}~SO

■¿Y

L. oSp

*¿ ~2n¿' CÜS(SO + Г'} . í""

Ib 'формулам 12. .Л i oaia подучена проекция точчи M¿ на плоскость хОу, а ее координаты иа поверхности Í . определены по формуле:

/ = ¿Scosd Z c AS-Sind }

л-'

d

а натуральная вел;«;п:а отрезка

Точка . } у Z¿). слулиг началом сл<?дугдего гага с у Чегем-

что/1 > а вычисления • п-ов?оралиеь по yopuy.-.au 8, 12...16.

Время t , Д2н.--ли,:п частицы по участку ■ определено из уравнения 1. подсти.-:лиэдй L . выесто f¡ . с учетом замены утлса в состр?тствих с рис,?: y>"(f,*cuij А}* ~/7 и с уччтом

яерч.;с*го знака;, а^атеи по уравнении 2 определена-.отиоситедьная скорость t£w . которая сэ-чаднла 5,52 «/с. Абссл?г!г±л скорость еостазкда 7,67 м/с, а э'го аначи-г, что на пласт действует сила, раьная 136 II, спосоСствугсзя' уакгекеки» почвы в ячей.-:э ротора, аозьиени» когф&ицкокга эагкшекиа ( J(3 e»0,S...l) и, :-ак следствие, эффективному сходу ее с поверхности лопатки.

В третьей глазе *ЗЗОЕ?15ЕШАЯЬя»2 ЙССЗ^О-2АЕ1Я" изложена программа исследований на э-спериаенталькг: v¡ об-

- !Э -

рнпце, пркь«-д«>и его с-Стай ккд, д;ihzi характеристика oGv;KTia кс-еледоьч'шй, описаны приборы, укизиш точность иэме^пий и метода обработки экспериментальных дшш1«. Представлены результаты ккс-пери>^ект&льной проверки Еыд^кнутых теоретических предпосылок, а тчкле дана практическая оценка проделанной работы.

Комбинированное использование мощности двигателя через тягу трактсрч к ьал uribpa мощности определялось по формуле:

)] V Маем Паем

збоо гтр z, + >

где - тяговое сопротивление ыыпнны,

Pf ~ f Grp ( £г?ш 72.00 кг - касса Т-150К, f - 0,03-0,1 -коэффициент сопротивления качения по стерне); Gfi - 850 - масса плуга-метателя, кг; V - скорость движения агрегата, км/ч; 2,р- 0,85 - 0,9 - КПД трансмиссии трактора; Жэ- 0,85 - 0,9 - коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя;

•rfzm"Пр 'Шр \Ьр - средняя ордината на осциллограмме, нм; /71 о - коэффициент тарировки, нм/нм);

о '

П=т- число оборотов вала отбора моппости в цинугу. Разброс почвы определялся пумы расстановки противней вдоль линии метания с последующим взвешиванием почвы, попавсей в них. При верхнем ¡.•е-чк.'.ю метания играна полосы, па гаторуа попадало 85-С0% П0';гм изменялась от 1,8 до 2,1 м, что свид-зтельству-т о i:os:;cei?;ni точности раб л и р?.йсчих '-ргзкоз ;.2йл:ни, которая, как ювестно, яглче-тоя оиределлшям Kpirrej.угачестгЕ;.

Дальность «эта?1;« исчьы при различая? углах зьйросз опреде-

- so -

лилась непосредетв^книии измерениями с помогаю рулетки вдоль линии выЗрсса {.-оличестьо а.'ш&роа - С) с пос^елуиз-:« определение« среднего aiiU4'>iiii.i. Ыаксяшльнай дикость 1мг«4каекия почек составила 21-i 0.2S м;

Ib эксаериментагышм дги:ы>гм и по «е 17 были определены чощюсти, необходим« зла привзга ротора и передкиягния пдугн-ssTare^H nps разлачккх углах аьйроса :ючвы. Го диыгыы результатов вычислений следует, wo установка зкспертагнтр-лькых рабс:гях овгааов да?т вопизаиас^ь снизить энергссжссть процесса ¡¿етакия на Íb...¿CZ (püc.B). . '

Рис. а. Кзиенеши затрат мэазостн Мсм привода ротора штателя а зависимости с? yris. выброса псчеы d : . 1 - без экспорилзстальных рабочих органов; 2-е экспер>шгк?агьйьаш 'рабочими органами.

Коэффициент технологической наглянсс-и работы плуга-э^тате-

ла ПМ-300 при владкости печны 7.65___14.92, ьассе мстительных

остатков 0,123...0,52 кг/сы я их высоте 8,2...19,5 см составил 0.22. что характеризует достаточно ъысокую технологическую на-эгегери'жнтшйК!« рабочих органов и конструкции мааины.

3 четвертой главе "НАУЧНО- ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВНЕДРЕНИЕ. ТКЖХГОГКЧгСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ" иало-гьнн результаты проь&рки в производственных условиях новых опе-рмд^ технологического процесса строительства противоэрозионных зале н-террас на склонах с использованием роторно-лопастного плуга-метателя ПМ-300, созданного по результатам выполненных исследований. Приведена экономическая оценка эффективности работы плуга-метателя.

Научно-производственная проверка проводилась в совхозе "Хо-тоеский" КиеЕо-Святсганского р-на Киевской обл.- и совхозе "Росло в ичи" Киевской обл.'

ОСНОВНЫЕ выводы

1. 3 результате анализа известных способов а средств .механизации сооружения противозрозконных валов-террас на склонах, ус-таксвлеко, что бульдозеры, скреперы, грейдеры..., являкптгеся в настояаее зреуя основными машинами в данном технологическом процессе , ют относительно зьюокую удельную зкэргееьаазсть процесса транспортирования' поч?ы за счет: низкой производительности, сравнительно невысокой дальности транспортирования почвы, нерациональные затрат ка холостые прохода, а так^е низкое качество выполняемых работ при снятии плодородного слоя почвы (перемешивание слоев почзы при транспортировав!1«).

2. Дет получения минимальной ширквы (2-3 ч) разброса 90% г.;.-

р*-ме№емой почвы, снижения иеремегиагшия верхнего генетичесгаго горизонта почвы с нилелекаеимн схойии и потери при транспортировании до 1071 с минимальными оатратами энергии на процесс. наиболее перспективными яьляпгся маги;;у с самостоятельными рабочими органами для копания н транспортирования есчеы. сочетаеюсть которых наиболее полно реализуется в роторных метателях, оснахен-шк лопатками на рычагах, отрезными нолаж к годкальтаиосими рабочими органами пассивного действия.

3. По результатам теоретичиских исследований установлено, что на условке:

- компактной разгрузки метателя доминирупэее влияние оказывает совпадение скоростей слоев порции почвы по величине и направлению при сходе с несугих поверхностей разгрузочных лопаток, а также доказано, что профцъ лопаток ротора рационально изготовить в виде: участка логарифмической спирали, орке.чтирсьанной своей выпуклостью в сторону вращения ротора к с полюсом в ¡его ' центре; прямолинейного участка, отклоненного от радиального нал-равления в сторону Ерадагаа ротора на 6^6° к дуги окружности, сопрягазозгй гогаркфелгческий и прямолинейный участи:;

- стабильной работы метателя н рациональной содачи почвы в зо:^ резания сутцественное влияние оказывает подкапываппкй рабочий орган, а такиг доказано, что его тра£спорткругс&я поверхность должна быть выполнена в виде поверхности с ЕергкенЕсй гауссовой кривизной;

- эффективного заполнения ме»лопаточного пространства ротора почвой существенное влияние оказывает транспортирукцая поверхность отрезного ножа, которую рационально еыполъеть в виде отсека поверхности параболического цклнндра, а также доказано, что каждой ячейке ротора должен соответствовать отрезной ноя.

4. работали гос^трические модели и получегм гшалитичесли-.-.-¡зависимости, позволяют.? определять параметры фсу, -.п и положения рабочих органов. относительные хараотеристики движения частиш почьы по их рабочим поверхностям и производить расчеты сптиыаль-н:гх режимов работы роторно-лопастного плуга-метателя.

5. ссноьании результатов проведенных исследований разработан роторнэ-лсп<-^тноЛ плуг-метатель, позволяющий аа счет уменьшения работы при увеличении дальности транспортирования почвы и рациональных фэрм поверхностей рабочих органов снизить удельные затраты энергии на процесс ь 5,2 раза по сравнению с бульдозером Д- 493 А и в 2,5 раза по сравнению с буртоукрывщиком БН-100А, а такде перемешать почву в тело противоэрозконного вала с минимальными потерями (до 102) и с шириной разброса от 1 и до 2 м. При этом его основными конструктивно-технологическими параметрами являются: скорость движения агрегата - 1 и/с; частота вращения ротора - 3,7 с!; линейная скорость по наруякой кромке ротора - 14 м/с; диаметр ротора 1200 мм; количество лопаток -12 шт.; угол установки отрезного кота - 68°(пересечение образующей поверхности нока с радиусом ротора, принадлежащего вертикальной плоскости, проходящей через его ось вращения); ширина

захвата подкапывшопего рабочего органа - 0,7 ы; глубина копания . а

- 0,1-0,15 и.

5. Экспериментально установлены и проверкой б хозяйственных условиях подтверждены'следухщие телнико-эксношческие показатели:

- удельный расход энергии на транспортирование почвы'з реет-ш верхнего "выброса с минимально возможным перемещением (3,1 м) составил 0,02 кВт. ч/м?м, а с шлсгсядько возможным перемещением (23,2 м) - 0,С09 ¡«Вт. ч/м?м, при средне-'4 производительности 343 м3/ч;

- 2-4 -

- отклонение от заданной глубины хсда I:ллу-^г.а* сх-го р-ч.*юч-.--j органа ео< л&ило +1,5 ом, а препинание псчьи при трамснорти-овиник п Ь'-рхшш гыбрссем не пр-лысгио 1Э1;

- преднг.я сирина полосы, на кат о руг. попадало ßö-üOZ г.очьы

верхьем »ыбросе, равнялась 1.8-2,1 и;

- годовой экономический от ккедрт-ния о дне го плуга- метателя. созданного с учетом результатов выполненных исследований, составил 238521.3 тыс. руб. (по цэкам па имнь 1992 г.) ь сравнении с серийным роторных CyproyKpuBSHiaa БН-10ЭА.

Основные по-аяенил диссертации опублнкоьайы в следусскх работах:

1. Нагорный Н.К., НаАдыа S.H.. Лгвчук Н.С.. Караев А. И. Обоснование параметров и разработка ыазаны для нась-лки Еротивоэро-зкеаных'валов на склонах/"/ Механизация х электрификация с.-х. производства. - 1S33, с.?, объем 8 с. под N 10G/11 BC-6S Леи.

2. Найдкз ЕМ.. Караев Л.IL Геометрическое ноделнрезакке поверхностей рабочих органов плуга-»¿¿тагеля// Современные срс<5лемы земледельческой механики: Тез. до.".. Бгесагакс?. науч.чо-техккчес-кой конф. 20-22 игнд 1Ö39 г.- Нелэтополь. 1ÖS3. - с.50-51.

Я. Оптимизации параметров ротора а тргнепзрткрупзгй поверхности плуга-кетател.ч: Научно-технический отчет /JfiüCX.-N гр. 33-Х 01850043?~9. Ыелатополь. - 1S59.- 60с. {р соавторстве).

■4. Караев А. IL HjüJ-j операции технологического процесса террасирования склонов"для закладки садов// Перспективы отечественного садоводства: Те з. док. П Республиканской конференции мзлз-дых ученых и специ?—:'.стов. - К., 1331.- С. 13?.

5. йарасв О. Глраметрн та ре.тими робсти насини ллл кампания гротигрсз1Йних вал! в на ехклгх// 3-ду>гв0-технз1чн:. елено-м 1 чнi та еколопчз! основу, г ™рец-?:г.2 п: ZEii^KKi? ро-

- 2f, •

двчос?» грунту.- Тез. доп. Р'_спуОл1кансько» иа:/«.ьл-т«':х:.Г4Н01 кин-',. 12-15 листопада. - К. - 1991,- С. 73-72.

6. Караее Л. Я Уехшгкко-т'.-хнологическке napui.-wrpu v izr.VAit для насапки щчзтиызгроаиснних иалов на склонах// СОорняк ¡'.чучньг/. трудоь "Прсблемн механизации технологических npo;;cccoi: и пошлине эксплуатации техники э сельском хо^.яйстяо. -Мелитополь, 19Э2. - С. 47-03.

7. A.c. 17Ь2174 СССР, кл. Е 02 F 3/24. В С5 G 51/04. Ротор ный метатель /Кайдьэ В.М., Нагорный H.H., Тнльний С.Л., Караев А. И. - N 4607783/03; Заявлено 02. 04.90; Опубл. 30.03. 92. Бол. Я 32, - 6 с.