автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологического процесса, параметров и режимов работы почвообрабатывающего агрегата с рабочими органами

ІНСТИТУТ ЇІЕХАНІЗАЦІЇ І ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК /ЇИЕСГ УЛАН/

На правах рукопису

ЗАПОРОЖЕЦЬ Микола Іванович

ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ, ПАРА5ЕТРІЗ І РЕНИУІВ РОБОТИ ГРУНТООБРОБНОГО АГРЕГАТУ З РОБОЧІШ ОРГАНАМИ - РУШИШ '

Стаціальніеть C5.2C.QI -'їехгнізааія сільськогосподарського виробництва"

Лзторафера?

;:(С»птації на здобуття наукового ступеня кандидат» технічних наук

Глеваха - 1992

Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті механізації і електрифікації сільського господарства.

Наукові керівники: доктор технічних наук, член-кореспондент УААН НАГОРНЛЙ М.Н.

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник ДОНЕЦЬ С.М.,

Офіційні опоненти гдоктор технічних наук, професор КОРАШЬСШШ В. 1.

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник РОМАНЕНКО МЛ. •

Провідна установа: Головне спеціалізоване конструкторсько-технологічне бюро виробничого об"єднання "Завод сільськогосподарського машинобудування /и.Одеса/

Захист відбудеться • 1992 р. в год на

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 020.30.01 по присудженню _ вченого ступеня доктора технічних наук в Інституті механізації і електрифікації сільського господарства УААН за адресою: .

255133, Київська область, Васильківський район, селшце Глеваха-1, вул. 40-річчя- Перемоги, II ІМЕСГ УААН, кімната 613.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту механізації і електрифікації сільського господарства УААН.

Автореферат розісланий 1992 р.

Вчений секретар спеціалізованої

ради, кандидат технічних наук ГРИЦШЗИН Ы.1.

У

ü,, .,. ?. і: !HÄiTI ' **' ’ •

бЙЬЛї’.иїйКА ‘ ■ " 2 —

“ ЗАГАЛЬНА ХАРАНЗЕШСТИКА РОБОТЕ

Актуальність теми дослідження. Одним із шляхів дальшого розвитку сільского господарства е його інтенсифікація шляхом впровадження прогресивних технологій і високопродуктивної техніки. Значне місце в технологіях вирощування сільськогосподарських культур займає обробіток грунту, який е однісю із найбільш енергоємних опереній. Знаряддя, які зараз застосовуються в сільськогосподарському виробництві і складаються із пасивних робочих органів дають цілий ряд недоліків: необхідна якість підготовки грунту до сівби забезпечується тільки при багатократних їх проходах по полю, для агрегатування необхідні трактори великої маси, що приводить до підвищеного увільнення грунту і зниження урожайності сільськогосподарських культур. В зв"язку з цим, подальше удосконалення грунтообробних знарядь з метоп усунення відмічених недоліків, підвищення якості їх роботи з -одночасним зниженням енерговитраг, в актуальною задачею, поставленвою для рішення в данній роботі.

Мета роботи. Підвищення якості і зниження енергоемкості обробітку грунту на основі використання грунтообробних знарядь з робочими органами-рупіяшт.

Об"ект дослідяення. Процес обробітку грунту робочими органами -рушіями голчастого і кільчасто-ппорового типу, їх параметри і режими роботи. . ...

Методи досліджень і устаткування. Теоретичні дослідження виконані з використанням основних закономірностей землеробської uexf— ніки і аналітичної геометрії. Експериментальні дослідкеккя пре?*;-дені на спеціально виготовлених установках в лабораторних т польових умовах. При цьому використовувались методи тензсметрувгннт., математичної статистики, планування експерименту з псдальв» спгг-мізаціею. При обробітку результатів використовувались ЕСК.

- о ~

Я8укоЕе_новизнздосліджень. Обгрунтована доцільність використання технології пошарового обробітку грунту з обробленням посівного шару і конструктивно-технологічна схема грунтообробного зне-ряддя з пасивними і активними робочими органами. Одержані аналітичні залежності для визначення параметрів робочих органів-рушіїв голчастого і кільчасто-шпоровМого типу і їх режимів роботи. Визначені аналітичні вирази для розрахунку підштовхуючого зусилля нь робочих органах-рушіях в залежності від режиму їх роботи і фізико-механічних властивостей грунту. Запропонована методика вибору режиму роботи робочих органів-рушіїв по величині підштовхуючого зусилля. '

Ш*_55£2^_5!™°!'яться: обгрунтування доцільності використання голчастих і кільчасто-шпорових робочих органів з активнім приводом . тягово-кінематичні характеристики шх робочих органів, аналітичні залежності для визначання їх параметрів, конструктивно-тег-нологічна схема грунтообробного знаряддя з робочими органгми-ру-піямк. ■ ■

Ап22бапік_20бсхк. Основні полонення роботи доповідались і булі: схвалені на засіданні секції "Землеробська механіка і програмування урокаїв" відділення механізації і електрифікації сільського господарства ВАСГК1Л /к.Мелітополь, 1966р./, республіканській науково-технічній конференції "Шляхи розвитку механізації вирой цте8 зерна в Українській РС?" /с.Глеваха, 1938р./, Всесоюзнії; науково-практичній конференції "Інтенсифікації сільськогосподарського виробництва в умовах радикальної економічної реформи“ /м.Сумк 1989р./, республіканській науково-технічній конференції"Освоення інтенсивних технолгій вирощування зернових культур" /м.Волгоград, 1920р./, щорічних наукових конференціях Полтавського СГІ ДВоо... 1990р.р./. Основні матеріали дисертації опубліковані в дванадцяті:

статтях і відображені в позитивному пісенні ВНІІШЕ по заяви: 4£32849./І5 ’’Комбіноване знаоялдя для беззідззльного обгсЗт"**;’' гоунту1'.

Предмет і ступінь згтсоваттення- Результати послід^ень зияо-о::стовуваги ГСХБ ЗЖР /м.Одесса/ при созробпі знавядь для глибокого шипіння грунту. Дослідні зразки комбінованого знаряддя з робочим*/ -пганзми-рупіяма впроваджені а дослідному господарстві НДІ свиноводства, колгоспі ім.Горького, колгоспі їм.Чкалова /Полтавська область/.

0бласть_зикдсистення_і_ей&ктевність_2ггоовазтення. гэзультзт:* досліджень рекомендується використовувати при розробці яембінова-них грунтообробних машин з пасивними і активними робочими органами. Впровадження комбінованої грунтообробної машини дас змогу знизити витрати прані на обробіток грунту на 35..,305, а економічний ейснкт від використання комбінованої грунтообробної мвеини складая від 124,8 до 1801,1 крб. на одну машину /ціни 1569 соку/.

Ст|зукту2а_і_об”дм_дисетэтаци. Дисертація складається із вступу, п"яти розділів, висноеяів, списку зикористанної літератури : додатків. її об"ем складав 149 сторінок, включаючи 105 сторінок машинописного тексту, 55 малззнків, б таблиць, 8 сторінок дедаткі«

і 139 найменувань використанної літератури, із них 5 на іноземній

>*/

мові.

ЗМІСТ РОБОТИ

З петому розділі "Стан питання і задачі досліджень" установлено, що використання енергонасиченої техніки призводить до підвищеного ущільнення грунту і зниження урожайності сільськогосподарських культур. Найбільш ефективним шляхом усунення нього недоліку з скорочення кількості проходів по полю за рахунок використання комбінованих знарядь.

Аналіз роботи вітчизняних і зарубіжних комбінованих знарядь і машин з пасивними робочими органами показав, що їх робота не в позній мірі відповідав потребам зниження енергоемкості обробітку грунту, металоемяості, агрегатування з енергонасиченими тракторами зикликае утруднення. Реальним способом усунення цих недоліків е поєднання в одній машині активних і пасивних робочих органів, максимальне використання підштонхуючого зусилля, яке виникає в процесі роботи активних робочих органів.

В роботах В.П.Горячкїна, Г.Н. Синепкова, І.М.Панова,Г.Бернапькі, Л.Р.Даліна, З.А.Іеліговського, А.Н.Зеленіна, М.Х.Пігулевсьяого, З.І.Лєдведєва, А.І.Веденеева, М.П.Білоткача, ВД.Ночева розроблена теорія процесу обробітку грунту комбінованими агрегатами, яка відображає основні аспекти даного питання. Однак в цих роботах недостатньо досліджені можливості використання робочих органів-рушіїв різноманітних типів. Найбільше вивченими активними робочими органами е фрези, ротаційні плуги, які мають-істотний НГ недолік: - підвищену енергоємність і низьку продуктивність із-за:

- руйнування грунту за рахунок удару; '

- підвищеної дальності його відкидання;

- нераціонального використання підштовхуючого зусилля на цих робочих органах:

Виходячи з цього і у відповідності з поставленою метою, сформульовані слідуючі задачі досліджень:

- обгрунтувати технологічний процес обробітку грунту знаряддям з робочими органами-рушіями голчастого і кільчато-шорозого типу;

- розробити аналітичні методи визначення підштовхуючого зусилля на робочих органах-рушіях;

- розробити методику вибору раціональних параметрів і режимів роботи робочих органів-рушіїв;

- установити характер впливу різних режимів роботи робочих органіЕ-

рушіїв на енергитичні і технологічні показники їх роботи;

- розробити конструктивну схему грунтообробного знаряддя з робочими

органами-рушіями; - . '

- провести лабораторні і польові випробування робочих органів-рушіїв, науково-виробничу перевірку і техніко-економічну оцінку

грунтообробного знаряддя з робочими органаїги-рушіяїл:.

В другому розділі "Аналітичні дослідкення" обгрунтовується агротехнічна доцільність віпсористання при підготовці грунті' під посів сільськогосподарських культур комбінованого обробітку: безвідвального робочими органами на глибину 25...ЗО см і активними робочими органаші на глибину 8...12 см. Це дає можливість не тільки розпушити питні пари грунту, знищити плужну підошву, збільшити потусність прикореневої зони, але й покращити кришіння верхнього посівного шару грунту. Далі розглянуті питання взаємодії робочих органів-руліїв голчастого типу з грунтом. В процесі ціаї взаємодії за рахунок опору різанню, зін"яттп, сколюванню і зсуву грунту робочими органами на них з"являється підштовхуюче зусилля, яке сприяв самопересуванню робочого органу в грунті. До цього часу немає аналітичних виразів для визначення підштовхуючого зусилля на голчастих робочих органах-рушіях. А приведені в роботах Кормщикова А.Д. і Туровського Б.В. вирази носять або невизначений характер, або вимагають громіздких обрахунків на ЕСМ і не розкривають взаємозв'язок між величиною підштовхуючого зусилля і режимом роботи робочого органу. ■ .

Для визначення підштовхуючого зусилля на голчастому робочому органі-руиії скористаємося відомим виразом:

Ри=кЬ(1(і^ еЬд 7г ) , /І/

р гоп - сила опору різанню і зім"яттю грунту, Н

К - коефіцієнт питомого опору різанню грунту, Н/м2

h - глибина ходу робочого органу, м ;

d - діаметр голки, м;

* - коефіцієнт тертя грунту по сталі;

jb - кут загострення голки, град. .

Підштовхуюче зусилля є горизонтального складовою цієї сили, яка визначається по формулі:

,/2/

де: у-Ь(к- кут між силою опору і дотичною до кола голчастого диску по рекомендаціям Г.М.Синеокова приймається рівним нулю на твердому грунті і рівним І5°- на «"якому

'f - кут повороту робочого органу в площині обертання:

Ч* - are sin (і - J^- ) • '.

Вагомим недоліком цієї формули є те, що по ній можна визначити підштовхуюче зусилля тільки на одній голці, а не на всьому диску, а також вона не встановлює залекність між підштовхуючим зусиллям і показником кінематичного режиму роботи робочого органу, фізико-механічні властивості грунту виражені коефіцієнтом питомого опору, для визначення якого необхідні спеціальні експериментальні дослідження. _ ..

Враховуючи рекомендації А.Н.Зеленіна і М.П.Білоткача, виразимо коефіцієнт питомого опору різання грунту через твердість грунту і коефіцієнти Kj і к2, з урахуванням цього одержимо:

Pon = k»k2^^Hí ’ /3/

де: Kj - коефіцієнт, який враховує форму робочого органу Д^ = 0,5.. .0,7/ ;

Kg - коефіцієнт, який враховує товщину робочого органу і глибину ходу для робочого органу товщиною 20 мм і . глибині ходу о? 5 до 15 см % = 0,2...0,4 .

- Є -

Q/ - твердість грунту, ШІа.

Використовуючи відомий вираз: л _ Й.

де: л - показник кінематичного режиму роботи робочого оргяна-рушія /співвідношення колової і поступаячої швидкостей,

Я - радіус робочого органу-рушія, м,

аизначимо із нього h і підставивши в формулу /3/. остаточно

одержуємо вираз для визначення підштовхуючого зусилля на всьому

собочому органі:

V ‘/л)(н|et3y2)i^^ n.t, л/

де: По - кількість голок, які одночасно взаємодіють з грунтом,лт

• L - коефіцієнт, який враховує перемінність глибини холу голок на протязі робочого циклу.

' Кількість голок, які одночасно взаємодіють з грунтом визначається по формулі : Р — h

Sin arc cos —g—_________________

П°" уА (arc. sin-!—-)cos apc5in^~"

Важливою умовою знияення енергоємності обробітку грунту активними робочими органами g раціональне використання підштовхуючого зусилля. З цією метою було проведено обгрунтування режимів роботи робочих органів по величині підштовхуючої потужності, яку зони розвивають. Для її визначення використаємо вираз:

^ іі£= \ 0 ~ ^ ) = Уа » /5/

де: Vт - тесрзтачна.поступаюча швидкість робочого органу,м/с ;

О - коефіцієнт буксування робочого органу в грунті ;

А - показник кінематичного режиму роботи робочого органу-рупія.

Залежність мія Aid 'має слідуючий вигляд S'-і - '/я.

і '! гтззія показаний на ’гис-І.

В результаті буксування робочих органів в грунті відбувається його зшяття і кришіння, тобто, виконується технологічна операція, витрати потужності при цьому можна визначити по формулі:

і/а) • /6/

Побудова графіків залежностей а також графіку сумарної потужності ЬІ ^ = ^ОБ + ПІД = І- С-^) показала, ¡до крива підштонхуючої потужності має чітко виважений екстремум /максимум/Дійс 1.2, крива 2/. Він відповідає покузнику кінематичного режиму роботи ,Д для голчастого робочого органу

<г

Ркс.І- Залежність "буксування-ковзання" робочих органів руиіїв від показника кінематичного режиму їх роботи.

?;:с.2. Залежність підштовхуючої потужності /2/, потуеності не

обробіток грунту Л/ і сумарної потукності/5/ на робочих оргаках-рушіях голчастого тицу від региму їх роботи, щя: слідуючих їх параметрах: діаметр 0,55 м, кількість голок 12, твердість грунту 1,0...І,6 МПв, глибина ходу

0,0В...0,10 и.

І,75...2,05. Для кільчасто-шпорового котка в результаті аналогічний побудов одержано максимальну підштовхуючу потужність тттк' А = І,?...1,95.

Подальше підвшення Я приводить до зниження підштовгуг-%'с* псгутгності з одночасним підвипенням потужності на виконання тезжсяогічної спєрзггі І /р;;с.2-і крквз І/, Е£ ЕЙДв ДО ЛІДЯ5=ЄЧЧЕ енерговитрат.

Далі визначені параметри голчастих робочих органів-рушіїв: кількість і кривизна голок, затилочний кут різання, від значення яких залежить зносостійкість робочого органу, а також енергоємність процесу обробітку грунту.

Для визначення кількості голок на дискові необхідно розділити шлях, який проходить машина за один оберт диска, на довжину ділянки, яка обробляється однією голкою за один робочий цикл, при умові відсутності необроблених ділянок грунту сусідніми голками. В результаті цього одержано вираз:

Т

и __ «Д* у» /

" '/л С0гс 5ІП - |- ) + соь СХГС 5\п -^Г 1

де: П - кількість голок на дискові, шт ; .

Таким чином, кількість голок залежить від кінематичного показника: глибини обробітку грунту. При раціональному режимі роботи / А = 1,8...2,0; Ь = 0,10-12 м/ на дискові необхідно ставити 9...II голок. •

Параметрами, від яких залежить енергоемкість обробітку грунту і довговічність робочого органу е затилочний кут різання грунту і форма голки. З урахуванням цього, необхідно виконувати умови, при яких лобова частина голки не повинна зачіпати необ-роблений шар грунту /гас. З/ тобто:

^ Д, ^ ^ Ь, > /8/

де:

X»,- відстань бід центру обертання робочого

органа-рушія голчастого типу до носка голки, м

%Є,- відстань від центру обертання робочого

органа-рушія голчастого тану до гобої точки, • розміщеної за носком голки, іе.

?;іс.З. Траєкторія руху носка голки голчастого робочого органу^рупія

При умові, гцо Хд <Х& -

- голка буде зачіпати за необтюблени!» паз гпунту, що птзиведе де зносу і зкгляблення собс-чого органу. Записавшу! рівняння руху точок А]- і Вт в розгорнутому вигляді і підставивши в формулу /3/ визначимо кут ск : ■

Л < К/а^гсбіпНГ ~арс/д/

" Я/л

де: <к. - кут, який характеризуй згин голки, рад.

Послідовно задаючи значення й, в інтврвалі від до / К-Н /, визначаємо кут . 3"еднуичи одержані точтот, одержуємо форму голки. На ряс. 4 показана зміна форяи голки в залежності від кінематичного показника робота робочого органу, при глибині його ходу 0,10 м. З цих рисунків видна, що із збільшенням А радіус кривизни зменшується. З зоні раціональних режимів він дорівнює 0,18___0,22 м.

Результати них графо-аналітичних розрахунків можна використо-2угати для ггсбт^сзи лекал; і найлонів, по яїсех нигстовлгять голки

Л-1ГТ З—1 *3. Н? ГГЗа?”ГУ & ~ ’23'ї^* —

.точний кут зізання, від значення якого залежить енергоємність : л:;:с?ь виконання технологічної операції.

-4-*.

—

1 1 >

£>/<?

ю

020 М 0,20 Я-----------------

¡0

£

Рис.4. Зміна форми голки голчастого робочого органу-рупія в залепності від показника кінематичного _раниму роботи, відповідно рівного:

2,5/а/; 2,0/6/ ; І,5/в/.

Затяяочний кут різання визначається як кут міе примов, яка пролягає через точки і В]г і дотичною до траекторі Т руху робочого органу. Використовуючи відсьзі методи аналітичної геометрії на площиніпісля проведених перетворювань в остаточному вигляді сдеряуемо: •

у = ага їа А . ;/-4Ь ) п

а 0 " ' де ^ - затилочний кут різання грунту, рад.

З області раціональних режимів роботи його значення доріЕнтсе

2... 20°.

Приведений кінематичний аналіз роботи голчастого робочого органу-рушія дав можливість визначити умови, пси яких горизонтальна складова опору обробітку грунту направлена по ходу руху янзояддя. Для нього необхідно виконувати слідуючу нерівність:

^ >. Й ,т- .

Л< R - h '

Із виразу /II/ видно, що із зміною глибини обробітку, необхідно змінювати і показник кінематичного режиму роботи робочих органів. 'Гак. із зміною глибини ходу від 0,02 м до 0,12 м кінематичний показник необхідно змінювати від 1,1 до 1,8.

Виходячи із оптимальних значень показника кінематичного ре-~ічу робота і поотупаючої швидкості руху знаряддя /2,0...2,5м/с/ визначена звидкість різання грунту робочим органом, яка впливає на загальні енерговитрати. Скориставшись емпіричною йормулою, запропонованою М.П.Білоткзчсм, встановили, що при поступаачій

швидкості знаряддя рівній 2,0 м/с_______2,5 м/с питомі енерговитрати

з початковий момент збільшуються незначно, доходячи при значенні А = 2,2 до величини 5...18%, а потім - більш інтенсивно до

35...40$ при А = 3,2...3,4. Крім цього, встановлена залежність технологічних показників роботи /еисотз гребенів дна борозни і товщина стружки/ від А і розрахований загальний енергобаланс UTA з ротаційною комбінованою грунтообробною машиною.

§_!ЇЕ§ЇЬ2?ІЇ_Е223І2І "Програма і методика експериментальних дослідаень" викладені програмні питання і методи їх ріпення, описано зимірюзально-рееструюче устаткування.

СЛ^öuНЯ СІ^ЛНДЗЛГГСЬ ІЗ Л~СГС ПЗС'1"1;ТГ

,гя ¡Ораторних г гтслзобих. Лі Jopa гсрнт даслтл^ння пгозодіг.тись -туятозсму каналі на спеціально виготовленому динамометричному і:оку.

—Іо —

З процессі цих досліджень визначалось підштовхуюче зусилля на робочих органах-рушіях в залежності від параметрів і режимів їх роботи, а також фізико-механічних властивостей грунту. При цьому використовувалась методика планування експерименту з обробітком результатів на ЕОМ. В процесі польових досліджень визначались енергетичні, технологічні і експлуатаційні показники гоботи виготовленої комбінованих грунтообробної машини, яка складалась із плоскоріязних лап і встановлених за ними робочих -станів-рушіїв. При ньому використовувались методи тензометру-гання і обробітку результатів на ЕОМ.

В четвертому розділі "Результати експериментальних досліджень представлені результати лабораторних і польових досліджень.

В процесі лабораторних досліджень одержані експериментальні залежності підгоонхувчого. зусилля на робочих органах-рушіях від показника кінематичного режиму. їх роботи, в різних умовах /твердості грунту, глибині обробітку/, графік яких показаний на рис.5 Вони відповідають теорзтично одержаним залежностям. Абсолютне

Рис.5. Залежність підштонхупчого зусилля на робочих органах-рушіях голчатого /І/ і кільчасто-шпоро-вого типу /2/ від показника кінематичного режиму їх роботи при твердості гоунту 0,1

._____—тео-

ретична.

Важливим показником роботи робочих органів-рушіїв є їх тягово-зчіпні властивості. Для їх оцінки використовували показник кінематичного режиму роботи, який характеризував їх "буксування" в грунті. Його величина при одному і тому ж тяговому навантаженні на робочих органах-рушіях з різноманітними параметрами, дала можливість оцінити їх тягово-зчінні властивості.

Проведені дослідження роботи голчастих дисків з рівною кількістю голок /8,12,16 шт./ і різним радіусом їх кривизни показав, що найбільш високими тягово-зчіпними властивостями володіють диски з кількістю голок 16 і кривизною, близькою до кривизни голок борони БІГ-3 /радіус кривизни 0,18...0,24м/. Але, диски з кількістю голок 16 залипають грунтом і тому доцільно використовувати диски з кількістю голок не більше II...12 шт.

З метою визначення впливу фізико-механгчних властивостей грунту, глибини обробіку і режиму роботи робочих органів-рушіїв голчастого типу на величину підштовхуючого зусилля був проведений трьохфакторний експеримент на трьох рівнях Бокса-Бенкіна, матриця якого приведена в таблиці І. - ‘

Таблиця І.

Матриця планування експеримента і рівні варіювання факторів

Рівень і номер досліду ! Ф актори ІПараметер

¡і'лиоина . ¡ХОДУ, їм. Ч ! Нінематич- Гівервдсть іоптюазаягі !ний показ-І грунту ¿7 ! п и ! ник Л ! нПе і п*п

і І 2 ! 3 : 4 ‘ і.1

Верхній /+/ 0, 2*2 . І.о -

Основний /0/ 0.0Э 1,8 • т.г -

Нижній /-/ 0,04 М 0,6 -

Інтервал варіювання І + ' + 0 344

2 «ч >- 0 49

3 + - 0 91

4 — + ' 0 301

Продовження таблиці 1.

! 2 ! 3 ! 4 '! 5

5 т 0 -+ Зз9

6 - 0 - 180

7 + 0 - 230

В - 0 -ґ 254

9 0 + 1- 351

10 0 . - - 47

II 0 + - 334

12 0 - + 82

т 0 0 0 263

І4 ■ 0 0 0 282

. 15 0 0 0 262

Діаметр диска - 0,55 м

Кількість голок - 12

Діаметр голок - 0,02 м .

В результаті його проведення і обробітку результатів на ЕОМ одержано рівняння регресії: .

Р^. = 268,4 4 31,ВЬ + 15В8Л4 55/С,-В.ВН'"-6-*й -І.Зс^Ч 1,6Є^Х-4.5^Л .

Подальша оптимізація цього рівняння методом двумірних перерізів /рис.б/ дала можливість установити, що при глибині обробітку грунту 0,10...0,12 і твердості грунту 1,0...І,с Ша оптимальне значення показника кінематичного режиму роботи дорівнює 2,0...2,2.

В результаті теоретичних і експериментальних досліджень побудовані номограми, які зв"язують конструктивні, кінематичні і силові параметри робочих органів-рушіїв голчастого і кільчасто-шпорового типу. ■ ' '

а) ї)

' Рис. б Двумірні перерізи поверхні відгуку, які характеризують . піпцтовхуюче зусилля на голчастому робочому органі -рушії в залежності від режиму роботи твердості грунту і глибини ходу.

В процесі польових досліджень встановлена залегаість крутячого моменту на приводі робочих органів-рушіїв від показника кінематичного режиму їх роботи /рис.7/. Із збільшенням _Л крутячий момент збільшується зпочаткх інтенсивно, а при Я = І,о...2,0 -менш інтенсивно /порядку 0,03гН.м/. Зменшення крутячого моменту прн.Д = 2,0 пояснюється тим, що при цьому за рахунок зниження доступаючої пзицкссті зменшується і висота підйому шару грунту плсс-хорізними лапами, а, отже , глибина ходу робочих органів - рушіїв.

Аналіз розрахованих на ЕОМ, нормованих кореляційних функцій опіки киутячого моменту свідчить про те, що зі збільшенням показника кінематичного режиму роботи дія прихованої періодичної складової зменшується, що приводить до затухання коливань /рис.а/.

Час кореляційного зв"язку збільшується за рахунок зменшення часу ззаємодії робочого органу з грунтом.

Аналогічний характер зміни крутячого моменту має і характер зміни потужності на привод робочих органі в-руші їв.

Рис.7. Графік зміни крутячого моменту на приводі робочих органів-рушіїв в залежності від показника кінематичного режиму роботи, відповідно: голчасті робочі органи-рушії з випуклістю голок по ходу

руху агрегата ----------- ",

проти руху--------------;

кільчасто-шпорові-----------,

1,75 С 2.25

Рис.8. Нормовані кореляційні функції зміни крутячого моменту на

приводі робочих органів-рушіїв голчастого типу з випуклістю голок по ходу руху агрегата /а/ і кільчасто-шпорозего типу /б/ з залежності зід показника кінематичного режиму їх гсоота, зіаповідно різного: 2-і,4 : ¿-1,9 *, 3-2,2.

■ Визначення буксування коліс трактора Т-І50К показало, що зі збільшеннямД від 1,2 до 1,9 буксування зменшується для знарядь 2 голчастими робочими органами з 7,8 % до 3,9 ї, а з кіль-часто-шпоровшли - з 6,2% до 3,3%. Дри цьому кришіння грунту складає 76,8...79,55, процент зароблення рослинних решток 62,6... 32,6%, грубнистість поверхні поля 2,І...1,4 см.

В п"ятому розділі "Економічна ефективність" представлений розрахунок економічної ефективності використання комбінованого грунтообробного агрегата в порівнянні з базовим варіантом. Установлено, що його використання цає річний економічний ефект б залежності від ширини захвату знаряддя 124,8...1803,1 йрб* на одну машину / в цінах 1989р./.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Для основного обробітку грунту доцільно використовувати комбіновані знаряддя, які складаються із пасивних робочих орга->; нів, які обробляють грунт на глибину 0,22...0,27 м і активних, які обробляють верхній шар грунту на глибину 0,10...0,12 ч. .. Це сприяє якісному обробітку грунту, покращанню його водно-повітряного режиму, вирівнюванню поверхні поля. '

2. В складі комбінованого знаряддя доцільно використовувати активні робочі органи-рушії голчастого і кільчасто-спорового типу, в процесі роботи яких виникає підштовхуюче зусилля

/ до 300...400 Н на один робочий орган/, яке знижус загальний тяговий опір знаряддя, а питомаеч*>Г!гоємігтсть обробітку гтіу*“. цими робочими органами на І0...3СЙ нижче нін У фрез.

3. Раціональний режим роботи робочих органів-рупіЇБ голчастого і кільчасто-спорового типу відповідає показнику кінеиагкчнсгс. режиму роботи /відноиення колової швидкості робочого органу цо поступаичої / рівному 1,8...2,0. При роботі в цьому ре-

жимі розвивається максимальна підштовхуюча потужність на робочих органах-рушіях, а технологічні показники відповідають агротехнічним вимогам.

4. Оптимальні параметри голчастих робочих органів-рушіів при роботі в раціональному режимі повинні мати слідуючі значення:

- кількість голок на одному робочому органі 9...12 шт.;

- радіус кривизни голки 0,18_____0,24 м.

5. При роботі .комбінованої грунтообробної машиши з робочими ор-ганами-рушіями в агрегаті з трактором Т-І50К зміна показника кінематичного режиму роботи цих органів від 1,0 до 2,2 за рахунок збільшення частоти їх обертання призводить до незначного /до 10?/ збільшення загальних енерговитрат на обробіток грунту з одночасним підвищенням КгЩ агрегату з 76? до 51?.

Таке збільшення КЗД викликане зниженням буксування коліс трактора з II...7,5? при Л = 1,0 до 6,0...3,5? при Ті = 2,2 за рахунок виникаючого підштовхуючого зусилля на робочих органах-рушіях. ' ■

6. За результатами польових досліджень і науково-вирсбничоі перевірки комбінованої грунтообробної машини з робочими орт анаші-рупіями встановлено, що іі використання на важкому суглинистому грунті дає можливість одержати:

- коефіцієнт кришіння грунту /розмір частин до 50 мм/ 76,8... 79,5?, гребенистість поверхні поля 1,4...2,1 см/за агротехнічними вимогами ці показники відповідно повинні бути не ые’ншн 75? і

не більше 5 см/; . . •

- процент зароблення рослинних решток 32,6.. .62,6'*.

7. Річний економічний ефект від впровадження розробленої комбінованої машини з робочими органами-руаіями складає відповідно

124,8...1603,1 крб.га одцу машину./в цінах 1989р./.

Основні положення дисертації опубліковані в слідуючих

роботах:

' І. Енергобаланс машино-тракторного агрегату з ротаційною грунтообробноо машиною. /Механізація і електрифікація сільського господарства. Респ.міжв.наук.-техн.зб. Випію-Київ,І987,с. 17-22, /співавтор МЛ.Білоткач/, /на рос.мові/.

2. Визначення параметрів активних голчастих робочих органів для обробітку грунту. /Конструювання і технологія виробництва с.-г. машин. Респуб.міжв.наук.-техн.зб.Вип.І7 - Київ, Техніка, 1987, с.60-63/,/ на рос.мові/.

, 3. Дослідження режимів роботи грунтообробних робочих орга-

нів-рушіїв. /Механізація і електрифікація сільського господарства. Респуб.міжв.наук.-техн.зб. Вип.67-Київ, Урожай,1988, с.31-35/,

/на рос.мові/.

4. Результати експериментальних досліджень грунтообробного агрегату з активними голчастими робочими органами./Конструювання і технологія виробництва с.г.машин,Респуб.міжв.наук.-техн.зб. В:яі.і8-Київ, Техніка, 1988,с.17-19 /співавтор М.Н.Нагорний/,

/на рос.мові/.

5. Обгрунтування оптимальних режимів роботи ротаційних грунтообробних робочих органів-рушіїв./Тези : . доповідей республіканської науково-технічної конференції. Шляхи розвитку механізації виробництва зерна в Українській РСР - Глеваха, 1988,

с.31-32 /співавтор М.Н.Нагорний/, /на рос.мові/.

Ь. Дослідження роботи голчастого диска в режимі рушія./Перспективні напрями механізації і електрифікації сільськогосподарського виробництва в умовах інтенсифікації. Наук.-техн.бюлетень. Вил.І6-Новосибірськ,1986,с.7-9 /Співавтор М.Н.Нагорний/, / на рос.мові/. ,

7. Використання голчастих органів з активним приводом в комбінованих грунтообробних машинах. /Вісник с.г.науки-1983,

'¿, с.61-62, /співавтор М.Н.Нагорний/.

8. Використання активних робочих органів - елективний шлях підвищення продуктивності грунтообробних агрегатів. /Тази долові дей Есесоюної науково-практичної конференції. Інтенсифікація с.г.виробництва а умовах радикальної економічної реформи, ^уми, 1989, с.70-71/.

5. Комбіноване грунтообробне знаряддя./Питання механізації зирозування і збирання сільськогосподарських культур. Збірник г-аукових робіт Харківського СГІ, 1990, с.20.,.23 /співавтор

З.М.Арендаренко/, /на рос.мові/.

10. Комбіноване грунтообробне знаряддя з робочими органами-рушіями. /Механізація* і електрифікація сільського господарства^

1990, № 3, с.57 /співавтори М.Н.Нагорний.,Донець С.М./,/на рос.

мові/. і ‘

11. Обгрунтування форми активного голчастого робочого органу для обробітку грунту. /Конструювання і технологія виробництва

с.г.машин. Респуб. міжв.наук.-техн.зб.Вип.2І - Київ, Техніка,

1991, с.40-42. /співавтор О.О.Олефір/, /на рос.мові/.

12. Грунтообробне знаряддя. - Інформаційний аркуш, м.Харків, $ 021-91, 1991 - 2с /співавтор В.М.Арендаренко/, /на рос.мові/.

13. Позитивне рішення ВНДІГПЕ по заявці № 4832849/15 "Комбіноване знаряддя для безвідвального обробітку грунту", - 1991, /співавтор Г.О.Сорока/, /на рос.мові/.