автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологической схемы почвообрабатывающего агрегата с совмещением функций рабочего органа и движителя

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ГНУ ВИМ Россельхоз академии)

На правах рукописи

СОЛОВЕЙЧИК АРНОЛЬД АЛЬБЕРТОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА С СОВМЕЩЕНИЕМ ФУНКЦИЙ РАБОЧЕГО ОРГАНА И ДВИЖИТЕЛЯ

Специальность 05 20 01 - «Технологии и средства механизации

сельского хозяйства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003162028

МОСКВА-2007

003162028

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии).

Научные руководители - Ксеневич Иван Павлович!, академик

Россельхозакадемии, доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственных премий СССР и Республики Беларусь Шевцов Владимир Георгиевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, действительный член Российской инженерной академии (РИА)

Официальные оппоненты - Кутьков Геннадий Михайлович,

доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ

Спирин Анатолий Петрович,

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии Правительства РФ

Ведущая организация - ОАО «Научно-исследовательский

тракторный институт НАТИ»

Защита состоится 14 ноября 2007 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006 020 01 при Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства по адресу 109428, г Москва, 1-й Институтский проезд, д 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИМ

Автореферат разослан « /3 » октября 2и07 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение продуктивности сельскохозяйст-

венного производства, совершенствование технологий, снижение затрат материальных и трудовых ресурсов требуют неуклонного повышения энерговооруженности сельского хозяйства Одним из главных направлений повышения энерговооруженности является увеличение единичных мощностей тракторов

Реализация значительных тяговых усилий, необходимых при выполнении энергоемких операций механической обработки почвы, сопровождается значительным буксованием движителей, которое вызывает перерасход топлива, приводит к разрушению естественной структуры почвы и быстрому износу шин

За последние 50 лет предельные значения единичных мощностей колесных тракторов возросло с 50 л с до 500 лее одновременным увеличением рабочих скоростей с 6 - 7 км/ч до 9-15км/ч и массы с 3500кг до 18000кг

Дальнейшее повышение единичных мощностей машинно-тракторных агрегатов возможно на основе применения тракторов тягово-энергетической концепции, когда значительная часть мощности двигателя передается либо на привод ведущих колес сельхозмашины, либо непосредственно на рабочие органы

В связи с изложенным, работа, посвященная повышению энергонасыщенности, экологической безопасности, снижению энергозатрат машинно-тракторных агрегатов является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение

Работа проводилась в ГНУ ВИМ Россельхозакадемии в рамках задания 01 «Разработать научные принципы мониторинга инженерно-технической сферы и формирования технической и технологической политики в АПК на новом этапе" его развития», а также на основании Решения Бюро ОМЭАСХ от 25 05 2004 г по вопросу «Научное обеспечение реализации стратегии развития мобильной энергетики до 2010 года»

. Г 'Объекты исследования. Почвенная фреза и пневмоколёсный движитель в составе машинно-тракторного агрегата, эксплуатационные и энергетические характеристики МТА с рабочими органами-движителями при выполнении технологических операций, технологические схемы агрегатов с комбинированным движителем «почвенная фреза - пневмоколесо»

— - Предмет исследования. Закономерности процессов функционирования почвообрабатывающих агрегатов с активными рабочими органами-движителями и технологические схемы построения агрегатов на базе тракторов тягово-энергетической концепции

Црль работы. Разработка теоретических основ совмещения функций почвообрабатывающего рабочего органа и движителя Выявление энергетической и эксплуатационной эффективности агрегатов при выполнении высокоэнергоёмких операций

Методы исследований. Методы теоретической механики, теории подобия (безразмерная постановка задач), вычислительной аналитической геометр

рии, численного решения систем трансцендентных уравнений (уравнения ста-

тического и кинематического баланса) и методы теории оптимизации Обра-

ботка экспериментальных зависимостей проводилась на основе разработанного метода ортогональных преобразований матрицы независимых переменных

Исследования проведены на основе современной методологии проектирования сложных объектов, базирующейся на изучении математических моделей процессов средствами вычислительного эксперимента, и использования системы компьютерной математики МаШсаё

Научную новизну представляют:

- математические модели технологических, кинематических и энергосиловых процессов почвенной фрезы-движителя и энергетического средства с полноприводной колесной ходовой системы,

- метод построения уравнений регрессии звеньев МТА по результатам пассивного эксперимента, обеспечивающих независимую оценку коэффициентов и адекватную интерпретацию получаемых эмпирических зависимостей,

- методики вычислительного эксперимента при исследовании режимов работы подсистем МТА и их взаимодействия между собой,

- методика обоснования технологических схем и параметров почвообрабатывающих агрегатов с совмещением функций рабочего органа и движителя

Практическая ценность работы состоит:

- в обосновании ширины захвата агрегата с комбинированным движителем «почвенная фреза-пневмоколесо» с учетом заданных диапазона удельного сопротивления почвы, мощности двигателя и агротехнических требований

- в создании алгоритмического и компьютерного обеспечения исследования подсистем МТА, в том числе построение многоф'акторных регрессионных моделей, расчет движущей силы ротора фрезы и мощности для ее привода,

- в автоматизации основных этапов функционального проектирования почвообрабатывающего агрегата с активными рабочими органами

Апробация работы. Основные положения доложены на Научно - методическом совете по мобильной энергетике при ОМЭАСХ Россельхозакадемии «Теоретические основы использования активных рабочих органов (реактивной силы) в качестве движителей» (август 2005г) Материалы работы рассмотрены на МНТК по автоматизации сельскохозяйственного производства (сентябрь 2004г, г Углич), на 4-ой МНТК «Экология и сельскохозяйственная техника» (Санкт-Петербург, СЗНИИМЭСХ, май 2005г)

Реализация результатов исследований:

- результаты исследований одобрены Научно-методическим советом по мобильной энергетике при ОМЭАСХ Россельхозакадемии как обоснование одного из направлений по развитию обеспечения «Стратегии машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года»,

- разработанные методики и компьютерные программы использованы Научно - исследовательским институтом сельскохозяйственного машиностроения им В П Горячкина «ОАО ВИСХОМ» при определении оптимальных параметров ротационных почвообрабатывающих машин при проектировании,

- алгоритмы и программное обеспечение расчета агрегатов тягово-энергетической концепции использованы Всероссийским научно - исследова-

тельским и проектно - технологическим институтом по использованию техники в сельском хозяйстве (ВИИТиН) при разработке методов прогнозирования (для целей нормирования) эксплуатационных показателей МТА,

- компьютерные программы, зарегистрированные в ВНТИЦ - 5 наименований, и программный модуль расчета состава МТП (см список публикаций)

Публикации результатов исследований. Основное содержание диссертации изложено в 11 печатных работах, зарегистрировано пять компьютерных программ

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка литературы из 129 наименований Работа изложена 189 страницах, содержит 64 рисунка и 13 таблиц

На защиту выносятся результаты, перечисленные выше в рубриках «Научная новизна», «Практическая ценность» и «Реализация результатов исследований»

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность проблемы, приведена цель работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, представлена краткая характеристика диссертации

Глава 1. Состояние проблемы и задачи исследования.

Проведен анализ работ, направленных на повышение энергонасыщенности машинно-тракторных агрегатов Значительный вклад в решение этой проблемы внесли В Н Болтинский, В В Кацыгин, И П Ксеневич, Г М Кутьков, Н М Орлов, А Я Поляк, А Г Соловейчик, А П Спирин и другие ученые

Одним из перспективных направлений реализации тягово-энергетической концепции МТА является использование сил реакции почвы при ее обработке активными рабочими органами для создания движущей силы с одновременным выполнением технологического процесса Исследованию различных аспектов этого направления посвящены работы А П Акимова, Ф С Завалишина, В И Медведева, С В Рубцова, О А Сизова и других учёных

Проведенный анализ показал, что для создания движущей силы может быть эффективно использована почвенная фреза прямого вращения

Большой вклад в исследование и создание ротационных почвообрабатывающих машин внесли Г Бернацки, И М Гринчук, А Д Далин, А Ф Жук, В Зене, М Ф Канарев, Н Ф Канев, А Г Левшин, О С Марченко, Ю И Матяшин, И М Панов, Г Ф Попов, Ю А. Юзбашев, Е П Яцук и другие ученые

Анализ результатов исследований в области создания почвенных фрез прказал, что при большом объёме экспериментальных работ, методы теоретического описания рабочего процесса фрезерования и энергобаланса тягово-приводных агрегатов с активными почвообрабатывающими органами не позволяют разделить затраты энергии на технологический процесс и движение машинно-тракторного агрегата В связи с этим остаются нераскрытыми потенциальные возможности повышения эффективности МТА при реализации тягово-энергетической концепции трактора

Большие возможности для функционального проектирования машинно-тракторных агрегатов и его подсистем дают методы вычислительного эксперимента, основой которого является триада математическая модель - алгоритм -компьютерная программа

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи исследования

1 Разработать алгоритмическое и компьютерное обеспечение

- функционального проектирования подсистем МТА (двигатель-трансмиссия, почвенная фреза-движитель, одиночный колёсный движитель и полноприводная ходовая система трактора),

- определения режимов работы агрегатов на базе трактора тягово-энергетической концепции,

- определения эксплуатационных показателей агрегатов и полных удельных энергозатрат выполнения технологических процессов,

- построения регрессионных уравнений рабочих процессов звеньев МТА по результатам проведения пассивного эксперимента

2 Провести исследования по оценке эксплуатационной и энергетической эффективности

- использования традиционной рабочей машины - ротационного плуга, в качестве движителя мобильного сельскохозяйственного агрегата,

- схемы расположения ротора машины в почвообрабатывающем агрегате,

- схемы расположения пассивных рабочих органов относительно ротора

3 Обосновать ширину захвата ротационных агрегатов на базе универсально-пропашного трактора класса 2 на энергоемких операциях 1) вспашке, 2) основной и предпосевной обработке почвы, включающей вспашку, дискование и прикатывание

В качестве базового энергетического средства выбран колесный трактор класса 2 с колесной формулой 4К46 (номинальная мощность 121,4 кВт, масса 6300 кг прототип - трактор РТМ-160 ФГУП ПО «Уралвагонзавод») Базовой ротационной машиной, совмещающей функции движителя, выбран ротационный плуг с радиусом ротора 0,375 м, числом ножей на одном диске равном трем и удельной массой 600 кг/м (прототип - ротационный плуг ПР-2,7)

При исследовании МТА с рабочей машиной-движителем рассмотрены следующие варианты ее расположения в агрегате 1) несущие колёса и ротационный плуг устанавливаются вместо заднего съемного моста трактора (в дальнейшем - вариант «мост»), 2) традиционный - на навесном устройстве, с приводом ротора через вал отбора мощности (в дальнейшем - вариант «навеска»)

Глава 2. Экспериментально-статистическое описание рабочих

процессов машинно-тракторного агрегата и его подсистем.

При обработке стандартным методом наименьших квадратов данных пассивного эксперимента, который в отличие от активного эксперимента не спланирован по определённой схеме, возникают значительные трудности в построении и интерпретации уравнений регрессии, связанные с плохой обусловленностью (коррелированностью) матриц

Разработан общий метод построения многофакторного уравнения регрессии по данным пассивного эксперимента в виде

Хх1,х2> Ъ) = /31Ъ(Ъ>Х2> %) + /32МХ1>Х2, Х3)+ +/Зкгк{), (1) где х=(х[,х2, х5) - вектор аргументов, Р\,Р2, ,Рк - регрессионные коэффициенты, 4,2%, - заданные функции

Так как в большинстве случаев вид уравнения неизвестен, математическое описание может быть представлено в форме отрезка ряда Тейлора

5 5 5

У= Ьо + X ЪJxJ + X Ь 4х,ХЧ (2)

Четкую статистическую интерпретацию уравнений регрессии при коррелированных переменных дает метод ортогональных преобразований матрицы аргументов Сущность метода заключается в переходе к новым независимым переменным ¿7,, которые будут не коррелированны между собой

,+ +вкик, (3)

у=е1и1 + в2иг +

На основе статистических критериев, независимо от других факторов, решается вопрос о значимости каждого фактора в уравнении (3), целесообразности введения его в модель, а для полиномиальных моделей - выбор числа членов ряда, в который разлагается искомая зависимость После этого проводится возвращение к исходной форме уравнения регрессии (1) или (2)

В частности, метод ортогонализации был применен для обработки экспериментальных данных динамометрирования ротационного плуга РП-200 (И М Панов, Ю А Юзбашев) На основе совокупности регрессионных уравнений построена эмпирическая модель влияния затрат мощности Рд на рыхление почвы пассивными рабочими органами перед ротором на снижение мощности АРф = Р(\ - Рф ее привода через ВОМ (рис 1)

PJP%

0 09 0 06 0 03

2,0 /

/ 1,5 . /По

/ /

Приу, м/с

лезвие стоики

0 0 03 0 06 0 09 012 015 АРф!Р% Рис 1 Снижение мощности привода Рис 2 Схема резания стружки ротора при рыхлении почвы перед ним Г-образным ротационным ножом

При скорости агрегата 1,5 м/с мощность, затраченная на рыхление, компенсируется ее снижением на привод ротора При уменьшении скорости энергетическая эффективность рыхления повышается, а при увеличении - снижается

Глава 3 Кинематический и энергосиловой анализ процессов функционирования почвенной фрезы-движителя

В почвообрабатывающих фрезах наибольшее распространение получили рабочие органы в виде Г-образных ножей, состоящих из горизонтальной части - крыла (клина) и вертикальной - стойки (рис 2)

Удельное сопротивление крыла принималось равным эталонному сопротивлению корпуса лемешного плуга в соответствии с существующей классификацией почв по трудности обработки Удельное сопротивление лезвия стойки Г-образного ножа, принимаемое пропорциональным эталонному, отнесено к 1 метру длины контакта лезвия с почвой

Зависимость удельного сопротивления крыла от скорости резания почвы описывалась выражением на основе рациональной формулы В П Горячкина

где к0,е и когб - коэффициенты регрессии, определяемые путем обработки данных пассивного эксперимента с использованием метода ортогонализации, у0 и 10 - «базовая» скорость и соответствующее ей,значение сопротивления

Разработаны методы и алгоритмы кинематического анализа почвенных фрез, включающие вычисление координат траекторий точек и их производных, вычисление скоростей и углов резания почвы элементами ротационного ножа, определение диапазона углов поворота ротора, соответствующего пребыванию ножа в почве, определение предельного и допустимого по высоте гребня значений подачи на нож, определение длин траекторий различных точек рабочего органа, в том числе длины пути резания крылом ротационного ножа, вычисление площади бокового резания стойкой ротационного ножа

Параметры геометрического подобия фрезы представляют собой величины, отнесенные к характерному линейному размеру - к радиусу ротора Кф, например, относительная (безразмерная) подача .? и относительная глубина обработки а, а также угловые размеры, например угол установки крыла у и стойки ус, угловое расстояние между соседними ножами вп и т п (см рис 2)

Движение лобовой режущей кромки крыла ножа в безразмерных координатах описывается параметрическим уравнением циклоиды

где в - угол поворота радиуса, отсчитываемой от горизонтали, v0- окружная скорость кромки, vn - поступательная скорость агрегата, Я - критерий кинематического подобия, называемый кинематическим параметром

В процессе работы ротационный нож отрезает стружку, сечение которой в продольной плоскости ограничиваются следующими линиями участком внешней {external) циклоиды Аех- D, называемой также дном борозды, внутренней (internal) циклоиды A,n- D и горизонтальной прямой Аш - Авх, лежа-

куд(у) = k0 + г (у рез- v0) + котб (v^2 - v2)

(4)

(5)

Щей на поверхности поля Совокупность поверхностей, соответствующих горизонтальному участку А,п - Адх и участку внутренней циклоиды А,п-1> называют иногда «дневной» поверхностью (рис 3)

Рис 3 Траектория режущей кромки крыла ротационного ножа

При л, ножей —---

Х-""""' Зч

2ух -*—х '

/ ——--с-'--Т р

7 6 \

Рис 4 Допустимая и предельная подача на нож (из условия ЬДОП = 0,2а)

Координаты внешней (ех) и внутренней (т) циклоид определяются выражениями'

хех(а,Я) = х(а,А), гех(а) = г(а), (6)

хт(р,Х) = к{рЛ)-*, гтт = <Р) (7)

На основе зависимостей (5)-(7) построены алгоритмы расчета перечисленных выше кинематических и технологических величин Например, угол а^,

соответствующий окончанию процесса резаиия (точка И, рис 3), определялся как нижняя точка пересечения внешней и вйутрейней цйклоид, т е путем решения уравнения

Гцх{а,р,Х,ву= хех(а,Л) ~ хт(Р,Х) = х(а,Л) - х(/?Д) + у = 0 (8)

Так переменные а и ¡3 в нижней точке пересечения связанны соотношением а = п - р, уравнение (В) представляет собой параметрическое уравнение с одним неизвестным, решив которое относительно а, найдем искомое значение а^ Величина соответствующая верхней точке пересечения циклоид (Н) (см рис 3), находится аналогичным образом, с учетом соотношения а=-я-Р

Гребнистость дна борозды является одной из основных характеристик агротехнического качества работы фрезерных машин На рисунке 4 приведены зависимости допустимой относительной подачи на нож в функции относительной высоты гребня А^ Пунктирной линией обозначена предельная подача на

нож, при которой обработанная поверхность поля перестает быть сплошной

Толщина стружки при лобовом резании Ак и длина контакта лезвия стойки с почвой Ас являются важнейшими показателями, определяющими ха-

рактер изменения сил резания по углу поворота ротора а и, следовательно, величины работы, затрачиваемой на перемещение ротационных ножей

До настоящего времени нет единого мнения об определении понятия «толщина стружки» при лобовом резании Имеющиеся гипотезы в той или иной форме основываются на аналогии с поступательным движением клина.

Сформулированы условия, отвечающие принятой аналогии 1) функция Ааг(«) должна быть однозначно определена в диапазоне углов пребывания

крыла в почве (условие существования интеграла работы), 2) толщина стружки при выходе крыла ножа из почвы должна быть равной нулю, 3) отрезок Лк, определяющий толщину стружки, должен начинаться и заканчиваться на границах, очерчивающих контур боковой поверхности стружки, 4) желательно, чтобы угол между направленным отрезком Д^ и направлением перемещения крыла незначительно отличался от прямого угла

Перечисленным условиям наилучшим образом соответствует следующий алгоритм определения величины Дк(а) Путь резания крылом ножа от точки

Аех, которой соответствует угол входа крыла в почву аа, до точки выхода В разбивается на три участка Аех - Оех, Оех - М и МБ (рис 3 и рис 5)

На среднем участке Оех - М (а0 <«<«,„), где угол ат соответствует точке М, толщина стружки определяется по лучу, проведенному из точки От под углом а до пересечения с внешней циклоидой

4г(«) = - Хех(а))2 + (Зл(«о) - 2ех(а)}2 (9)

На первом (аа<а<а0) и третьем участках (ат<а<а^) толщина стружки определяется из условия равенства длин дуг внешней и внутренней циклоид, отсчитываемых соответственно от точек Н и Б Длина дуги представляется в виде интеграла с переменным пределом интегрирования в

в и) = ь/ь-2(¡у (Ю)

Пример расчета толщины стружки в функции угла а при вспашке ротационным плугом (относительная подача на нож 5=0,66, количество ножей на диске я = 3) представлен на рисунке 6 При глубине фрезерования а < ¿(а0) метод расчета Дк(а) корректируется в соответствии с рисунком 5

Методы расчета длины контакта лезвия стойки с почвой при боковом резании не получили освещения в теории фрезерных машин Между тем, стойка ножа по экспериментальным данным потребляет до 30-40% энергии

Уравнение лезвия стойки, расположенной под углом ус к радиусу (см рис 3 и 7), записывается в виде

Z= гех(а) - кп(а)(Х- хех{а)) = г{а) + кп{а){Х- х(а)) (11)

где кп = ¿„(а) = (^я -ус-а) - угловой коэффициент прямой

Рис 5 К расчету толщины стружки при лобовом резании почвы

120 а,град

Рис 6 Зависимость толщины стружки от угла поворота ротора

Точка пересечения прямой с наружной циклоидой определяется путем подстановки в уравнение (П) величин Х= хт(Р) и г= гт{р) Тогда, при заданном значении угла поворота ротора а, угол, соответствующий точке пересечения, определяется путем решения трансцендентного уравнения относительно переменной р

Ща,Р) = т(Р) - г{а) - кп(а){х(Р) - х(а) - з))= 0 (12)

При вычисленных координатах концов отрезка, длина контакта ножа с почвой определяется по формуле, аналогичной (9) Пример расчета величины Д с(а) приведен на рисунке 8(5= 0,66, л=3, ус = 20°).

Модули равнодействующих сил сопротивления перемещению стойки и крыла ножа пропорциональны соответствующей «толщине стружки»

Гс = к}\Ас\Хф, ^ = ' (13>

где к](Н1ы) и кудК{.Н/м2) - удельные сопротивления стойки и крыла

Точка приложения силы сопротивления стойки ( хс, гс) расположена в середине направленного отрезка Ас Аналогичная точка крыла ножа (хк, гк) смещена в сторону дна борозды (обычно полагают, что эта точка находится на режущей кромке крыла)

Приводной момент ротора (Н*м), необходимый для отрезания одной стружки, определяется как сумма векторных произведений сил на соответствующие расстояния от мгновенного центра скоростей

Учитывая перпендикулярность векторов / и Д,с учетом выражения (4), можно записать

М=ТхР, => Мф = Мк + Мс = (у рез) А кгк + ^А/ДС7С =

(У рез)(^кхгкх ^ czrcz)'

где ^удк^Урез) = ¿0+ Фрез- vo>+ к<пб vo>

Рис 7 К расчету длины контакта рИс 8 Зависимость длины контакта

лезвия с почвой при боковом резании ножа с почвой от угла поворота ротора

Проекции радиусов, с учетом (5), определяются по формулам 4'°{а) = хкс{а)-а1,1, г%>с{а) = гк,с{а)~ 1 1 (15)

Работа перемещения ротационного ножа (Дж) при отрезании одной стружки, с учетом (14), определяется интегрированием выражения крутящего момента по углу поворота ротора «2

Ж= \Мф{а)йа = ^(¿ъСяо + ^ + котб V* + Яфк&с (16)

"I

гДе <?лоО>л>а) = \ЪК(а)'гК{а)ёа, ()с{5,п,а)= \Ас{а)гс{а)с1а,

\у(а)~кк{а)гк(а)с1а, <2к1 (5,л,я) = } \(а)2 к(а)гк{а)(1а,

\ рез(а) = \п\^а), 1{а) = чЛ2-2Лзта + 1

Так как ротационный нож состоит из двух элементов - стойки и крыла, то, в общем случае, углы щ и а2 не совпадают с углами аа и а^ входа и выхода крыла из почвы (см рис 3) Функции <2(5, л, а) зависят от параметров геометрического и кинематического подобия работы фрезы и, в свою очередь, являются безразмерными параметрами энергосилового подобия.

Удельная работа (Дж/м3) вычисляется как отношение величины IV к объёму одной стружки с примыкающим к ней гребнем (см рис 3)

(п)

Удельная мощность привода ротора (Вт/м) вычисляется по формуле

РфЪ = *фу*™УД (18)

Среднее значение окружной силы (Н) равно

— —Ж

Ж=Мф(а2-а1) =:

^(«2 -«1)

Угол а, соответствующий среднему значению окружной силы, определяется на основании теоремы о среднем значении функции

(20)

Равнодействующая Р сил реакции почвы, приложенная к ротационному ножу, отклонена от окружности ротора при среднем значении Р0 на угол

^«15° При прямом вращении ротора горизонтальная составляющая реактивной силы Рх направлена по ходу агрегата, т е является движущей

Зависимости тягово-энергетических показателей ротора в функции поступательной скорости агрегата при различных значениях подачи Б и глубины обработки аф, построенные с учетом ограничений по скорости резания почвы и

высоте гребня на дне борозды, приведены на рисунках 9 и 10

кН/м 14

12

10

/ / /

А / 0,15 у * \ / + * 0,20

При $ м

08 1 12 14 16 18 м/с 08 ! 12 м 16 18 2уп>м/с

Рис 9 Удельная движущая сила ротора Рис 10 Удельная работа привода ротора (-3^=25 см,---аф= 15 см)

При работе ротационного плуга в так называемом фрезерном режиме (с относительно небольшой подачей и глубиной обработки) происходит существенное возрастание удельной мощности, затрачиваемой на привод ротора Однако, при этом увеличивается также и создаваемая ротором удельная движущая сила, которая используется для совершения полезной работы

Глава 4. Математические модели элементов и подсистем трактора

Предложены методы математического описания (аппроксимации) характеристик тракторного двигателя в функции безразмерных переменных угловой скорости вала двигателя, крутящего момента и расхода топлива

Коэффициенты полезного действия механических приводов ведущих мостов ходовой системы и ротора фрезы, определены с учетом величины и направления передаваемого каждой ветвью трансмиссии крутящего момента и возможности возникновения циркуляции мощности в замкнутом силовом контуре

Проведен анализ методов задания характеристик одиночного пневматического колеса - кинематического и силового радиусов, коэффициента сопро-

тивления качению, буксования и тягового КПД

Для мобильного энергетического средства с т ведущими осями можно составить т-1 уравнений, получаемых из условия равёнстйа поступательных скоростей центров колёс

Sjitpj^l-Kjjll-SM], (21)

где j и s - номера ведущих осей, 5- буксование колеса, Kj s =vTS/ - коэффициенты кинематического несоответствия привода осей, и yTS - теоретические скорости колес у-ой и 5-ой ведущих осей, (p = FKIZ - относительная касательная сила тяги, Z - вертикальная нагрузка.

Замыкающее т- е уравнение к системе (21) может быть получено из уравнения силового баланса ходовой системы т 1

^VjZj-^f^^Fxp, (22)

7=1 /=1

где 1- количество ведущих и ведомых осей, FKp - тяговое усилие трактора

В результате решения системы уравнений (21)-(22) получаем распределение касательных усилий F = <р Z по ведущим осям

KJ j j

Глава 5. Тягово-энергетический расчет МТА

Машинно-тракторный агрегат с совмещением функций рабочего органа и движителя представляет собой наиболее общий (в расчетном смысле) тип тяго-во-приводного агрегата

Наибольшая производительность агрегата достигается в режиме максимальной мощности двигателя Ре - Ре тах = (если при этом скорость движения агрегата не превышает допустимую по агротехнике) В эксплуатационных условиях, максимальный коэффициент использования номинальной мощности , как правило, меньше единицы, из-за необходимости ее резервирования, вследствие колебаний нагрузки - - * _

Отметим, что режим максимальной мощности, также как и задаваемая агротехническими условиями подача на нож S, могут быть точно реализованы только при наличии бесступенчатого привода, как ходовой системы трактора, так и ротора

Уравнение баланса мощности двигателя фрезерного агрегата можно записать в виде

Рф+Яхолф^Рн ™ Pkj + CxojikjWPh ге~геф^гек~ + L, j

Янгф 7=1 Л HrKj

где Ре, Рвф, Рек- мощность двигателя и ее составляющие, расходуемые соответственно на привод фрезы и ведущих колес, РфЬ и Ьф - удельная мощность, потребляемая ротором, и его ширина захвата, Схол и Ли " коэффициенты потерь холостого хода и нагрузочные КПД механических приводов ротора и ве-

дущих колёс, w- безразмерная угловая скорость двигателя

Из системы (21) - (22) следует, что распределение касательных сил по ведущим осям однозначно определяется величиной тягового усилия FKp Выразив мощность на ведущих колёсах у-ой оси через касательную силу тяги, получим

PKj-FKJvn{\-8j)-x => Рек= f(FKp,va) (24)

Уравнения баланса мощности (23) недостаточно для определения режима работы МТА Его необходимо дополнить уравнением силового (тягового) баланса агрегата

' Вначале рассмотрен .вариант построения агрегата, когда пассивные почвообрабатывающие органы расположены сзади ротора Тогда

^(vn) = [^//vn) + ^(vn) + ^3(vn)]-^(vn) = ^-^, (25)

где сила сопротивления качению технологических машин (кроме фрезы-движителя) с собственными опорными колёсами, FX3 - тяговое сопротивление почвообрабатывающих машин, расположенных сзади ротора (борона и тд), Fx- движущая сила ротора, определяемая в результате энергосилового расчета ротационного плуга (см рис 9)

Таким образом, расчёт режима работы агрегата сводится к подстановке зависимости (25) в (24) и далее в уравнение баланса мощности двигателя (23), а затем к решению его как уравнения одной переменной - vn

Если движущая рила ротора превосходит суммарную силу сопротивления технологической части агрегата, тяговое усилие трактора будет отрицательным - в системе возникает циркуляция мощности При толкающем усилии ротора большем, чем касательная сила тяги трактора, циркулирующая мощность является «паразитной»

Режим циркуляции «паразитной» мощности может быть устранен за счет установки впереди ротора рыхлящих лап Помимо необходимого силового уравновешивания агрегата в продольной плоскости, это приводит к снижению мощности привода ротора через ВОМ

В этом случае, тяговое усилие трактора можно представить в виде Ркр = {Р& + Рхз)+РХ.л+РГфг + Рхт , (26)

где F£фг = flp(Gtp + Рлг- Fzr), Faz и Fzr- соответственно вертикальная составляющая силы сопротивления лап и выглубляющая сила ротора, .F/- сила

сопротивления качению, индекс г указывает на наличие рыхлящих лап

Существенная особенность расчёта агрегатов с рабочими органами-движителями (РОД) и установленными впереди них пассивными РО, состоит в том, что нельзя непосредственно подставить значение тягового усилия в уравнение баланса мощности Здесь приходиться решать систему уравнений с двумя неизвестными - скоростью агрегата vn и мощностью Рл, которая связана с мощностью на привод ротора эмпирической зависимостью (см рис 1)

При достаточно большое значении толкающей силы ротора, ведущие ко-

леса трактора могут быть отключены, что целесообразно в варианте агрегатирования «мост» Из условия отсутствия циркуляции «паразитной» мощности касательная сила тяги Рк должна быть равной нулю

+ + = а (27)

В варианте «навеска», с целью улучшения управляемости агрегата с шар-нирно соединенной сзади трактора толкающей машиной, может оказаться целесообразным передать небольшую часть мощности двигателя на преодоление силы сопротивления качению трактора Соответствующее условие примет вид Рлх{Рл,уп) + Ркр{уп)-Рх{Рд,^ 0 (28)

Глава 6. Эксплуатационная и энергетическая эффективность агрегатов на операциях основной и предпосевной обработки почвы

К недостаткам почвенных фрез традиционно относят высокую удельную работу привода ротора Так, на вспашке ротационным плугом удельная работа привода технологической части агрегата 1У составляет 115,4 кДж/м3 при поступательной скорости 2,1 м/с (таб 1), что более чем в 2 раза превышает удельную работу лемешного плуга И^ в агрегате с трактором Т-150К, равную 54,7

кДж/м3 Эталонное удельное сопротивление почвы в обоих случаях принято одинаковым и равным кдп- 60 кН/м2

Энергоемкость вспашки лемешным плугом определяется как отношение удельной работы привода технологической части (Дж/м3) (численно равной удельному сопротивлению почвы кудА, Н/м2), к тяговому КПД трактора При допустимом 16% буксовании трактора с колёсной формулой 4К4, энергоемкость вспашки лемешным плугом составит ЕДП=ЪЪ,& кДж/кг

Таблица 1

Сравнение энергоемкости пахотных агрегатов

Показатель Обозна- Ширина ротора Ьф, м

чение 2,0 3,59 6,3

Поступательная скорость, м/с Уа 2,11 1,45 0,967

Скорость резания, м/с * рез 5,45 3,75 2,50

Удельная работа при кпр = 0, кДж/м3 цР 115,4 95,1 82,4

Коэффициент полноты рыхления ^пр 0,475 0,438 0,405

Удельная работа при кпр > 0, кДж/м3 % 96,6 78,1 66,8

Энергоемкость ротац вспашки, кДж/м3 ЕФ 103,3 83,8 71,6

(■Еф-ЕДП)1ЕЛП 100,% - +23,3 0 -17,0

При ротационной вспашке энергоемкость процесса снижается, вследствие уменьшения удельной работы ротора за счет рыхления почвы перед ним (коэффициент полноты рыхления кпр - отношение площадей поперечных сечений

пласта, обрабатываемого рыхлящими лапами и фрезой), полного отсутствия буксования пневмоколесных движителей и, в случае отключения ведущих колёс, за счет потерь в трансмиссии При увеличении ширины ротора скорость резания уменьшается, что также приводит к снижению энергозатрат по квадратичному закону

При минимальной ширине захвата 2 метра, определяемой увязкой по габариту с трактором, энергоемкость ротационной вспашки на 23% выше, по сравнению с лемешной При ширине ротора 3,6 метра оба агрегата одинаковы по энергоемкости Минимум энергоемкости при выполнении ротационной вспашки, соответствующий минимальной скорости резания 2,5 м/с, достигается при ширине захвата 6,3 м По сравнению со вспашкой лемешным плугом в этом случае происходит уже снижение энергоемкости на 17%

Совмещение функций рабочей машины и движителя раскрывает широкие возможности для создания комбинированных агрегатов, выполняющих несколько операций за один проход В таких агрегатах движущая сила ротора используется непосредственно для тяги, расположенных сзади него машин с пассивными рабочими органами

Предлагаемый комбинированный агрегат для основной и предпосевной обработки почвы выполняет одновременно две технологические операции вспашку ротационным плугом и дискование с прикатыванием почвы Эффективность комбинированного агрегата сравнивается с комплексами одноопера-ционных агрегатов - с лемешными пАугами (ЛП) на базе тракторов Т-150К (Р„ = 121,4 кВт) и К!-701(/,я= 220,6 кВт) и агрегатов с дисковой бороной и прикатывающим катком (ДП), работающих с теми же тракторами

Производительность совокупности однооперационных агрегатов, назовем её «Я- агрегатом», определяется как среднее гармоническое составляющих, а погектарный расход топлива - как их сумма

Цг^.^щ-1 => цг^аЧЯ = ТЧ1 (29)

На рисунке 11 представлены зависимости чистой производительности агрегатов от ширины ротора в диапазоне номинальных мощностей двигателя универсально-пропашного трактора класса 2, равном 120 200 л с

Максимальная производительность агрегатов достигается при минимально допустимой скорости резания 2,5 м/с Как видно из рисунка, чем больше номинальная мощность двигателя, тем большая ширина захвата ротора требуется для достижения максимума производительности

Так как агрегаты работают в режиме с заданным значением коэффициента использования мощности двигателя, то величина погектарного расхода топлива в основное время д?(кг/га) обратно пропорциональна чистой производительности Следовательно, минимум дч, также достигается на границе допустимых (минимальных) значений скорости резания

При одинаковой номинальной мощности двигателя 121,4 кВт, производительность ротационного пахотного агрегата превосходит производительность лемешного только начиная с ширины захвата ротора 3,6 м (см также табл 1) В противоположность этому, производительность комбинированного ротационного агрегата существенно выше по сравнению с комплексом одноопе-рационных агрегатов Т-150К+ЛП и Т-150К+ДП (5- агрегатом) При минималь-' ной по габариту трактора ширине захвата (2 м) разница составляет ~ 6%, а при ширине захвата ротору 4,6 м, соответствующей минимальной скорости резания почвы, превышение достигает 29%

В ротационном пахотном агрегате, выполняющем одну операцию, чистая производительность, при расположении ротора в варианте «мост» и отключении ведущих колес трактора, на 3 5% выше, по сравнению с агрегатированием его на навесное устройство и включении одного ведущего моста

В комбинированном ротационном агрегате вариант расположения ротора по схеме «мост» не дает сколько-нибудь заметных преимуществ по сравнению с вариантом «навеска» - разница составляет порядка 1,2% Если и в этом случае допустить возможность отключения ходовой системы трактора, то оба варианта агрегатирования имеют практически одинаковую производительность

Вместе с тем, реализация комбинированного агрегата при навеске ротационного плуга-движителя на стандартное сцепное устройство не требует дополнительных материальных затрат

Рис 11 Производительность агрегатов в основное время смены ( —- вариант «мост», — — - вариант «навеска»)

Обобщающим показателем энергоёмкости процессов, учитывающим количество энергии, переносимой массой агрегата на единицу работы, служат полные удельные энергетические затраты (Дж/га)

Е=Еп + {Е7р Еп=д(ат + аг), (30)

где Еп - прямые затраты энергии, выраженные расходом топлива (Дж/га), ат -теплосодержание топлива (Дж/кг), а ^ - коэффициент затрат энергии на производство топлива (Дж/кг), д- погектарный расход топлива (кг/га)

Производительность агрегата в час сменного времени (га/ч) равна

Щм=Щтсм' гсм = Т~ 7 7 7 ' ^^

1 + хпов + ^ну + тт о + тпер

где т{ - коэффициент не зависящий от ширины захвата и рабочей скорости тпов, тну,тт 0 и тпер - относительные затраты времени, соответственно, на повороты, на устранение нарушений технологического процесса и технический уход в борозде, на технологическое обслуживание, на переезды и перестроения агрегата из рабочего положения в транспортное, и наоборот

Коэффициент использования времени смены тсм агрегатов с ротационным плугом выше, чем с лемешным (в обычном исполнении), за счет сокращения непроизводительных затрат при челночном способе движения, по сравнению с загонным Разрыв увеличивается при уменьшении размеров поля В расчетах, значения величин, характеризующих размеры модельного хозяйства, приняты площадь поля - 50га, длина гона - 800м, расстояние переездов - 5км Погектарный расход топлива определяется по формуле

Я = —ггг ^повхпов + ЛНуСНу + Ят 0тт 0 + ЛперТпер), (32)

"ч (

где - номинальный расход топлива, кг/ч, Л/- отношение расхода топлива в

рабочем режиме и вспомогательных операциях к номинальному

Энергоемкость производства трактора (Дж/ч), приходящаяся на час работы, вычисляется по формуле

_ атр М-гр тр~ 100

атр атр к + атр т Т Т

1нтр хзтр

(33)

где Мтр и атр - масса трактора и его энергетический эквивалент, атр и атр к и аф т - отчисления соответственно на реновацию, капитальный и текущий ремонты, Тктр и Тзтр - соответственно нормативная и годовая загрузка

Энергоемкость производства сельхозмашин Ем вычисляется аналогично Энергетические эквиваленты приняты по существующим нормативам для тракторов - 144 МДж/кг, для ротационных машин - 99 МДж/кг, для других сельскохозяйственных машин - 83 МДж/кг

Одним из основных критериев эффективности применения рабочих органов-движителей может служить прирост относительной сменной производительности агрегатов (в нашем случае ротационных) по отношению к соответствующим агрегатам с пассивными рабочими органами IV - IV

\\¥= А" паст% (34)

ш к '

"пае

Как видно из рисунка 12 применение комбинированного ротационного агрегата для основной и предпосевной обработки почвы имеет решающие преимущества перед однооперационным агрегатом для ротационной вспашки

- максимальный прирост производительности комбинированного агрегата более чем в два раза больше однооперационного (17 и 40%),

- ширина ротора в комбинированном агрегате при максимальной производительности на полтора метра меньше, чем однооперационного,

- прирост производительности комбинированного агрегата (15%) обеспечивается уже при минимальной ширине ротора, равной 2 метрам, в то время как пахотный агрегат эффективен только, начиная с ширины ротора 3,4 м

25 3 35 4 45 5 Ьф,Ы

В основу классификации почв по трудности обработки положено удельное сопротивление при вспашке лемешными плугами

На рисунке 13 показано влияние удельного сопротивления на основные эксплуатационные и энергетические показатели комбинированного ротационного агрегата (Ря=121,4 кВт) и их сравнение с агрегатами тяговой концепции на базе тракторов Т-150К и К-701 - ,

Максимальная скорость на вспашке лемешными плугами принята равной 3м/с (11км/ч), а на дисковании с прикатыванием - 3,6м/с (13км/ч) Максимальная скорость резания при работе фрезерных машин не должна превышать 6м/с на средних почвах и 11м/с - на тяжелых

С увлечением ширины захвата ротора, производительность агрегата с рабочими органами-движителями возрастает Однако при этом сужается диапазон удельных сопротивлений, в котором может работать ротационный агрегат Так, при ширине захвата ротора 5 метров агрегат может работать только на средних по удельному сопротивлению почвах (30 55 кН/м2) При ширине захрата 4 метра перекрывается уже диапазон средних и среднетяжёлых почв (30 70 кН/м2) И, только при ширине захвата 3 метра, обеспечивается возможность работы ротационного агрегата в интервале удельных сопротивлений почвы 30 90 кН/м

Для каждого значения удельного сопротивления, максимуму производительности агрегата (и, одновременно, минимуму погектарного расхода топлива и полной энергоемкости) соответствует определенное значение ширины ротора Построенные при этом условии зависимости (рис 14, пунктирные линии) яв-

Д W комбинированный (осн и тоедпос обо )

Рис 12 К оценке эффективности ротационных

агрегатов по критерию сменной производительности

-20

Почвы

ляются потенциальными характеристиками, которые не могут быть реализованы технически 4

Рис 13 а) плотность распределения удельного сопротивления почв; б) производительность агрегатов в час сменного времени и в) полная энергоемкость процессов основной и предпосевной обработке почвы

среднетяжелые средние тяжелые

30 40 50 60 70 80 к1т кН/м2

■701+ЛП,+ДП

Д

МДж/га 2500

-в) Т-150К+ЛП.+ДП

V""

К-701+ЛП.+ДП

70 к,„ кН/м2

При Ьф, м

"0 ¿.„кН/м2

Ширина ротора для заданного диапазона удельных сопротивлений определяется из условия обеспечения возможности работы на верхней границе этого диапазона При этом наибольшее приближение к потенциальным характеристикам наблюдается для тяжёлых почв, а наименьшее - для средних (рис 146)

Ьф, м 8

"■Г

\ При РК кВт \ ч

\ \ — - -

4 4 147,0

иг»

га/ч 2 з

V X

88,2

7

_ -.121,4.

Е

ч Ч ПриГ^Р/л кВт б) 5 -] | ; 121,4

88,2 | ^---

30

40 50 60 70 кт, кН/м2 " "30 40 50 60 70 кт кН/м2 Рис 14 К выбору ширины захвата ротационного агрегата

Показатели агрегата для заданного диапазона удельного сопротивления почвы определяются как математические ожидания (средние значения) соответствующих величин

У=РаЬ ¡Жх)<Р(х)(1х,

РаЬ '

1

(35)

где (ха, х^) - заданный диапазон изменения случайной величины х, раЬ - «вес» этого диапазона, ср (*) и Ф(х) - плотность и функция распределения х

Для диапазона удельных сопротивлений почвы 30 90 кН/м2, выбор ширины захвата ротора проведен для двух вариантов его конструктивного исполнения - одно- и трехсекционного (во втором варианте количество секций обусловлено принятой классификацией почв по трудности обработки)

Как видно из рисунка 146 трехсекционное исполнение ротора (сплошная ступенчатая линия) обеспечивает лучшую «вписываемость» в потенциальную характеристику агрегата, чем односекционное (сплошная непрерывная линия) Вследствие этого эксплуатационные и энергетические показатели агрегата с трехсекционным ротором будут выше (см табл 2)

Однако в этом случае цена улучшения характеристик агрегата получается слишком высокой, особенно при повышении мощности двигателя Так, при мощности двигателя 121,4 кВт (165 л с ) прирост производительности агрегата составляет 7,5%, в то время как потребная ширина ротора, обеспечивающая возможность работы во всем интервале удельных сопротивлений почвы 30 90 кН/м2, возрастает с 3 до 5,4 м, т е почти в два раза

Таблица 2

Влияние конструктивного исполнения ротора на усредненные в интервале кш= 30 90 кН/м2 показатели комбинированных агрегатов

Исполнение ротора односекционное трехсексекционное

Мощность двигателя, кВт 88,2 121,4 147,0 88,2 121,4 147,0

Ширина ротора, м 2,15 3,03 3,72 3,81 5,39 6,60

Производительность, га/ч 0,947 1,29 1,54 1,02 1,39 1,66

Погек расход топлива, кг/га 18,4 18,0 17,8 17,2 16,9 16,8

Полная энергоемк, МДж/га 1377 1285 1249 1323 1244 1215

При итоговой оценке эффективности агрегатов с совмещением функций рабочего органа и движителя в качестве базового принят комбинированный ротационный почвообрабатывающий агрегат с мощностью двигателя 121,4 кВт (165 л с) при массе трактора 6300 кг Условная марка агрегата - КРП-165

В таблице 3 приведены результаты расчета математических ожиданий в интервале клп- 30 90 кН/м2 показателей ротационного агрегата КРП-165 и совокупности однооперационных агрегатов с тракторами классов 3 и 5 (условные марки агрегатов 5465 - с трактором Т-150К и ¿Г-ЗОО - с трактором К- 701)

Таблица 3

Усредненные показатели агрегатов на основной и предпосевной обработке

Агрегат КРП-165 Б-165 5-300

Номинальная мощность двигателя, кВт 121,4 121,4 221,0

Ширина захвата агрегата, м 3,0 2,1/з,о4) 3,1/5,3

Сменная производительность, га/ч 1,29 0,954 1,44

Погектарный расход топлива, кг/га 18,0 22,5 24,5

Полная энергоемкость, МДж/га 1285 ' 1979 1814

' В числителе - агрегат с лемешным плугом, в знаменателе - с дисковой бороной и катком

Как следует из таблицы 3, на высокоэнергоёмких операциях применение комбинированных ротационных агрегатов на базе универсально-пропашного

трактора класса 2 позволяет значительно повысить производительность, снизить йогектарный р'асход топлйва и полные удельные энергозатраты по сравнению с агрегатами тяговой концепции на базе тракторов общего назначения

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанное компьютерное обеспечение основных этапов функционального проектирования тягово-приводных МТА позволяет оперативно, с учётом широкого набора факторов, характеризующих агротехнические требования и особенности технологических схем. построения агрегатов, проводить исследования по определению показателей и оптимизации параметров машинно-тракторных агрегатов до изготовления машин в металле

" 2. Работа привода почвенной фрезы и средняя величина ее движущей силы определены путем интегрирования по углу поворота ротора сил сопротивления крыла и стойки Это позволило получить сопоставимые результаты при сравнении показателей работы агрегатов с ротационной машиной и Лемешным плугом на основе задания эталонного сопротивления почвы

3. Реализация машинно-тракторных агрегатов с совмещением функций рабочего органа и движителя наиболее эффективна при использовании разновидности почвенной фрезы - ротационного плуга, обеспечивающего высокое качество обработки почвы при сравнительно низкой, с другими типами фрез, энергоемкости технологического процесса

4 Разработан общий метод расчета режимов работы агрегатов на базе тракторов тягово-энергетической концепции с полноприводной колесной ходовой системой с учетом различных технологических схем передачи энергии двигателя к активным рабочим органам нейтрального, тормозящего и толкающего действия

На основе применения метода, учитывающего взаимное расположение активных и пассивных рабочих органов по ходу агрегата, установлено, что наибольший эффект совмещения функций рабочей машины и движителя достигается при работе ротационного плуга в составе комбинированного агрегата, когда его движущая сила используется непосредственно для тяги сельхозмашин, Не имеющих контакта с почвой впереди ротора

5. Разработанный метод построения регрессионных моделей по результатам пассивного эксперимента позволяет находить независимые оценки параметров эмпирических уравнений и адекватно интерпретировать полученный зависимости

Установлена эмпирическая зависимость между энергозатратами на рых-лёнйе почвы пассивными рабочими органами перед ротором и снижением энергозатрат на привод ротационных ножей при различных значениях поступательной скорости агрегата При скорости агрегата 1,5 м/с мощность, затраченная на рыхление, компенсируется ее снижением на привод ротора При уменьшении скорости энергетическая эффективность рыхления повышается, а при увеличении - снижается

6 Расположение ротационного плуга на месте заднего съемного моста трактора повышает производительность однооперационного агрегата для ротационной вспашки на 3 5% по сравнению с традиционным агрегатированием на навесное устройство В комбинированном агрегате такая компоновка прак- \ тически не имеет преимуществ, что, учитывая существенное усложнение конструкции, делает ее применение нецелесообразной .

7 Для каждого типа почв, при классификации их по трудности обработки, ширина захвата ротора определяется верхней границей диапазона удельных сопротивлений

При мощности двигателя 165 л с , ширина захвата ротора, обеспечивающая работу комбинированного агрегата в диапазоне удельных сопротивлений 30 90 кН/м2, составляет 3 метра

8 На основной и предпосевной обработке почвы при использовании комбинированного ротационного агрегата, выполняющего вспашку, дискование и прикатывание, прирост сменной производительности, по сравнению с совокупностью однооперационных агрегатов на базе Т-150К, составляет 35%, снижение погектарного расхода топлива - 20%, снижение полной энергоёмкости - 35%

По сравнению с агрегатами на базе К-701 снижение погектарного расхода топлива составляет 26%, а полной энергоемкости - 29% В тоже время производительность ротационного агрегата, имеющего почти вдвое меньшую мощность, всего на 10% ниже

9 Применение агрегатов на базе универсально-пропашных тракторов тя-гово-энергетической концепции с ротационным плугом-движителем позволит повысить их годовую загрузку за счет использования на высокоэнергоемких операциях, выполняемых тракторами общего назначения При этом материалоемкость тракторного парка должна снизиться за счет частичного исключения тяжелых тракторов высоких тяговых классов

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Соловейчик А А О применении методов планирования экспериментов для получения уравнений статики звеньев МТА Сборник трудов ВИМ, т 77,1977, с 173-184

2 Соловейчик А А Математическая модель ходовой системы многоосного колесного энергетического средства и обоснование требуемых характеристик одиночных движителей/Научные труды ПЭБ ВИМ, том 1 с 59-78 -М ВИМ, 2003г с 59-78

3 Ксеневич И П , Соловейчик А А, Шевцов В Г Регулирование загрузки двигателя машинно-тракторного агрегата тягово-энергетической концепции - Сборник докладов международной научно-технической конференции по автоматизации сельскохозяйственного производства (29-30 сентября 2004г, г Углич), часть I, с 64-72, М , 2004

4 Соловейчик А А, Шевцов В Г Алгоритмические основы и компьютерное обеспечение задачи определения режимов работы мобильных сельскохозяйственных агрегатов / Приводная техника, №5(51), 2004 -с 41-54

5 Ксеневич И П , Соловейчик А А , Орлов Н М , Шевцов В Г Экологические и ресурсосберегающие аспекты создания машинно-тракторных агрегатов с совмещением функций рабочей машины и движителей / Приводная техника, № 2, 2005, с 14-26

6 Соловейчик А А Анализ методов задания характеристик пневматического колеса при его движении в продольной плоскости, // Сб науч докл XIII МНТК «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве» (56 октября 2005 г, г Москва) Том 2 - М «Изд ВИМ», 2006, с 54-70

7 Соловейчик А А Расчет удельной энергоемкости и оптимизация параметров почвенной фрезы с учетом агротехнологических ограничений и диапазонов условий работы // Сб науч докл XIII МНТК (5-6 октября 2005 г , г Москва) Том 2 -М «Изд ВИМ», 2006, с 71-86

8 Соловейчик А А Определение ширины захвата мобильного агрегата с почвенной фрезой-движителем на основе согласования характеристик активных и пассивных рабочих органов // Сб науч докл XIII МНТК (5-6 октября 2005 г, г Москва) Том 2 - М «Изд ВИМ», 2006, с 87-100

9 Ксеневич И П , Соловейчик А А , Орлов Н М , Шевцов В Г Введение в теорию мобильных агрегатов с совмещением функций рабочей машины и движителя - Экология и сельскохозяйственная техника Том 1 Материалы 4-й МНТК - СПб СЗНИИМЭСХ, 2005, с 112-130

10 Соловейчик А А Определение параметров ротационной почвообрабатывающей машины, совмещающей функции движителя мобильного агрегата - Экология и сельскохозяйственная техника Том 1 Материалы 4-й МНТК -СПб СЗНИИМЭСХ, 2005, с 143-154

11 Программный модуль «Оптимизация состава машинно-тракторного парка и распределение агрегатов по видам работ» - Каталог научно-технической продукции, п 8 12 - Министерство сельского хозяйства РФ, Российская академия сельскохозяйственных наук -М 2005

Компьютерные программы, зарегистрированные в ВНТИЦ

12 Соловейчик А А, Павлов С А, Шевцов В Г Построение многофакторных регрессионных моделей звеньев МТА методом Брандона (2001г, per № 50200100461)

13 Соловейчик А А Расчет кинематики почвенной фрезы с горизонтальной осью вращения (2006г, per № 50200601888)

14 Соловейчик А А Энергосиловой анализ почвенной фрезы с горизонтальной осью вращения (2006г, per № 50200602097)

15 Соловейчик А А , Шевцов В Г Прогнозирование тягово-энергетических характеристик трактора на основе использования инвариантов подобия -(2006г, per №010343156320)

16 Соловейчик А А , Шевцов В Г Загрузка двигателя и режимы работы МТА с переменной массой и автоматическим ВОМ» (2006г per № 50200601885)

Редакциоино-издательский отдел ГНУ ВИМ

Подписано к печати 09 04 07 Форм бум 60x90 1/16 Объем 1,62 п л Заказ №45 Тираж 100 экз

Типография ГНУ ВИМ 109428 Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Введение.

Глава 1. Состояние проблемы и задачи исследования.

1.1. Совмещение функций рабочего органа и движителя как фактор повышения энергонасыщенности, экологической безопасности машинно-тракторных агрегатов и снижения энергозатрат.

1.2. Анализ исследований по созданию почвообрабатывающих агрегатов с рабочими органами-движителями и аспекты их рационального построения.

1.3 Анализ методов тягово-энергетического расчёта машинно -тракторных агрегатов с приводом рабочих органов от вала отбора мощности.

1.4. Объект и задачи исследования.

Глава 2. Экспериментально-статистическое описание рабочих процессов машинно-тракторного агрегата и его подсистем

2.1. Построение регрессионных уравнений сложных объектов методом ортогонализации по результатам пассивного эксперимента.

2.2. Эмпирическая модель влияния затрат мощности на рыхление почвы пассивными рабочими органами перед ротором фрезы на снижение мощности её привода через ВОМ.

Глава 3. Кинематический и энергосиловой анализ процессов функционирования почвенной фрезы-движителя.

3.1. Характеристики удельного сопротивления почвы при её обработке активными и пассивными рабочими органами.

3.2. Кинематика и элементы технологического процесса.

3.3. Расчёт толщины стружки при лобовом и боковом резании почвы элементами Г-образного ножа.

3.4. Потребляемая мощность и движущая сила ротора фрезы.

Глава 4. Математические модели элементов и подсистем трактора.

4.1. Двигатель-трансмиссия.

4.2. Одиночное пневматическое колесо.

4.3. Многоприводная ходовая система и мощность двигателя, передаваемая через трансмиссию.

4.4 Оценка тягово-энергетических характеристик трактора по безразмерным параметрам подобия.

Глава 5. Тягово-энергетический расчет МТА.

5.1. Схема реализации мощности двигателя трактора тягово-энергетической концепции.

5.2. Оценка силовых и энергетических характеристик почвообрабатывающих МТА с различными технологическими схемами их реализации.

5.2.1 Определение нормальных реакций почвы на опорные колеса МТА.

5.2.2 Расчет тягово-приводных агрегатов с активными рабочими органами нейтрального и тормозящего типа.

5.2.3 Расчет тяговых характеристик трактора с отбором мощности через ВОМ.

5.2.4 Расчет тягово-приводных агрегатов с активными рабочими органами - движителями (РОД).

5.2.5 Тяговые характеристики трактора с фрезерно-колёсным движителем.

Глава 6. Эксплуатационная и энергетическая эффективность агрегатов на операциях основной и предпосевной обработки почвы.

6.1. Удельная работа лемешного и ротационного плугов и энергоёмкость пахотных агрегатов на их базе.

6.2. Производительность и погектарный расход топлива агрегатов в основное время смены.

6.3 Эксплуатационно-технологические показатели агрегатов.

6.4. Полные удельные энергетические затраты на выполнение технологического процесса.

Одним из главных направлений повышения энерговооруженности механизированных процессов растениеводства является увеличение единичных мощностей тракторов.

Большинство мобильных процессов в сельском хозяйстве выполняется системой «трактор - рабочая машина» пока ещё по принципу тяги. При развитии тракторов тяговой концепции, увеличение мощности двигателя должно сопровождаться одновременным увеличением его веса или рабочей скорости, или ростом обоих параметров. За последние 50 лет предельные значения единичных мощностей колесных тракторов, эксплуатируемых в мире, возросли с 50л.с. до 500л.с. с одновременным увеличением рабочих скоростей с 6.7 км/ч до 9.15км/ч, массы - с 3500кг до 18000кг.

За это время движитель принципиальных изменений не претерпел. Так, в случае колёсного движителя, коэффициент использования сцепного веса трактора при допустимом буксовании по-прежнему составляет ~ 0,35. .0,50.

Улучшение сцепления движителей тракторов с почвой посредством навешивания дополнительных грузов (балластирование), заливки внутренней полости шин водой, использования гидравлических догружателей ведущих колес, а также применение других способов не решают коренным образом проблему полной загрузки двигателей энергонасыщенных тракторов.

Пассивное сопротивление рабочих органов, перемещающихся в почве, требует наличия соответственного сцепного веса, приходящегося на движители трактора. Удельный вес трактора в машинно-тракторном агрегате (МТА) составляет по массе около 70%, а по цене - 80%. С ростом мощности трактора наблюдается устойчивая тенденция к росту материалоёмкости как трактора, так и агрегата в целом. Вместе с тем, важнейшим фактором снижения затрат в производстве и эксплуатации агрегатов в условиях возрастающего дефицита ресурсов является материалоемкость машин - расход материальных ресурсов на изготовление, эксплуатацию и ремонт машин.

Реализация значительных тяговых усилий, необходимых при выполнении энергоемких операций механической обработки почвы (например, вспашки отвальными плугами), сопровождается значительным буксованием движителей, особенно колесных, так как зона максимального тягового КПД трактора соответствует зоне высокого буксования ходовой системы. Значительное буксование движителей вызывает перерасход топлива, приводит к разрушению естественной структуры почвы, быстрому износу шин, а также к выбросу в атмосферу вредных веществ в виде резиновой пыли.

При неизменных рабочих органах сельскохозяйственных орудий по мере роста рабочих скоростей увеличивается их сопротивление, что приводит к необходимости уменьшения ширины захвата или работе на пониженных передачах с неполной загрузкой двигателя и повышенном буксовании движителей. Увеличение рабочих скоростей во многих случаях ограничивается условиями движения, агротехническими требованиями, физиологическими возможностями обслуживающего персонала.

Таким образом, возможности повышения энергонасыщенности агрегатов тяговой концепции почти исчерпаны, что предопределяет поиск других направлений повышения энергонасыщенности МТА. При этом на первое место ставится комплекс мер по снижению массы машин и совершенствованию ходовых систем, в том числе движителей.

Надо отметить что, работы по созданию новых типов движителей, например шагающих, ведутся давно, однако их результаты широкого практического приложения пока не нашли.

Перечисленные противоречия и трудности в реализации мощности двигателей энергонасыщенных тракторов привели к мысли многих исследователей о необходимости применения такого способа передачи энергии от двигателя к исполнительным рабочим органам, который позволил бы миновать или разгрузить узкое звено в цепи передачи энергии «движители-почва». В этом случае загрузку двигателей можно производить как посредством увеличения скорости движения там, где это можно по условиям движения, так и за счет увеличения ширины захвата агрегатов или использования комбинированных агрегатов.

Известно направление исследований по созданию мобильных агрегатов тягово-энергетической концепции, при котором противоречие между необходимостью снижения веса трактора и сохранением его тягово-сцепных свойств устраняется за счёт использования в качестве сцепного всего веса агрегата, включая технологическую часть, оснащённую ведущими колёсами, приводимыми от системы отбора мощности трактора. Данное направление, решая задачу повышения энергонасыщенности мобильного агрегата, связано с определёнными его усложнениями.

Наряду с этим имеется возможность радикального повышения энергонасыщенности мобильных агрегатов за счёт передачи части мощности двигателя непосредственно к рабочим органам сельскохозяйственных машин. При этом рабочие органы, приводимые от двигателя с помощью механических, гидравлических или других передач, называются активными, в отличие от пассивных, поступательно движущимися вместе с агрегатом.

У машинных агрегатов с активными рабочими органами передача энергии осуществляется двумя потоками, один из которых минует ходовую систему трактора. Активные рабочие органы, у которых реакции почвы направлены в сторону движения агрегата, и, таким образом, помимо технологических выполняют еще и функции движителей, проф. В.И. Медведев предложил называть «рабочими органами-движителями» (РОД) [63].

Настоящая работа посвящена исследованию эксплуатационных и энергетических показателей машинно-тракторных агрегатов с рабочими органами-движителями, выбору технологических схем их работы и рациональных параметров агрегатирования машин с тракторами тягово-энергетической концепции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанное компьютерное обеспечение основных этапов функционального проектирования тягово-приводных МТА позволяет оперативно, с учётом широкого набора факторов, характеризующих агротехнические требования и особенности технологических схем построения агрегатов, проводить исследования по определению показателей и оптимизации параметров машинно-тракторных агрегатов до изготовления машин в металле.

2. Работа привода почвенной фрезы и средняя величина её движущей силы определены путём интегрирования по углу поворота ротора сил сопротивления крыла и стойки. Это позволило получить сопоставимые результаты при сравнении показателей работы агрегатов с ротационной машиной и лемешным плугом на основе задания эталонного сопротивления почвы.

3. Реализация машинно-тракторных агрегатов с совмещением функций рабочего органа и движителя наиболее эффективна при использовании разновидности почвенной фрезы - ротационного плуга, обеспечивающего высокое качество обработки почвы при сравнительно низкой, с другими типами фрез, энергоёмкости технологического процесса.

4. Разработан общий метод расчета режимов работы агрегатов на базе тракторов тягово-энергетической концепции с полноприводной колёсной ходовой системой с учётом различных технологических схем передачи энергии двигателя к активным рабочим органам нейтрального, тормозящего и толкающего действия.

На основе применения метода, учитывающего взаимное расположение активных и пассивных рабочих органов по ходу агрегата, установлено, что наибольший эффект совмещения функций рабочей машины и движителя достигается при работе ротационного плуга в составе комбинированного агрегата, когда его движущая сила используется непосредственно для тяги сельхозмашин, не имеющих контакта с почвой впереди ротора.

5. Разработанный метод построения регрессионных моделей по результатам пассивного эксперимента позволяет находить независимые оценки параметров эмпирических уравнений и адекватно интерпретировать полученные зависимости.

Установлена эмпирическая зависимость между энергозатратами на рыхление почвы пассивными рабочими органами перед ротором и снижением энергозатрат на привод ротационных ножей при различных значениях поступательной скорости агрегата. При скорости агрегата 1,5 м/с мощность, затраченная на рыхление, компенсируется её снижением на привод ротора. При уменьшении скорости энергетическая эффективность рыхления повышается, а при увеличении - снижается.

6. Расположение ротационного плуга на месте заднего съемного моста трактора повышает производительность однооперационного агрегата для ротационной вспашки на 3.5% по сравнению с традиционным агрегатированием на навесное устройство. В комбинированном агрегате такая компоновка практически не имеет преимуществ, что, учитывая существенное усложнение конструкции, делает её применение нецелесообразной.

7. Для каждого типа почв, при классификации их по трудности обработки, ширина захвата ротора определяется верхней границей диапазона удельных сопротивлений.

При мощности двигателя 165 л.с., ширина захвата ротора, обеспечивающая работу комбинированного агрегата в диапазоне удельных сопротивлений 30.90 кН/м2, составляет 3 метра.

8. На основной и предпосевной обработке почвы при использовании комбинированного ротационного агрегата, выполняющего вспашку, дискование и прикатывание, прирост сменной производительности, по сравнению с совокупностью однооперационных агрегатов на базе Т-150К, составляет 35%, снижение погектарного расхода топлива - 20%, снижение полной энергоёмкости - 35%.

По сравнению с агрегатами на базе К-701 снижение погектарного расхода топлива составляет 26%, а полной энергоёмкости - 29%. В тоже время производительность ротационного агрегата, имеющего почти вдвое меньшую мощность, всего на 10% ниже.

9. Применение агрегатов на базе универсально-пропашных тракторов тя-гово-энергетической концепции с ротационным плугом-движителем позволит повысить их годовую загрузку за счет использования на высокоэнергоемких операциях, выполняемых тракторами общего назначения. При этом материалоемкость тракторного парка должна снизиться за счет частичного исключения тяжелых тракторов высоких тяговых классов.

1. Агейкин JI.C. Проходимость автомобиля. М.: Машиностроение, 1981.-232с.

2. Акимов А.П., Медведев В.И. Ротационные рабочие органы-движители. М.: Изд-во Московского открытого университета, 2004.

3. Антонов A.C. Силовые передачи колесных и гусеничных машин. JI.: Машиностроение, 1975. - 480с.

4. Антонов A.C. Комплексные силовые передачи: Теория силового потока и расчет передающих систем. Л.: Машиностроение, 1984. - 496с.

5. Барам Х.Г. Научные основы технического нормирования механизированных полевых работ. М., Колос, 1970. -440с.

6. Барский И.Б., Анилович В.Я., Кутьков Г.М. Динамика трактора. М.: Машиностроение, 1973.-280с.

7. Беляев В.И. Нагрузки, действующие на рабочий орган движителя рых-лителя.//Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 5, 1984. с.19-22.

8. Болтинский В.Н. Научные основы повышения рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов//Труды ВИМ, 1974, т. т.66. М.: 1976. с.5-33.

9. Борисов В.Н. Пути повышения устойчивости хода почвообрабатывающих фрез. Материалы НТС ВИСХОМ, вып. 27. М.: ОНТИ, 1970, с.483-489.

10. Бурченко П.Н., Сизов O.A., Гришин М.Д., Скакун В.А. Выбор и обоснование рационального режима работы самоходного реактивного пахотного агрегата/Труды ВИМ, т. 71, 1976. с.134-141.

11. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. Том I: Статика и кинематика. М., Наука, 1976, 272 с.

12. Валге A.M. Обработка экспериментальных данных и моделирование динамических систем при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства. ГНУ СЗНИИМЭСХ, Санкт-Петербург, 2002 -176 с.

13. Вопросы сельскохозяйственной механики. Том XIII. ЦНИИМЭСХ Нечерноземной зоны. Мн.: Урожай, 1964. -270с.

14. Горячкин В.П. О силе тяги тракторных плугов. Собрание сочинение в 3-х томах. -М.: Колос, 1965, т. 2, с.318-368.

15. Гринчук И.М., Матяшин Ю.И. Автоматическое вычерчивание траекторий движения. Механизация и автоматизация производства, 1969, № 8, с.13-14.

16. Гринчук И.М., Матяшин Ю.И. Расчет толщины стружки почвенных фрез. Мех. и электрификация соц. сельского хозяйства, № 4,1985, с. 35-37.

17. Гуськов В.В. Оптимальные параметры сельскохозяйственных тракторов. М.:Машгиз, 1966. -196с.

18. Гуськов В.В., Ксеневич И.П. Вопросы качения, тягового и мощност-ного баланса колеса./Тракторы и сельхозмашины, № 9, 1986. с.22-25.

19. Гуськов В.В., Ксеневич И.П. О стандартизации терминов скольжения и буксования колес/тракторы и сельхозмашины, № 3, 1987.

20. Гусяцкий M.JI. Об энергетических потерях на качение и тяговом КПД колёсного движителя. -Труды ВИМ т.32, 1963. -с.257-260.

21. Далин А.Д., Павлов П.В. Ротационные грунтообрабатывающие и землеройные машины. -М.: Машгиз, 1950. -258с.

22. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1970.-476 с.

23. Дукарский О.М., Закурдаев А.Г. Статистический анализ и обработка наблюдений на ЭЦВМ «Минск-22». М.: Статистика, 1971.

24. Елизаров В.П., Кутьков Г.М., Шлуфман М.М. Исследование динамики машинно-тракторного агрегата на аналоговых вычислительных машинах. -Труды ВИМ, т.38, 1964. 158с.

25. Жук А.Ф., Покровский В.В. Энергетическая оценка рабочих органов комбинированного глубокорыхлителя. Сб. докладов XIII МНТК «Машинно-технологическое обеспечение производительности труда в растениеводстве и животноводстве», т.2, М., 2006, с.26-46.

26. Жук А.Ф., Халилов М.Б. Предпосылки снижения энергоемкости обработки почвы роторным плугом // НТБ ВИМ, М., 1991, с.3-8.

27. Завалишин Ф.С., Рубцов C.B. Новый способ обработки поч-вы//Доклады ВАСХНИЛ, 1976, № 4, с. 39-42.

28. Зангиев A.A., Шпилько A.B., Левшин А.Г. Эксплуатация машинно-тракторного парка.- М.: КолосС, 2003. 320 с.

29. Зеленин А.Н., Баловнев В.И., Керров И.П. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1975. -242с.

30. Зимелев Г.В. Теория автомобиля. М.: Машгиз, 1959.

31. Иванов В.Я., Воробьев В.И., Марченко О.С. К обоснованию параметров ножа полевой почвообрабатывающей фрезы/ Научные труды ВИМ, том 101. -М.: ВИМ, 1984, с. 43-51.

32. Инаекян С.А. Научные основы повышения эффективности почвообрабатывающих машин для предпосевной обработки почвы (монография). М.: НПОВИСХОМ, 1992.-116с.

33. Ицкович Э.Л. Статистические методы при автоматизации производства.-М.-Л.: Энергия, 1964.-192с.

34. Кабаков Н.С., Джавадов Р.Д. Определение горизонтальной составляющей реакции фрезерного рабочего органа//Труды ВИМ, т. 71,1976. с.37-45.

35. Казаков Ю.Ф. Обоснование типоразмерного ряда ротационных почвообрабатывающих органов на базе дернинного бороздовскрывателя с эллиптическими лопастями. Автореферат докт. диссертации, Чувашская гос. сельскохозяйственная академия. Чебоксары, 2004. -44с.

36. Канарев Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия. -М.: Машиностроение, 983. -142с.

37. Канев Н.Ф. Механика почвообрабатывающей фрезы. М.: ВНИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства, 1957. -46с.

38. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, ФМ, 1977. 832с.

39. Ксеневич И.П., Гоберман В.А., Гоберман Л.А. Наземные тягово-транспортные системы. Энциклопедия в 3 томах / Под ред. И.П. Ксеневича.

40. Том 1. Введение в теорию и методологию исследования наземных тягово-транспортных систем.- М: Машиностроение, 2003.-744с.

41. Ксеневич И.П. О движении информации, энергии и массы в жизненном цикле артефактов/Приводная техника №4, 2004, с. 2-11; №5, 2004, с. 2-11; №6,2006, с. 2-23.

42. Ксеневич И.П., Соловейчик A.A., Орлов Н.М., Шевцов В.Г. Экологические и ресурсоосберегающие аспекты создания машинно-тракторных агрегатов с совмещением функций рабочей машины и движителей/ТПриводная техника, № 2,2005, с.14-26.

43. Ксеневич И.П. Стратегия развития сельскохозяйственных тракторов: Проблемы теории и прикладной механики//Приводная техника, № 6, 2003, с.2-14.

44. Ксеневич И.П. Экологическая безопасность сельскохозяйственной техники в полном жизненном цикле // Приводная техника №2,2000, с. 4-11.

45. Кудрявцев Б.М. Статистические методы исследования в практике. -Изд. Казанского университета, 1979. 88с.

46. Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства.-М.: КолосС, 2004.-504 с.

47. Левшин А.Г. К методике моделирования рабочего процесса комбинированного почвообрабатывающего агрегата./Труды МИИСП, т. XV, вып. 3, 1979, с.125-128.

48. Лукьянов А.Д. Определение высоты ножа почвообрабатывающих фрез. Тракторы и сельхозмашины, № 6, 1973. с.21-22.

49. Лучинский Н.Н. О качении колеса /Тракторы и сельхозмашины, № 8,1987.

50. Львов Е.Д. Теория трактора. М.: Машгиз, 1960. 252с.

51. Марченко О.С. Воробьев В.И. Обоснование параметров тягово-приводного агрегата на базе универсального энергосредства «Полесье» и плуга ротационного с чизельными рабочими органами/ Научные труды ВИМ, том 145 М.: ВИМ, 2003, с. 114-132.

52. Матяшин Ю.И. Разработка технологических и технических характеристик и создание комплекса ротационных машин для поверхностной обработки почвы. Дисс. на соискание уч. степени докт. технических наук, М.: ВИМ. 1994.-284с.

53. Матяшин Ю.И., Гринчук И.М. Обоснование угла установки Г-образных ножей почвенных фрез. Тракторы и сельхозмашины, № 9, 1984, с. 17-19. есть

54. Матяшин Ю.Н., Гринчук Н.И., Егоров Г.М. Расчет и проектирование ротационных почвообрабатывающих машин. М.: Агропромиздат, 1988.-176 с.

55. Машиностроение. Энциклопедия. Том ГУ-16. Сельскохозяйственные машины и оборудование/ Под. ред. И.П. Ксеневича. М.: Машиностроение, 1998.-720с.

56. Машиностроение. Энциклопедия. Том ГУ-15. Колесные и гусеничные машины./Под. общ. ред. В.Ф.Платонова. М.: Машиностроение, 1997. - 688с.

57. Медведев В.И., Веденеев А.И. Лемешные плуги с активными дисковыми фрезами//Техника в сельском хозяйстве, № 11, 1968. с.76-77.

58. Медведев В.И. Энергетика машинных агрегатов с рабочими органами-движителями. Чебоксары: Чувашское книжное изд-во, 1972. - 180с.

59. Мелихов В.В. Размещение ножей на валу барабана ротационных почвообрабатывающих машин/Тракторы и сельхозмашины, № 5, 1974, с. 17-20.

60. Методика топливно-энергетической оценки производства продукции растениеводства. М.: ГНУ ВИМ Россельхозакадемии, РУНИП «РУНИП ИМСХ HAH Беларуси», 2006.

61. Мининзон В.И. Обобщенные потенциальные тяговые характеристики сельскохозяйственных тракторов на различных почвенных фонах,- Труды ВИМ, т. 45, 1968, с. 65-72.

62. Мищак М. Влияние формы и расстановки рабочих элементов ротационного рыхлителя на удельную работу агрегата.// Тракторы и сельхозмашины, № 1,2006, с.43-44.

63. Муха B.C. Многомерно-матричный подход к теории ортогональных систем полиномов векторной переменной//Весщ HAH Беларусь Сер. Ф1з.-мат. навук, № 2, 2001. -с.64-68.

64. Мышкис А.Д. Лекции по высшей математике. М., Наука, 1973. -640с.

65. Научные основы создания мобильных энерготехнологических средств (МЭС). Труды НАТИ, М.: ГОНТИ, НПО НАТИ, 1983. -1 Юс.

66. Орлов Н.М. и др. Методика обоснования и расчет оптимальных параметров машинно-тракторных агрегатов с тракторами общего назначения/Труды ВИСХОМ, вып. 82.-М.: ОНТИ, 1974. с.5-55.

67. Очков В.Ф. Mathcad 12 для студентов и инженеров. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. -528с.

68. О создании сельскохозяйственных агрегатов на основе мобильных энерготехнологических средств//Труды НАТИ, вып. 267, М.: ГОНТИ, 1979. -86с.

69. Панов И.М., Мелихов В.В. Анализ процесса оборота пластов почвы ротационными плугами. Труды ВИСХОМ, вып. 69. М.: ОНТИ, 1972, с.85-93.

70. Панов И.М., Токушев Ж.Е. Теория, конструкция и расчет ротационных почвообрабатывающих машин. Кокшетау, изд-во Кокшетауского ун-та, 2005, -314 с.

71. Панов И.М., Юзбашев В.А. Силовые характеристики рабочих органов ротационных плугов. Тракторы и сельхозмашины, № 3,1975, с. 18-20.

72. Пейсахович Б.И. Исследование влияния энергонасыщенности гусеничного трактора на технико-экономические показатели машинно-тракторных агрегатов. Канд. дисс., ВИМ, М. 1969. -200с.

73. Перспективные мобильные энергетические средства (МЭС) для сельскохозяйственного производства./ Кацыгин В.В., Горин Г.С., Зенкевич A.A. и др. Под редакцией акад. ВАСХНИЛ Севернева М.М. Минск, "Наука и техника", 1982. - 272с.

74. Петров В.А. Узловые вопросы теории качения пневматического коле-са./Тракторы и сельхозмашины, 1986, № 8, с. 18-22.

75. Петрушов В.А., Московкин В.В., Евграфов А.И. Мощностной баланс автомобиля. М.: Машиностроение, 1984. - 160с.

76. Пирковский Ю.В. Некоторые вопросы качения эластичного коле-са./Автомобильная промышленность, № 12,1965. с.26-29.

77. Поляк А .Я. Повышение рабочих скоростей машинно-тракторных аг-регатов//Научные труды ВИМ, т. 136. -М.: ВИМ, 2004. -156с.

78. Попов Г.Ф. К расчету рабочих органов почвообрабатывающих фрез. -Тракторы и сельхозмашины, № 2,1963, с. 34-36.

79. Работа автомобильной шиныЛТод ред. В.И. Кнороза, М.: Транспорт, 1976.-229с.

80. Ракитин В.И. Руководство по методам вычислений и приложения Mathcad. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. -264с.

81. Саяпин В.И. Удельные параметры гусеничных тракторов/Труды ЧИ-МЭСХ, вып.1У, 195, с. 33-59. есть

82. Свирщевский Б.С. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Сельхозгиз, 1958.-660с.

83. Скотников В.А., Мащенский A.A., Солонский A.C. Основы теории и расчета трактора и автомобиля.- М.: Агропромиздат, 1986.- 383с.

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

85. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин. М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

86. Соловейчик A.A. О применении методов планирования экспериментов для получения уравнений статики звеньев МТА. Сборник трудов ВИМ, т. 77,1977, с. 173-184.

87. Соловейчик A.A., Павлов С.А., Шевцов В.Г. Построение многофакторных регрессионных моделей звеньев МТА методом Брандона. Компьютерная программа, зарегистрированная в ГФАП (№ 50200100461 от 12.03.2001 г)

88. Соловейчик А.Г. Сменная производительность машинно-тракторных агрегатов и факторы на нее влияющие. Труды ВИМ, Т.67. М.: 1975. с.3-28.

89. Соловейчик А.Г. Динамические и эксплуатационные показатели тракторов и машинно-тракторных агрегатов при повышенных скоростях. М.: Машгиз, 1963. -60с.

90. Соловейчик А.Г. Оптимальная ширина загонки для широкозахватных агрегатов // Мех. и электр. соц. сельского хозяйства, № 4,1975, с.33-38.

91. Спирин А.П. Минимальная обработка почвы. М.: Изд-во ВИМ, 2005. -168 с.

92. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Т.2, М.: "Машиностроение", 1967. 830с.

93. Сурилов B.C. Исследование энергоёмкости работы и обоснование некоторых параметров фрезерного пропашного культиватора. Автореф. канд. дисс., Всесоюзный НИИ кормов им. В.Р. Вильямса, М., 1965.

94. Тракторы: Теория/ В.В. Гуськов, Н.Н.Велев, Ю.Е. Атаманов, Н.Ф. Бочаров, И.П. Ксеневич, Ф.С. Солонский. Под ред. В.В.Гуськова М.: Машиностроение, 1988.-376с.

95. Трепененков И.И. Эксплуатационные показатели сельскохозяйственных тракторов. М.: Машгиз, 1963. -272 с.

96. Фирсов М.М., Соловейчик A.A., Орлов Н.М. и др. Расчет показателей навесоспособности сельскохозяйственных тракторов с машинами, размещенными сзади (методические указания 23.2.20-83). М.: ВИСХОМ, 1986. -29с.

97. Халфман P.JI. Динамика. М.: Наука ФМ, 1972. -568с.

98. Херхагер М., Партолль X. Mathcad 2000: полное руководство: Пер. с нем. К.: Издательская группа BXV, 2000. -416 с.

99. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1970. -270с.

100. Чудаков Д.А. Теория трактора и автомобиля.-М.: Колос, 1972.- 472 с.

101. Чудаков Е.А. Избранные труды. Том 1. Теория автомобиля. М.: Изд. АН СССР, 1961.-464 с.

102. Шабаров A.A. Отдельные вопросы процесса равномерного качения ведущего пневматического колеса./- М.: Труды НАТИ, вып.212, 1971.

103. Шебалкин А.Е. Выбор типа и обоснование параметров дозирующих и распределяющих устройств большегрузных машин для внесения твердых органических удобрений. Канд. дисс. М.: ВИМ. 1986. -144л.

104. Шевцов В.Г. Планирование эксперимента при исследовании параметров МТА. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1973, № 6.

105. Шевцов В.Г., Марченко A.C., Иванов В .Я. О балансе мощности фрезерного машинно-тракторного агрегата. Механизация и электрификация соц. сельского хозяйства, 1981, № 8, с.

106. Шевцов В.Г., Соловейчик A.A. Алгоритмические основы и компьютерное обеспечение задачи определения режимов работы мобильных сельскохозяйственных агрегатов с учетом применения автоматического ВОМ. Ж. «Приводная техника», № 5(51), 2004. - с. 41-54.

107. Экспериментальное исследование эксплуатационных качеств тракторных колес /Б.В.Шишкин. М.: ЦБТИ Тракторосельхозмаш, 1959. - 66с.

108. Эксплуатация машинно-тракторного парка: Учебное пособие/Под общ. ред. Р.Ш. Хабатова. М.: ИНФРА-М, 1999.-208 с.

109. Юзбашев В.А. Исследования работы ротационного плуга с целью снижения его энергоемкости. Канд. дисс. Москва, ВИСХОМ, 1973. -190с.

110. Якобин Ж.Б., Рубцов С.В. Ротационный рыхлитель почвы (авт. свид. № 424516). Бюллетень изобретений, 1974, № 15.

111. Яцук Е.П., Панов И.М., Ефимов Д.Н., Марченко О.С., Черненков А.Д. Ротационные почвообрабатывающие машины. М.: Машиностроение, 1971. -256 с.

112. ГОСТ 24056-80, ГОСТ 24056-88. Методы эксплуатационно-технологической оценки машин на этапе проектирования. М.: Изд-во стандартов, 1980, 1988.

113. ГОСТ 7463-2003. Шины пневматические для тракторов и сельскохозяйственных машин. Технические условия. М.: ИПК Издательство стандартов 2004.125. 1469. Сандарт СЭВ 6711-89. Фрезы почвообрабатывающие. Общие технические требования.

114. Bernacki H. Teoría glebogryzarek.- Instylut mechanizacyi i elektryfi-kacyi rolnictwa w Warszawie. Biuletyn prac naukowo-badawczych, N2, War-szawa, 1962, 88 p.

115. Miszczak M. Analiza pracy spulchniacza obrotowego w glebie. . War-szawa: Wydawnictwo SGGW, 1998.

116. Praktische Landtechnik. 1991, № 9, s.23-25.

117. Söhne W. Einfluss von Form und Anordnung der Werkzeuge auf Antriebsmomonte von Ackcrfrasen. Gründl, d. Landtechn., N. 9, 1957, S. 696— 787.1. СПРАВКА

118. Директор по научной работедоктор техн. наук, профессс1. ОАО «ВИСХОМ»,1. М. М. Фирсов1. СПРАВКА