автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности работы ... аппарата кормоуборочных машин путем совершенствования механизма привода

V - i

БЕЛОРУССКИ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ВАТУ)

УДК ;РЗ1.352.022-8

г/рнсвет

НЖОЛАИ ПЕТРОВИЧ

ПОЕЛШМБ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАШта РКШЕЛ) АППАРАТА ЙОЙЮУШРО'ЯШ * !ШШ ПУТЕЛ СОВЕГОЕКСТВОЕЛийЯ KHXUffi2!4A ПЙИЗОДА.

05."0.01 шхакиззцил счльско-хозяЯственного производства

Автореферат

" д'гоергащш на соаскввяе ученой стопэти

КОЯД^ЧГЯ TÍIHÍI'-Í^OHTX !Г;"

\

Работа выполнена на кафедра "Сельскохозяйственные мэзинг белорусского аграрного технического университета (БАТУ).

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Ходосевич Й.И. .

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Ловкие З.В.

.кандидат-технических наук, ведущий научиьй сотрудник Гриньков С,Г.

Омонврущая .осганиаация - НЛО "БелНИИМиЛ"

Злцлга состоится " " О&^ОуклЯ_19а5г. е■

на заседании цовата по завдте диссертаций К 120.04.2 прл Белорусской аграрном техническом университете по варесу: "Г.ОбОЙ г-.Минс*. "п. Ф.Пвтдаивы Д.9Э К1. БА1У.

С длссертаЦией иоздо ознакомиться с библиотеке Релорусокого "-грг-гм'Ч'и ч .щш'-геекого унззэрсотета.'

дослан " : .

раз

'>тс'К£| на апорс^р*? г- дьух кяплдаяуау, ч-г.ьи, -врзса.ч нанрзЕлгггь ученому 0вк{-ртар» степа • • Г.;х:|500.' г.М^нск-^П, ¡:р,,''\ Скорбны, ПМУ,

•чекии сувйто' по

Ь'ЛС; дксс°ргещ?., кандидат,;?/^'/,.

//> А- Р

' ..............Ж'Л'МЛГ-

ОБШАН ХАРАКТЕМЯТЛА РАБОТЫ

Актуальность теш диссертация. В настоящее время одним из актуальнейгах вопросов по обеспеченгю населения Республики Беларусь продуктами пптагшя является- создашш прочной кормовой Сапы для гкготасзодстза. Попсенно качества .заготавливаемого корта из трав загасит от теквпчйской иадбпиостя кормоуборочной техника,.оз прсязводятешюстя и качества работы. Одш:м из факторсз, одвякцш-яа погьег»Ш8 прсяэводктвльяоотй носилочных агрзгатов, является еод'»'1кксвоик8 в кехянаетях прявода йога per.yc.oro аппарата знача- '

к,

тельных яяернкоякух на^рузоя, которые снижают надежность и долговечность кахапивиа привода и обуславливают валекешге скоростл пскп на протяжении его хода, что скапывается на качестве среза растеняЯ. В настоякее вреня обеспечение вачостса среза растений п поЕьясняе надежности привода реяудего аппарата. стало научно-технической проблемой.

Тема диссертация посвящена ясолодовзюю привода режущего аппарата с целыэ повшгания эффеитйвностя его работы за счет введения переменного передаточного отнесения в механизм качащейся ЕОйбы я сшагеяия динамччекгях нагрузок в механизме привода. Выбор рациональных кинематических параметров рсауцего аппарата с целю обеспечения качественного среза' стеблестоя при совершенствован;::! сус;йст5у?Л"х и создании новых г.онструг.циЛ приводов рэгущях аппаратов косилочного тяпа сяпзан с рскен"0:! задач по вьгравштаякв скоростей начала'к шща росаипя и сякзеияв яиягшчбскях язгруоо» • з его деталях и узлах ,а тем с поктгением яадегяоетн и до.т-гопзчпостн привода.

В связи с излозеяиш тома диссертационной работы, налравлен-йо.1 па повнгонло офуектизностл уборКи кормов, улучшение ре-н'/сэ работы речуцего•аппарата кормоуборочных маши путем созеркзнство-воппя меяаякгая пряпода репувдго аппарата, язляатся естуольясЯ.

Связь работа с крунш/л научными программами, .. ^тешняк Те га диссертационной работа "Поешойио ефргвткзпости работа ронуаего аппарата кормоуборочных кэши пцтем соверпеяствоваиия .'-еханшма привода" утегрудена Учтм советсы института (протокол от .13 марта 1979 года, уточненная редакция теш утеергдева Учень-м сонетом укиперсятета 11 апреля 19£:3 года, протокол 4). Диссертация выполнялась и соотг,отстоян с планом научно-исследовательских работ Белорусского аграрного технического университета (Ездорусско-

га института.механизации сельского хозяйства) в разделе "Исследование' и совершенствование приводов сельскохозяйственных агрегатов" республиканской те;.ы "Кормопроизводство".

Цель и задачи исследований. Кормоуборочные машны кыеат раз-• личные механизмы привода режущего аппарата. Одним из типов приводов является механизм качающейся шайбы. Данный привод не обеспечивает качественного среза растений из-за кинематических особенностей механизма и возникаицих при этом динамических нагрузок, влиящих на качество работы ревущего аппарата, производительность .агрегата,надежность, долговечность деталей и узлов привода и всей трансмиссии. Цель» работа является разработка устройства, позво-ляхцего улучанть-качественные показатели работа, среоакаего аппарата, снигойие нагрухенности привода реэдвго аппарата механизмом ккчащейся шайбы, повышение его надежности и долговечности.

Для достижения-этой цели необходимо решить следующие задачи:

- усовершенствовать кинематические показатели работы реяуа»-го аппарата 'за счет изменения передаточного отношения присода путем использования универсального шарнира; с- проанализировать кинематику одношарнирной карданной переДани с универсальны парниром;

- определять'влияние параметров карданной передачи на кинематические характеристики движения но;;:а;

- провести анализ привода ног.а резуцего аппарата, вплетавшего унизерсальный шарнир в механизма качакцейся юайеы, его дкна\гл-ческуй нагругзшюсть и ььйрать рациональные параметры универсального шарнира; .

- разработать методику кзаашного моделирования и на ее освоил выявить Акторы, влияете- на скорость двюмшя нохса и диьазлл-чос;:у.'> кагругйнвосяг привода;

- пррвзсп. скспер^менталыые исследования усовершенствованного привода 'рсгуцого аппарата в лабораторных к полбЕих условиях, определить вяйянко параметров орлвода на качество работы реууцс-го аппарата и динамическую иагруадккость деталей привода, дать кредлоганкя по выберу рациональных параметров привода.

Научная новизна по,лучинных . р.чпультатоа. Бпершз подучи:-! канематкчйскяз зависимости работы кзрддшюа передачи с ункпор-сальньп гарниром, у которой ведущий сад расколом» под утло;л г: ведомому, а та ведущей внлкк азрквра расположи под углом к еи-дучему иалу. Усовершенствован призор рвгух-л-о аппарата махая;;;: к::; качащейгя саССм, в потороч в качества допалн:-;тел1ного вдог/.тга

введен универсальный шарнир, определены его кинематические я динамические характеристики.

Практическая значимость полученных результатов. Полученные кинематические зависимости карданной передачи с универсальны! шарниром могут использоваться при исследовании карданных передач и их проектировании. Разработанный стенд для исследования привода режущего аппарата может быть использован для испытаний разрабатываемых приводов (документация передана Бердянском1/ заводу га-ток). Результаты исследований привода режущего аппарата могут использоваться при разработке приводов режущих аппаратов кормоу-борочных машин.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- обоснование предлагаемого привода режущего аппарата;

- теоретические исследования одношарнирной карданной передачи с универсальньм шарниром, у которого ведущий вал расположен под углом к ведомому валу,'а шип ведущей вилки расположен под углом к ведущему валу;

- теоретическое исследование влияния универсального шарнира на качество выполнения процесса среза растений, кинематические и динамические параметры привода ноха механизмом качаюцейся шайбы;

- результаты моделирования динашки кормоуборочного комбайна в зависимости от параметров универсального варнира;

- результаты экспериментальных исследований усовершенствованного привода режущего аппарата жатки для высокостебельных культур, влияние универсального шарнира На качество технологического процесса среза растений н дннамическуп нагруженность' привода;

- результаты хозяйственных испытаний работы кормоуборочного агрегата с усовершенствованным приводом а сравнении с серийньм;

- экономическая эффективность предлагаемой конструкции привода реауцего аппарата.

Дичный вклад соискателя. Диссертация является самостоятельной научно-исследовательской работой. Соискатель в результата теоретического анализа получил кинематические зависимости карданной передачи с универсальньм иарниром и предложил -усовершенствованный привод ноха режущего аппарата, позволящий улучшить качество среза растений и снизить динамическую нагруженность деталей и узлов привода, составил математическую модель динамической системы кормоуборочного комбайна с хаткой для уборки высокостебэльнкх культур с приводом режущего аппарата, а ¡мшащим универсальный

шарнир, определил взаимное положение механизма привода и шарнирной передачи, получил аналитические зависимости , удобные для расчетов приводов с целью снижения их нагруженности,. разработал и изготовил стенд для исследований привода режущего аппарата механизмом качающейся шайбы, экспериментально'исследовал динамические процессы в приводе, сопоставил с расчетньми данньми и дал предложения по выбору рациональных параметров шарнира, привел оценочные показатели качества работы агрегата с усовершенствованным приводом реяущего аппарата.

• Апробация результатов диссертации. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях "XLV научно-производственная конференция профессорско-преподавательского • состава и аспирантов" (Ташкент, ТИИИМЭСХ, 1986г.), "Научно-практическая конференция "Пути повышения технического уровня и надежности кормоуборочной техники" (ПО Томсель-маш", г.Гомель, 198Бг.), "Научно-производственная конференция по итогам НИР за 1985г. (БСХА, г,Горни, 1983г.}, Закавказская научно-практическая конференция (АрмСХИ, г.Ереван, 1986г.), "Научно-теоретическая конференция по итогам научно-исследовательской работы за 1987г.(Каменец - подольский СХИ,.г.Каменец - Подольский, 1988Г).

Опубликованность результатов. Основные положения диссертационной работа изложены в 2 статьях в научных сборниках и ау риалах, 1 авторском свидетельстве, 2 Тезисах научных конференций, 2 информационных листках, 2 отчетах по НИР.

Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа изложена на 143 страницах, вклшавдих 64 стр. машинописного текста, 34 рисунка и 8.таблиц. Состоит из введения, общей характеристики работы, пяти глав, общих выводов, списка литературы 125 наименований, из них 4 на иностранном языке и приложения на 11 страницах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проанализированы. пути повышения производительности коршуборочных агрегатов и качества процесса среза растений за счет изменения кинематических параметров движения ножа.

Исследованиями рекуцих аппаратов И их приводов занималось большое количества, ученых, которые в своих трудах разработали теорию резания. Это такие ученые как Горячкин В.П., Карпенко А.И, Краморекко А.П., Дроздов Н.И., Босой Е.С., Кривошеев В.К., Фомин

А.И., Деревянко В.В., Ивашко A.A. и многие другие, Они з своих работах предложили основу теории резания, технологически обосновали минимальные скорости начала и конца резания, обосновали применение различных по конструкции рекуищ пар, определили взаимо-располояение режущих кромок сегментов к протяворежущих пластин пальца.

Так как кинематические и динамические характеристики движения нояа зависят от механизма привода нова, целый ряд -учоких занимались исследования.;:! механизмов приводов и их влиянием на качество работы рехуцего аппарата я динамическую нагруженность деталей привода, определили влияние динамических сил на качество работы аппарата, на увеличение производительности корМоуборочных агрегатов.

В трудах Васильева Г\Н., Мйроненко В.И,.Анапова Г.Д.,Андрю-щэяко Ю.Е. t Сазватьэга Я.С. (Коншкоаа E.H., Гриичука Н.М., Л&тош-нева М.Н., Савельева М.С,, Турбина Б.И., Дроздова Н.Й, и многих других проанализированы кинематические и динамические характеристики приводов ревущих аппаратов различного типа и их влияние на работу нога, определено аишнаа динамических нагрузок. на качество работы режущего аппарата* йа вифацяи уборочной машины, модность на привод нога. Вопросам^ определения я снижения крутильных колебаний в механизма привода ножа занимались Бойко Т.В., Сорокин

A.И., Авласенко Т.В. и Др.

Анализ рассмотренных работ позволяет сделать вывод, что улучшение реярдах аппаратов подпорного среза идет По двум направлениям:

-изучение закономерности взаимодействия пары - сегмент-растение!

-совершенствование существующих Приводных механизмов ноаа.

Анализ работ Артоболевского И.И,, Босого Е.С,, Геронимуса Е^Т., Сорокина A.A., Щэпетильнйкова В.А,, Григорьева Е.Т., Попова

B.А., Эпсва Н.В. и многих других позволяет определить задачи по уравновешивании сил инерция механизмов Приводов, обеспечиваодих полное ила частичное гаиение динамических нагрузок. Эти задача можно объединить в две самостоятельные задачи:

-уравновешивание динамически* нагрузок, дейстбущих на раму; -уравновешивание динамических нагрузок ö кинематических парах.

В работах вьшенаээанных авторов обоснованы методы уравновешивания слоаных приводных систем с использованием различных методов для сниаення нагрувэнностн деталей приводов от инерционного

момета механизма-преобразователя.

На основании трудов Бок Н.Б., Бойко Т.В., Ходосевича В.И., Авласенко Т.В. можно сделать вывод, что для получения примерно постоянной скорости движения ножа и снижения динамической нагру-женности привода, влиявдей на скорость резания,, авторы предлагавт сообщать механизму привода ножа переменнуп скорость, зависящую от угловой скорости ведущего вала привода. Эта задача реализуется введением в механизм привода дополнительного переменного передаточного отношения, позволяющего выровнять скорости ножа на участке резания и снизить динамические нагрузки деталей привода. Одним их механизмов, позволяющих получить переменное. передаточное отношение, является карданная передача. Исследованиями карданных передач занимались .Чудаков E.H., Шрейтор И., Соломенцев Н.И.,Чуч-ман Н.Г..Соболев Е.И..Ходосавич Б.И. и др.

На основании вышеизложенного и в соответствии с целыз данной работы были поставлены следующие задачи:

- усовершенствовать кинематические показатели работы режущего аппарата за счет изменения передаточного отношения привода путем .использования универсального шарнира; '

- проанализировать кинематику одношарнирной карданной передачи с универсальным шарниром;

- определить влияние параметров карданной передачи на кинематические характеристики движения ножа;

- провести анализ привода, ножа режущего аппарата, включающего универсальный шарнир в механизме качающейся шайбы, его динамическую нагруженность и выбрать рациональные параметры универсального дарнира;

- разработать методику машинного моделирования и На ее основе выявить факторы, влишсщие на скорость движения ножа и динамическую нагруженность привода;

• - провести экспериментальные исследования усовершенствованного привода режущего аппарата в лабораторных и полевых условиях, определить влияние параметров привода на качество работы режущего аппарата и динамическую нагруженность деталей привода, дать предложения по выбору рациональных параметров привода.

Бо второй главе разработана теория одношарнирной карданной передачи с наклонным шипом ведущей вилки к ведущему валу и наклоном ведущего вала к ведомому, проведен теоретический анализ на-груженкости привода режущего аппарата, определены кинематические параметры ножа и влияние на них универсального шарнира в механиз-

мз качавдейся шайбы.

Для одношарнирной карданной передачи с одним шарниром Гу::а имеет место непостоянство передаточного отношения и разности углов поворота ведущего и ведомого валов з зависимости от угла наклона ведущего вала к ведомому.

1=—-g-— .

sin ср feos ycos ф

где ф,ф1 -соответственно углы поворота ведущего и ведомого валов; у- угол наклона ведущего вала к ведомому.

Предложенная карданная передача с универсальны.! иарннрсм, представленная на рис 1., состоит из ведущего и ведомого валов, наклоненных под углом друг к другу, а иип ведущей вилки установлен под углом, нэ равным 90°, к ведущему валу.

Ркс.1.Схема универсального карпггра с наклонным сипом ваддаЗ В1ШШ.

"' Кинематические зависимости данной одпопарнкрней карданной передачи определяются выраганияя: '

sin?

tCT,=--i (3)

cosYCcosfM-tgyctru)

l+tnvctnjcosa

I----ГТл-' <4)

cosvt (coc^tqvct nú)2 + —3

eos''y

где у-угол наклона вэдуцзго вала к г.одсмсну, соотзатотзсшго

углы поворота ведущего и ведомого валов, ц- угол наклона шипа ведущей вилки к ведущему валу.

На рис.2 представлены графики изменения зависимости передаточного отношения карданной передачи с универсальные шарниром и разности углов поворота ведущего и ведомого валов передачи от угла наклона шипа ведущей вилки к ведущему валу ц и угла наклона ведущего вала к ведомому у. - .

I

«

1Д 1,2 1.0

/ И 1 /

/Д / /'

/ 3Ч'

-Оч 50 Л ц,о уле- У .

1 ( Н—

Рйс.г.Трафюси изменения зависимости 1=Г(ц,у,ср) и дср=Ф(ц.7|ф) при у=30°: 1-ц=50°; 2-ц=70°; 3-ц=80\

Из анализа графиков видно, что размах передаточного отнове-ния изменяется при большем отличии угла ц от 90" я при у»30*, ц=бО", 1тгх= 1,73. 1т1п= 0,79, разность углоз поворота ведущего и ведомого валов достигает значения ±22".

Нагружешшсть механизма привода реаущаго аппарата определяется величиной момента от сил инерции, возникающих в привода. Инерционные нагрузки влияют на качества резания и .надегность деталей привода, вызывают динамические вибрации всего агрегата в целом.

Момент от сил инерции определяется выражением:

сЯ

(5)

М. =

"Зр"

■Для существующего привода приведенный момент инерции к ведущему валу определяется выракением: '.

V

(6)

Для предлагаемого привода (рис.3) соответственно:

л

ф

(7)

где 10-собствёяный момент инерции ведущего вала; I,-момент инер-

ции колеблщихся частей привода; га -масса деталей привода, совер-иаодих поступательное движение, ф -угловая скорость вала колеба,-

Рис.З;Схема привода режущего аппарата, включащего механизм качанцайся шайбы и универсальный ыарннр:1-ведущий вал; 2-вилка колебателя; З-крестовина; 4-ведущий вал колебателя; 5-ведущая вилка шарнира; 6-пшп ведущей вилки; 7-шип ведомой вилки; 8-ведомая вилка шарнира; 9-ведоыьй вал колебателя; Ю-вилка ексцентрика; 11-эксцентрик; 12-тяга подвески; 13-ноа.

теля для существующего привода и ведущего вала' колебателя для предлагаемого привода; V -скорость ной; V -угловая скорость ве-. дущего вала; ф-угловая скорость ведомого вала колебателя для предлагаемого привода; 1| и Ц-моненг инерции деталей предлагаемого привода, соверяапдих вращательное двизеиие,!-—переда-

точное отнапение универсального шарнира,

С учетом смсщвияя ведущей вилки гарнира относительно вилки колебателя на угол з, передаточное отношение парнирз определяется выражением:

ф

А совф созу

(В)

1

В(1+1дгб ьЧП2Ф)

107 с1сц;

А-1+-

1+1в26 31Пср

Исходя из ЕШэприведенного выражения, определим момент на ведущем салу от сил инерции при сопгП, с учетом разворота вилок.

с11пр а 2 с( / и г с!1 ш г, с!1

т-агг (^-г-^п-^-г-. <9)

(¡1

Подставляя выражение (8) и выражение —щ в одракзние (9), получше:

RdA tg2ö сосф cossY с Aslncp(l+sin2ö casBcp

М.

" B(l+tgE6 sln2<?)3 l cos26

t£¡6 C0SSC?(C0E41 +tgö slncp +sincp)

, „ f(ß-2Acossy)Lßy et0i * '

B(l+tg 6 sin Ф L

x y^l+tg20 sin? +2ASln2y(COSTJI-Sln^! tg6 sincp)j | <10)

Правильно подобрав передаточное отноаение сарнпра и угол ií разворота ведущей вилки шарнира относительно вилки колебателя моаво сутдрствэнно снизить приведенный момент инерции деталей привода, так как передаточное отношение иарнира позволяет создать переменный момент инерции деталей привода, расположенных после шарнира, противоположный по направлению моменту инерции деталей привода к уравновесиванций последний, т.е. преобразует приведенный иимект инерции в примерно постоянный на определенном ходе пока, что но искэняет скорости движения Jiosa на участке резания. Результат получек расчетом на SEМ ЕС-1035.

Кинематические характеристики движения нога определяются следующий! выражениями:

Перемещение ножа:

Хн= Isircpj, (11)

где 1 - длина водила;-

tPj- угол поворота ведомого вала колебателя.

Скорость ноша:

az)

Ускорение нога определяется по формуле:

, С!ф >2 ¡Ц / ЙШ \2

' = - )+ *

с!2ф

Для расчета кинематических параметров пока была разработана программа на ПЭВМ ЕС-1840.

В третьей главе приведена методика маппшого моделирования ■ динамически* процессов, з кормоуиорочксм агрегате Т-150Я + КЯКУ-75 с гатко.1 для уборки высокостебельных культур в ¡зависимости от парояотров универсального шарнира в приводе ревущего аппзрата с цельп выбора рациональных параметров универсального гарнира, обоспечивапдих повыпенив качества технологического процесса рспания рояущги аппаратом и минимальные нагрузил в. приводе.

Методика нагслнного моделирования включала составление дина-. тчветй, математической - моделей агрегата, и исследование последней на ЭВМ.

Приведенная динамическая модель агрегата, состоящая из се«п касс, представлгиа на рис 4 , где обозначены моменты инерции пасс 11(1»1,2,.. .п), податливостой упругих ввеньев о12..,е57,двкйуг,эго ноизата а ¡.таентав сопротивления рабочих органов агрегата. . .

Уравнения движения касс' дянамачосаой I,аде да- агрегата прздетапляэтея з следующем виде:

¡V

Рис.4. Приведенная динамическая модель агрегата. IД, =с12 +к1г(Ф1-<Р2) -М=;

1Д. =с15(Ср<-ф5)+к43(ф4-415)-с56<(р5-ф6)-1(56(ф5-ф6)-с67(ф6-ср7)-

-кЕ7(<р5-ф_,)-Ма; . (14)

г , -A!cossv п г/ Ajcos2y \ tg26 sin2íp7

[vfiMr-p- cos26 *

' (l+sln2e с02гф,) ' Asín(Cj>Hj))CQS2Y / 2AG N

X-;-5-3 +1"--j- tgv Ctgn +—- X

(Wg-6 sm\)a 7 , b¿ X В 1

, tg6'CQSCp_ . , Acosy

,xi Hte26 Sinz(p, ) I ъ ' -в--

Анализ результатов моделирования показал, что углы у и и установки ведущего вала колабателя к ведомому и иипа ведущей вилки карданной передачи к ведущему валу существенно влияют на на-грукенность привода режущего аппарата. Минимальное знаЯ&ние нагрузки отмечается при у=30",ц=60" и ip=45°- угол разворота вилки колебателя Я ведущей вилки шарнира. При таких параметрах универсального шарнира получена примерно постоянная скорость нога на участке резания, причем значения скорости в начале и конце резания больше, чем у существующего привода. На ведущем валу привода размах крутящего момента снизился на 45%, на ведущем и ведомом валах колебателя - на 47 и'3956 соответственно.

В четвертой главе приведены методики лабораторных и полевых исследований, показатели качества работы рекущаго аппарата с усовершенствованным приводом, нагрукенности привода, намечен путь повышения производительности агрегата.

Качественные показатели работы ремущего аппарата к уровень .изгруаенностй рассматриваемых схьм приводов определялись в про-цоссе кошения кукурузы на силос.

При испытания регистрировались следующие параметры: крутящие но!4энти на'привод сатки, на ведущем валу привода ревущего аппарате, ведущем и ведомом валах колебателя, скорость нога. Для выполнения отого эксперимента кормоуборочный комбайн оборудовался системой датчиков и токосьшников, объединенных с осциллографом, усилителем и блоком питания в единый контрольно-измерительный комплекс.

При проведении эксперимента был реализован некомпазиционный план второго порядка для трех факторов К=3Э.

За критерий оптимизации принимались крутящие моменты на ведущем валу привода режущего аппарата, на ведущем и ведомом валах колебателя. Обработка экспериментальных исследований статистическим методом обработки позволила получить уравнения регрессии трех откликов: .

У1=39,43+6,65^+2,50Хг-1,28Х3+2,48X^+3,30Х*-2,45X^-1,9Х|;

Уг -57,63-10,19X^8,96X^2,43X5+6,25^X2+13,76X^4,31Х|+?,28Х^:

У3 =68,63-10,19X^8,59X^-2 ,.55Хз+6,25X^+12,88X^+4,18X^-7,16Х|.

Полученные уравнения изучались методом двухмерных сечений поверхностей откликов (рис.5).

Анализ двухмерных сечений поверхностей откликов показал, что максимальныа значения крутящих моментов в механизме привода возникают при у=0*, ц=90\ Ч)=-45°, а минимальные - при у=30\ ц=60', . 9=45", Результаты экспериментальных исследований ' подтверждают теоратические выкладки.

Качество выполнения технологического процесса среза растений режущим аппаратом с существующим и предлагавши приводами оценивалось сравнительным анализом высота стерни при одинаковой поступательной скорости движения уборочного агрегата и потерями от повьшшного среза в полевых условиях.

Результаты замера высоты стерни в полевых условиях, обрабо-

и Л 'Ж/ f ! у А

ч J h Г' ' 'if J

Ркс.5. Двухмерные сечения поверхностей откликов ^.Yj.^npH X3=+l,(t(!=+45°):1",2",3",4",5"-момент на ведущем залу приводя соответственно 28,32,35,40,44 Нм;1',2',3',4",5'-момент Из ведущем валу коляо-атоля соответственно ¡56,64,72,80,83 Нм;1,2,3,4-момент на ведомом валу колебателя соответственно .72,80,88,56 Ни.

танные статистическим методом, оценивались фактической средней, среднеквадратичным отклонением, коэффициентом вариации. Анализ их показал, что при работе релгущаго аппарата с усовершенствованным приводом высота среза более равномерна и снизилась на 9 мм, что - позволило уменьшить потери урожая на 5,2% в сравнении с серийным.

В пятой главе'приведены результаты экономической оценки ра. боты кормоуборочного агрегата с усовершенствованным приводом ре-Еуцего аппарата катки для уборки высокостебельных культур.

В ходе лабораторно-полевых и хозяйственных исследований было установлено, что за счет увеличения надежности привода рекущего аппарата сократилось время на текущий ремонт агрегата, улучшилось качество уборки. .

Расчет показателей экономической эффективности применении кормоуборочного комбайна с усовершенствованным приводом режущего аппарата а сравнении с серийной машиной показал, что снижение прямых затрат труда на годовой обьем уборки кукурузы составило 14,5 часов, кодовая экономия эксплуатационных затрат составила 1053 тыс.руб. 1 " ' 'о

ВЫВОДЫ

1. Качество выполнения технологического процесса среза растений ревущим аппаратом уборочной машины с возвратно-поступательным движением кона в существенной степени определяется динамикой привода регуще^о аппарата, обусловленной кинематическими особенностями движений его звеньев. Улучшение названного показателя1 достигается совершенствованием динамических характеристик привода. Нагрукенность привода и режущих пар зависит не только от силовых факторов, но и от кинематических особенностей движения механизма-преобразователя, высызащих переменные инерционный момент к момент сопротивления двимению нона. Эти моменты возрастают пропорционально квадрату угловой скорости ведущего вала.

2. Улучшение качества работы рекуцего аппарата за счет увеличения скорости- пока на участке резания, а такке снижение переменного приведенного.момента инерции к ведуцему валу привода рз-иущего аппарата достигается путем ввода б механизм качающейся шаВоы универсального шарцирй с перемошпд* передаточшд отиошеик-см, у которого водуций вал находятся под углом к ведомому,а п:;п водуцей вилки расположен.под углом к ведущему валу.

3. Анализ кинематики универсального шарнира позволил получить передаточное отношение шарнира, изменяющееся от 0,79 до 1,73, а разность углов поворота ведущего, и ведомого валов карнкрз

изменяется при этом от -22 до +22*.

4.Разработана динамическая модель кормоуборочного агрегата и программа расчета на ЭВМ, позволяющая определить влияние универсального шарнира на нагруженность трансмиссии агрегата.Снижение размаха крутящего момента на ведущем валу привода режущего аппарата по результатам расчета модели агрегата на ЭВМ составило: на ведущем валу привода -47Я, ведущем валу колебателя - 4555, ведомом валу колебателя - 39%. В результате экспериментальных исследований установлено, что ■ оптямааьгалд! для предлагаемой разработки, является следуодие параметры универсального шарнира: угол наклона . ведущего вала колебателя к ведомому — 30"; угол наклона шипа ведущей вилки шарнира , к ведущему валу колебателя - 60'! разворот ведущей вилки колебателя и ведущей вилки шарнира - 45*, при этом снижение крутящих моментов на ведущем валу привода режущего аппарата, ведущем валу колебателя и ведомом валу колебателя составляет 45£, 4156, 36« соответственно.

5.Годовая экономия эксплуатационных затрат составила 1053,81 тыс. руб, годовой доход от оборудования кормоуборочного комбайна предлагаемым приводом составил 958,02 тыс. руб, срок возврата инвестиций - 0,61 года, производительность агрегата увеличилась иа11,б%, снижение потерь аа счет улучшения качества резания достигает 5,655.

6. Результаты проведенных теоретических к экспериментальных исследований могут Сыть использованы при совершенствовании сущв-ствупдих и создании новых сельскохозяйственных машин и приводов, рабочих органов, а также при разработке стендов для ускоренных испытаний агрегатов, когда требуется получение различного характера изменения нагрузочного режима.

По тематике диссертации опубликованы следующие работы:

1.Ходосевич В.И..Гурнович Н.П. Стенд для испытаний привода режущего' аппарата /УВ& БелНИИНТИ Госплана БССР. Информационный листок. 1984.-Я154.-4с.

2.Гурнович Н.П. Влияние универсального шарнира с наклонным шипом на кинематику карданной передачи. -В кн.:Теэисы докладов Закавказской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Научные исследования молодых на службе интенсификации сельскохозяйственного производства в свете решений ХХУП сье-зда КПСС" с участием молодых учет« ведущих научных центров страны. /АрмСХИ, г.Ереван, 1986.-1с.

3.Ходосевич В.И., Гурнович Н,П. К методике выбора передаточ-

ного отношения механизма, привода режущего аппарата, включающего механизм качающейся шайбы и универсальный шарнир.-В кн.¡Механизация и электрификация сельского хозяйства. -Мн. Урадхай. 1986,-с.113-117.

4.Гурнович Н.П, Кинематика одношарнирной карданной передачи с универсальные шарниром //Бф ВНИЙТЭИ агропром. Информационный материал, -1987. » 68/11 BG-87. 4а.

5.А.С.Я1416079, МКИ А 01 D 34/26. Привод режущего аппарата /Ходасевич В.И..Кондратьев В.Н..Гурнович Н.П..Силкович Ю.Н.(СССР) -413Э257/30-1Б5 Заявл.27.10.66; Опубл.15.08.88, Бш. 30.- 2с.

• б.Ходосэвич В.И. Гурнорич Н.П. Результаты вкспершентальных исследований снижения динамической нагруиенности привода режущего аппарата., //Тезисы докладов сотрудников института и аспирантов к научно-теоретической' конференции по итогам НИР за 1987 год. ч.И.У Каменец-Подольский, 1988.-0.3?,

7,Исследование привода режущего аппарата, включающего механизм качавдейся шайбы, катки коршуборочного комбайна, анализ работы. мотовила! Отчет о НИР/ВДМСХ; Ходосевич В.И,, Гурнович Н.П., Силкович Ю.Н. к др. ГР 01870003341-, ИНВ # 0287Ô057512. • ГМИНСК, 1088,-620.

0.Исследование привода режущего аппарата, включающего механизм качавдейся шайбы, латки кормоуборочного комбайна, анализ работы мотовила! Отчет Nо НИР/ЕИМСХ; Ходосевич В.И., Гурнович Н,П., СИЛКОВИЧ Ю,Й. И .др,'-# ÎT 01870006633; ИНВ » 028800234512, -Минск, 1987.-49с.

g.Hadasievlcz V.J,.Gurnowicz N.P.«Silkovlcz J.M, Obnlzenle dynaiiijcznych obciazen v napsdach roboozych elementow raaszynowo-traktorovego agregatu ИТА.//Ыо»е techniki i technologie produlccji rolnlczej.' Materialy -na konferencje regionaina. Akagemia rolnl-cza. SzczBûin, 1988,' -S. 44-Б1.

10. Ходосевич В.И., Кондратьев В.И., Гурнович Н.П. .Силкович Ю.Н. Привод реауцего аппарата JjW. БелНИИНТИ агропром, Инфор-'мационный листок, - 1990. -« 037. -4с.

РЕЗЮМЕ

• ГУРНОВИЧ НИКОЛАИ ПЕТРОВИЧ ПОБЬШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ' РАБОТЫ. РНВДЕГО АППАРАТА КОШОУБОРОЧНЫХ ■ МАШИН- ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕХАНИЗМА ПРИВОДА ' Ключевые слова; Кормоуборочная'машина, режущий аппарат, уии-

версальный шарнир, качащаяся шайба, динамическая нагруженность.

Объектом исследования является привод режущего аппарата, разработанный на базе механизма качавдейся шайбы.

Цель работы: разработка устройства, позволяющего улучшить качественные показатели работа реяуцего аппарата, снизить нагру-йенность привода режущего аппарата механизмом качавдейся,шайбы, повысить его надежность и долговечность. ■ ,■

Для улучшения качества резания и снижения нагрукенности при- • вода реяущего аппарата механизмом качаиадйся шайбы предложена схема привода, включающая универсальный ¡гарнир, у которого ведущий вал расположен под'углом к ведомому, а шип ведущей вилки шарнира расположен под углом к ведущему 'валу. Усовершенствован привод режущего аппарата механизмом качающейся шайбы, в котором в качестве дополнительного элемента введен универсальный шарнир; определены его кинематические параметры я динамические характеристики. • ,

Опытные образцы кормоуборочных машин с усовершенствованным приводом режущего аппарата испытывалясь в хозяйствах Вилейского, ГлуСокского и Минского районов.

Область применения} организации я предприятия Минсельхозпрода Республики Беларусь.

Практическая значимость работы: применение усовершенствованного привода режущего аппарата позволяет улучшить качество реза-1ШЯ, результаты исследований'привода режущего аппарата могут быть использованы яри' разработке приводов режувда аппаратов кормоубо- ' рочных машин и исследоываниях карданных передач. •

Р Э 3 Ю М Э ГУРН0В1Ч М1КАЛАИ ПЯГРОВГЧ.

ПАМ13ННЕ МЕКТЫУНАСЦГ РАБОТЫ РЭЖУЧАГА АПАРАТА КОРМАУБОРАЧНЫХ МАШЫН ШЛЯХАМ УДАСНЛНАЛЕННЯ МЕХАНИЗМА ПйзШАДА

Ключавыя словы: кормауборачная машына, • рэжучы апарат, унЪерсальяы вартр, механизм шайбы, якая хЮтаецца, дынамхчная нагружанасць.

Аб'ектам даследавання з'яуляецца прывод рэяучага апарата на аснбве механ1зма шайбы, якая х£стаецца.

Мэта работы: распрацоука устройства, якое дазваляа палепшыць

якасныя' паказчьи! работы рэасучага апарата, зтзщъ нагружанасць прывода рэжучага апарата мехаШзмам вайбы, якая хютаецца, павысщь надзейнасць 1 даугавечнасць прызода.

Для паляпшвнйя якасц1 рэзання i знхжзння нагружанаыЦ прыво-. да ражучага- апарата мехаШзыам шайбы,, якая хитаецца; прапанавана схема прывода, што уыючае у сябе ун1версальны шарн1р, у якога вядучы вал раэмешчаны пад вуглом да вядомага вала, а шып вядучай В1лк1 шарньра размешчаш пад вуглом да вядучага вала, Удасканале-ш прывод рэжучага апарата механизмам шайбы, якая хютаецца, у яК1 у якасц! дадатковага элемента уведзены универсальны шарн!р,вызначаны яго шнематычньм параметры i дынамгчныя характа-рыстык!, -

Доследньш узоры кормауборачных машын з удасканаленым приводам рэжучага апарата даследвалЮя у гаспадарках В1лейскага, Глы-боцкага i MiHccara раенау.

Гал1на выкарыстання: арганхзацьп 1 прадпрыемствы Рзспубл1к1 Беларусь. .

Практичная значнасць работы: прымяненне удасканаленага прывода рэжучага апарата дазваляе палепшыць якасць рззання, вын!к1 даследавакняу прывода рэжучага апарата могуць йыць выкарыстаны пры распрацоуцы ярыводау рэжучых апаратау кормауборачных машын i даследаваннях карданных перадач.

SUMMARY

Gurnowltch Nikolaj Petrowitch . .Higher productivity of a forage harvester cuttrbar owing to the cutterbar drive imhrovement.

Keywords; forage harvester, cutterbar, universal joint, moving edger, dynamic' forces.

The.tesj. odject is the cutterbar drive developed on the base •of the. moving edger mechanism.

The purpose of our research is the developed mechanism being able to improve gualitative factors of the cutterbar run and the dynamic forces reduction qf the cutterbar drive owing to edger mechanism, its prolonged reliabity and durability. ;

To reduce the cutterbar drive loading and to Improve its cutting guality owing to moving edger mechanlsn the scheme of drive is giren that includes a universal joint having the driving axle at the angle to the driven axle and the driving forle tenon

at tho angalo Lo the drivon axle. Tha outtorbar drivo is improved owing to roving edger machsnism ,ln vhich the universal Joint is enrpged as srl additional alercont; its klncnatic parameters and dynamo features are daternined.

Experimental models of forage harvesters with improved drive were put to tho test on the farms of Vllajka, GluboRos• and Minsk areas.

Tho fields of use: fares and enterprises of tllnseihozprod in Republic Eolcrus.

Applied significance of. our ressarcn vork: the developed drivo of the cutterbar use enables to improve cutting guality tharofore tha obtained results of tlia cutterbar drive examination

torbar drivo design and