автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности работы однобрусных ротационных косилок путем оптимизации параметров механизма подвески режущего аппарата

На правах рукописи

ЛАПИН ВАСИЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

00305Т84^

• ■ • *.ии/

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ОДНОБРУСНЫХ РОТАЦИОННЫХ КОСИЛОК ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА ПОДВЕСКИ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА

специальность 05 20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин 2007

003057842

Работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные машины им МН Летошнева» в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Белов Валерий Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Смелик Виктор Александрович

доктор технических наук, профессор Катченков Сергей Александрович

Ведущая организация: ГНУ «Северо-Западный научно-

исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства»

Защита состоится_16 мая в 13 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д220 060 06 при ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский Государственный Аграрный Университет» по адресу 196601, г Санкт-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, д 2, СПбГАУ, корпус 2, ауд 719, факс (812) 4650505

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Санкт-Петербург ский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан « 'i » апреля 2007 года

Автореферат размещен на сайте http. // www spbgau spb ru/disser/news shtml « апреля 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета д т н , профессор

Сковородин В Я

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди факторов, влияющих на продуктивность животных по данным отечественных и зарубежных ученых на первом месте стоят корма (60-70%) Повышение продуктивности животных возможно за счет повышения качества кормов, а это в свою очередь решается через два направления - расширение ассортимента и повышения качества комбикормов, а также повышения качества кормов собственной заготовки

В частности при заготовке грубого корма (независимо от применяемой технологии) первой и основной операцией является скашивание травостоя Запаздывание со сроками уборки приводит к потерям в энергетической и протеиновой питательности кормов Для обеспечения своевременной уборки необходимо применение надежных и высокопроизводительных машин Однако предпосылок к полному решению этой проблемы пока не создано Она остается злободневной, так как имеющиеся косилки, не в полной мере качественно выполняют технологический процесс скашивания травостоя Так, в частности у ротационных косилок при выполнении технологического процесса наблюдается смятие и сгруживание почвы режущим аппаратом, чем приводит к загрязнению урожая, и угнетает корневую часть растений Например для косилки КРН-2,1, рекомендуемая инструкцией по эксплуатации нагрузка на копирующие башмаки в сумме составляет 900-1200 Н Что при собственном весе режущего аппарата 2660 Н, составляет 34-45% То есть практически половина массы режущего аппарата распределяется по копирующим элементам, а должна уравновешиваться механизмом подвески

Поэтому работа, посвященная повышению эффективности работы одно-брусных ротационных косилок, является актуальной, и имеет существенное значение для сельскохозяйственного производства

Работа выполнена в соответствии с проблемой «Создание и освоение прогрессивных технологий и технических средств для производства и переработки сельскохозяйственной продукции»

Цель работы. Повышение эффективности работы ротационной косилки путём оптимизации параметров механизма подвески режущего аппарата

Объекгг исследования. Косилка ротационная, технологический процесс ее работы

Предмет исследования. Механизм подвески режущего аппарата Методика исследований. Методика теоретических исследований базировалась на положениях, методах и законах классической механики и математики Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и полевых условиях в соответствии с существующими государственными и отраслевыми стандартами и частными методиками, как с использованием классического метода, так и теории многофакторного эксперимента Использована оригинальная методика, регистрации сигналов датчиков, разработанная автором Обработка результатов осуществлялась методами статистического анализа

Научная новизна, -математическая модель, позволяющая получить рациональную конструкцию механизма подвески режущего аппарата, - лабораторная установка для исследования механизма подвески в лабораторных условиях, - оригинальная методика регистрации исследуемых факторов с помощью контроллеров мышь (Mouse), а также программное обеспечение для их связи с ПЭВМ, -лабораторно-полевая установка, позволяющая исследовать механизм подвески режущего аппарата косилки в полевых условиях, рациональные конструкционные параметры механизма подвески, которые обеспечивают рациональную упругую характеристику

Практическая ценность. Результаты исследований послужили основой для разработки ротационной косилки с усовершенствованным механизмом подвески режущего аппарата Ее применение позволяет снизить потери урожая в нескошенном виде на 9-15%, и исключить загрязнение убираемой культуры частицами почвы

Реализация результатов исследований. Разработанное программное обеспечение зарегистрировано в официальном реестре программ для ЭВМ ФГУ ФИПС, что подтверждено свидетельством о регистраци Разработанная оригинальная методика регистрации исследуемых параметров совместно с программным обеспечением используется в НИР Брянской ГСХА, а также Брянской Лесоинженерной Академии Косилка с усовершенствованным МП прошла испытания в ЗАО «Великолукское», г Великие Луки, Псковской области, в фермерском хозяйстве «Грицково» Великолукского района, Псковской области

Апробация. Основные результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Великолукская ГСХА» (2003 2005 г г), «СПбГАУ» (2003 2006 г г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе одна из них в центральной печати Получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612081

Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений Диссертация изложена на 176 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц и 69 рисунков, 11 приложений Список использованной литературы включает 115 наименований, из них 2 на иностранном языке

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- результаты теоретического исследования параметров механизма подвески режущего аппарата ротационной косилки,

- лабораторная экспериментальная установка для исследования процесса копирования рельефа поверхности и методика применения ЭВМ в качестве регистрирующей аппаратуры,

- конструкция усовершенствованного механизма подвески режущего аппарата,

- результаты лабораторно-полевых исследований усовершенствованного варианта ротационной косилки,

- Программное обеспечение для ПЭВМ Mouse&Sound Capture Program v 1 О,

- технико-экономические показатели эффективности применения ротационной косилки с усовершенствованным механизмом подвески режущего аппарата

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, и изложены основные положения диссертации, выносимые на защиту

В первой главе проведен анализ современного состояния проблемы механизированной уборки трав, определены цель и задачи исследования

Проведенный анализ отечественной и зарубежной информации по этой проблеме свидетельствует о том, что уборка осуществляется высокопроизводительными агрегатируемыми с тракторами ротационными косилками, навешиваемыми фронтально, сбоку или сзади трактора Однако узким местом современных однобрусных ротационных косилок остается несовершенство технологического процесса копирования рельефа поля - значительная нагрузка на копирующие башмаки, и высокое значение дисперсии нагрузки

Одним из направлений достижения и поддержания рациональных параметров технологического процесса копирования рельефа поля, является поддержание результирующей нагрузки на одном уровне, независимо от перемещения режущего аппарата, во всей рабочей зоне, а также обеспечение минимума дисперсии нагрузки на копирующие башмаки, при условии безотрывности

Вопросы динамики мобильных сельскохозяйственных машин изучались Алферовым С А , Артоболевским И И , Беловым М И , Бородиным И Д , Ван-тюсовым Ю А, Василенко П М , Дмитриченко С С , Иншаковым А П ., Левце-вым А П, Лурье А Б , Нагорским И С , Пановым И М , Савельевым А П , Слав-киным В И , Судником Ю А, Шеповаловым В Д, Щенниковым В Н и рядом отечественных и зарубежных авторов

Анализ работ по исследованию динамики показал, что не накоплено еще достаточного объёма теоретических и экспериментальных исследований по динамическим характеристикам механизмов подвески (МП) ротационных однобрусных косилок В работе проф В В Белова «Анализ и синтез пружинных механизмов» созданы предпосылки и даны рекомендации для решения проблемы МП ротационных косилок, однако конкретных результатов, позволяющих получить рациональную конструкцию МП, не представлено

На основании проведенного анализа и в соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи исследования

• анализ существующих МП рабочих органов косилок,

• выполнить теоретические исследования и провести оценку основных факторов определяющих копирование рельефа поля режущим аппаратом (разработка методики для исследования факторов),

• разработать и обосновать математическую модель работы косилки, синтеза МП применительно к ПЭВМ,

• исследовать математическую модель и синтезировать рациональные параметры МП,

• обосновать и разработать экспериментальную лабораторную и лабора-торно — полевую установки,

• разработать программу и индивидуальную методику исследований программное обеспечение (ПО) для проведения исследования МП с/х машины с помощью ПЭВМ, методику работы с ПО, методику проведения лабораторных и полевых исследований с помощью ПЭВМ

• провести лабораторное и полевое исследование,

• выполнить технико-экономическую оценку применения косилки с усовершенствованным МП

Во второй главе приведены теоретические основы определения параметров МП рабочего органа

Исследование МП проводили аналитическими методами Теоретические исследования рациональных параметров МП режущего аппарата проводились на основании теории анализа и синтеза пружинных механизмов, разработанной д т н, профессором В В Беловым, применительно к ротационным однобрусным косилкам

На основании изложенного и в соответствии с поставленными задачами при теоретическом исследовании рассматривали движение режущего аппарата в продольно-вертикальной плоскости

МП режущего аппарата ротационной косилки в поперечно-вертикальной плоскости представляет собой плоский радиальный механизм (рис 1)

На механическую систему (рис 1) действуют силы извне и внутренние, развивающиеся в ее связях, и по своей природе они весьма разнообразны Колебательный процесс, в частности, вызывается восстанавливающей силой, которой чаще всего становится сила упругости пружин при определенных соотношениях звеньев Решение этих задач возможно при всестороннем изучении характеристик каждой из действующих сил на МП и их результирующей

Обеспечение характеристики, близкой к требуемой по минимуму разности двух функций (минимуму дисперсий), возможно при максимальном сближении функций в соответствии с теорией функций наименее отклоняющихся от нуля

Рассмотрим равновесие МП с приложенными к нему силами в статике с учетом конструктивного расположения деталей и устройств, показанных на рис 1

Как показали исследования, наилучшим способом изучения основных характеристик является составление моментов сил относительно шарнира подвеса (на рис 1 - т О) Во внимание примем две группы сил силу растяжения пружины (Гпг,) и противодействующую - вес режущего аппарата (mg) Используя представленную расчетную схему (рис 1), определим момент сил пружины

МПР=ГПР ¿2 зтр, (1)

где ¥ПР ~{Н-Нс)С - сила пружины, приложенная к рычагу ВО, Н, Н - длина пружины в деформированном положении (текущая длина), м

Момент сил пружины определим, выразив из треугольника ДООВ (рис 1) угол ¡3

IJ - длина звена OD, отрезок рамы ограниченный шарниром крепления двуплечего рычага на раме и точкой крепления пружины к раме, м, 12 - длина звена ОВ , характеризующая длину рычага приложения силы пружины, м, (3 - длина рычага ( ОС,) приложения внешней нагрузки, (X - угол, характеризующий положение основания механизма подвески относительно горизонтали, град, Р - угол между осями рычага ВО и пружиной, град, ф - угол, характеризующий положение звена ОС относительно горизонтали, град, У - угол между плечами двуплечего рычага, град, в - угол DOB, характеризующий текущее положение рычага приложения силы пружины относительно рамы, град, Нс - приведенная длина пружины

в свободном положении, м, С - жесткость пружины, НУм, А - регулировка натяжения пружины, мм

ix £z smeUe\+i\-2 £х е2 cose-Hc) С

Мт =----(2)

и 12 cose

Зависимость (2) упругой характеристики учитывает все параметры МП режущего аппарата, влияющие на момент сил пружины

Также, в соответствии с рис 1, определим момент силы внешнего воздействия от массы рабочего органа

мро ~т S ¿з cos9 (3)

Характер изменения функций М^ = /(в), МРО = f{cp) зависит от параметров МП режущего аппарата т, 12,1Ъ, Нс, С, а, в,, у, <р, (рис 1)

Хорошее приближение двух функций возможно лишь в зоне точки касания функций Для обеспечения постоянства (стабильности) нагрузки следует добиться хорошего приближения в рабочей зоне хода двуплечего рычага МП <рн < <р < (рк, <рн и (рк - начальное и конечное положение рычага ОС, соответственно в рабочей зоне хода исполнительного рабочего органа, град (на рис 1 соответственно рычаг ОСн и ОСк)

В качестве отклонения функции <р(х) (расстояние между функциями) в рабочей зоне <ря <(р <<рк следует взять наибольшую из разностей значений функций, т е

S(MPO,MnP) = max \М ро (<р) - М ПР (<р)\ (4)

Итак, имея задачу приближения функций в промежутке (рн <ср<(рк, кривую МР0 = f{<p) с помощью другой функции МПР = f((p), требуется подобрать оптимальные параметры МП таким образом, чтобы выполнилось условие

max \Мр0((р)-МПР(<р)\]л

max \RP0{(p)-R,((p)\

—> min

(5)

где RP0 - нагрузка на копирующий элемент, R, - приведенная результирующая нагрузка на рычаг подвешивания рабочего органа, как внешней нагрузки, так и силы пружины

Выражение (5) показывает степень изменения результирующей приведенной силы от воздействия двух сил Усилие действия на копирующий элемент в данном случае оценивается разницей моментов сил пружины и внешней нагрузки, приведенных к выходному звену ОСх

Результирующее усилие на выходном звене можно определить по выражению

_МРО-МПР

к\ - —- (6)

1Ъ coscp '

Если Л, будет стремиться к минимуму Rx —> 0, то будет обеспечена стабильность нагрузки Совмещение точек экстремума по теории функций наименее уклоняющихся от нуля позволяет поддерживать минимальное значение Ry

После проведенных математических преобразований получили следующую зависимость

R^mS-{4i\+e\-2iii1coS{9J±cp)-Hc)x-С/' \ "<вэ±<?) (7)

£3cos<p +Г2 -2V2cos(0j ±<Р) При теоретических исследованиях МП режущего аппарата ротационной косилки (рис 1), как видно из формулы (7), основное влияние на результирующую нагрузку на исполнительном устройстве оказывают £1,£2,£1 ,(р,в,С,Нс , которые являются основными параметрами конструкции пружинного механизма подвески и самой пружины

На рис 2 представлена параметрическая модель, на которой объектом исследования является МП режущего аппарата с упругим звеном, а входными параметрами - конструктивные параметры МП Выбор параметров оптимизации, проведенный в диссертационной работе, осуществляли по параметрической модели (рис 2)

Рис 2 Параметрическая модель режущего аппарата ротационной косилки

В силу вышеизложенного оптимизируемым параметрами оказываются угол 0,¿2,1 х,у Рассмотренные параметры относятся к конкретной конструкции ротационной косилки В качестве критерия оценки оптимизируемых параметров МП режущего аппарата примем взаимное расположение двух моментов, действующих на него момента сил от действия пружины М ПР , момента сил от действия рабочего органа МРО, и дисперсию результирующей нагрузки К, в рабочей зоне хода (рн <<р<<рк исполнительного устройства

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» представлена программа и изложены методики экспериментальных исследований, методики их проведения и обработки полученных данных Также приведены описание экспериментальной установки, частных методик обработки и оценки точности полученных результатов, организации проведения отдельных этапов исследований

Для исследования процесса копирования и факторов, влияющих на этот процесс в лабораторных условиях, совместно с инженером В А Ружьевым разработана экспериментальная установка (рис 3) и методика проведения исследований

Предлагаемая методика позволяет исследовать процесс копирования рельефа поверхности (на разных поверхностях, с разным коэффициентом трения) и выявить основные факторы, закономерности изменения тягового усилия, действующего на МП (характер действия силы), обосновать оптимальные параметры МП, повышающие качественные показатели работы ротационной косил-

ки Методика направлена на усовершенствование системы копирования рельефа поля рабочими органами ротационной косилки, обеспечивающую надежность технологического процесса скашивания в реальных условиях эксплуатации

Смонтированные на экспериментальной установке датчики позволяют во время движения копирующего элемента регистрировать высоту изменения рельефа исследуемой поверхности, тяговое усилие, действующее на МП, возникающие во время движения копирующего элемента по неровностям поверхности

На лабораторной установке (рис 3) предложена и опробована идея использования датчиков в виде компьютерных оптических мышей в качестве датчиков перемещения (сигнал, поступающий на контроллер, преобразует угловое перемещение рычага четырехзвенного механизма из-за изменения высоты рельефа поверхности, в кривую, которая графически представляет рельеф исследуемой поверхности на мониторе ПК) Сила, возникающая в шарнирах механизма подвески при движении копирующего элемента по неровностям поверхности, регистрируется датчиком тягового усилия Регистрация контроллером данного перемещения, возникающего из-за изменения величины усилия, при компьютерной программной обработке полученных данных на ПК позволяет судить о значении тягового сопротивления

Оригинальное программное обеспечение для опроса компьютерных оптических датчиков и регистрации сигналов с них, разработано автором совместно с инженером В А Терехом

В четвертой главе представлены результаты лабораторных и полевых исследований и их анализ методами математического планирования эксперимента с применением современных компьютерных программ для обработки результатов (рис.4).

пройденный путь

Рис. 4. Исследование четырехзвенного механизма подвески при прямом (кривая /) и обратном (припая 2) коде (угол рычагов 33 1рад.): 3 - показания датчика перемещений копирующего элемента по -поверхности

Для математического анализа полученных кривых, используется сравнение условных работ. Графически, работа, затрачиваемая на перемещение МП при принятом угле <Р, отображается как плошадь, ограниченная кривой и осью абсцисс.

Результат вычисления работ, совершённых при перемещении МП, при прямом и обратном ходах, представлен графически на рис. 5. Работы, совер-отемые при перемещении МП при обратном ходе, превышают значения работ при прямом ходе. С полной уверенностью, можно сделать вывод о том. что при обратном ходе, тяговое сопротивление также является большим, чей при прямом, что подтверждается теоретическими положениями.

Рис. 5. Условные значения работ по перемещению механизма подвески при различных углах (р

Анализ результатов по использованию лабораторной экспериментальной установки для исследования процесса копирования рельефа поверхности и параметров МП позволил сделать некоторые выводы:

- при теоретических исследованиях МП следует уделять особое внимание рабочей зоне хода исполнительного органа, в зависимости от назначения механизма подвески;

- величина силы приведенной к копирующему элементу зависит от поступательной скорости движения, коэффициента трения об исследуемую поверхность и изменения высоты рельефа поверхности.

Поверхности отклика поясняющие влияние этих факторов на величину тягового усилия представлены на рис. 6

у = 85,5 - 6,88*, +11,63*, + 3,12*,*,

У = 36,43-5,44*, -5,65*г + 0,23*,*,

а

у = 43,01 + 5,23*, +24,5!.if г +6,28*,*;

в г

Рис. 6. Зависимость тягового сопротивления МП от факторов: а) копирующий каток, обратный ход; б) копирующий каток прямой ход; в)копирующая лыжа обратный хол; г) копирующая лыжа прямой ход.

у = 123,75 + 20,87*, -13,54.^-14,34*,*, it« ¡л

В базовом варианте, МП является статически неопределимой системой. Анализ теоретических и экспериментальных исследований, с помощью математической модели на ПЭВМ, позволил создать МП режущего аппарата ротационной косилки принципиально другой конструкции (рис. 7). Так, снижено влияние МП друг на друга за счёт чёткого разделения на внешний и внутренний МП. Усовершенствованный МП как для внешнего, так и для внутреннего копирующего башмаков, должен иметь пружины отличающиеся от базового варианта по типоразмеру, а также измененное положение точек крепления пружин на раме машины (рис.7).

внешнего МП

а

Рис. 7, Усовершенствованный вариант МП режущего аппарата ротационной косилки КРН-2,1: а - общий вид; б - схема расположения пружин

На рис 8 представлена упругая характеристика исследованных вариантов

МП

Нагрузка на почву копирующего элемента (рис 8) не превышает допустимую (500 Н) и имеет минимальную дисперсию значений в рабочей зоне хода, изменение нагрузки Л] в рабочей зоне (<ршч = 11° -<рш, = -16°) не более 90 Н для внутреннего МП, и 1 ЮН для внешнего

Анализируя кривые (рис 8а, б), можно отметить, что усовершенствованный на основе результатов исследований МП позволил снизить нагрузку на копирующий элемент Основные показатели результирующей нагрузки для КРН-2,1А, КРН-2ДМ и усовершенствованного вариантов МП режущего бруса представлены в табл 1

Перемещение режущего перемещение режущего бруса, мм

бруса,мм

а б

Рис 8 Упругая характеристика МП режущего аппарата а -внешний МП, б -внутренний МП

Таблица 1

Основные показатели результирующей нагрузки для КРН-2,1 А, КРН-2,1М _и усовершенствованного вариантов МП режущего бруса_

Показатель, результирующей нагрузки на копирующий башмак. Н КРН-2.1А КРН-2,1 М усове ршенств

внешний внутренний внешний внутренний внешний внутренний

минимальное значение 550 220 250 1400 400 400

максимальное значение 1020 1620 550 2670 490 510

среднее значение 852 1160 728 2303 454 470

перепад 470 1400 478 1270 90 110

Для оценки эффективности работы усовершенствованного МП режущего аппарата, была проведена эксплуатационная проверка базовой ротационной косилки КРН-2ДА и ее усовершенствованного варианта (табл 2)

Среднее значение нагрузки для усовершенствованного варианта составляет 5,97 Н (6,57 Н для внутреннего МП) Для базового варианта нагрузка составила 12,5 Н (23,3 Н), что почти в 2 раза (для внутреннего в 4) превышает значения полученные для усовершенствованного варианта Дисперсия нагрузки для усовершенствованного образца практически во столько же раз меньше дисперсии нагрузки для базового варианта Это говорит о том, что нагрузки, действующие на копирующие башмаки, были снижены в усовершенствованном варианте, и ее колебания снижены по сравнению с базовым вариантом

Таблица 2

Основные показатели лабораторно-полевых исследований

Параметр усилие перемещение

усовершен базовый усовершен базовый

внешн МП внутр МП внешн МП внутр МП внешн МП внутр МП внешн МП внутр МП

Среднее 5 97 6 57 12 53 23 28 148 86 139 93 0 69 20 22

Ст ошибка 0,04 0 05 0,09 0,17 1,69 1,59 0 01 0,23

Ст отклон 6 29 6,92 13,21 24,53 147,67 138,81 0,69 20 06

Дисперсия 39 56 47 87 174 47 601 74 21806 01 19267 79 0 47 402 36

Интервал 147 161 7 308 7 573 3 423 397,62 1 97 57 46

Минимум 0 0 0 0 -42 -358 14 -1,77 51,75

Максимум 147 161 7 308 7 573 3 381 39 48 0 20 5 71

Сумма 119365 131301,5 250666 5 465523,5 1134193 1066141,4 5275,32 154066,7

Счет 20000 20000 20000 20000 7619 7619 7620 7620

Перемещение режущего бруса составило в среднем 149 мм (140 мм для внутреннего МП) в усовершенствованном варианте Для базового варианта эти значения составили соответственно 0,69 и 20,2 мм Анализ дисперсии для перемещения показывает, что в усовершенствованном варианте значения на несколько порядков превосходят аналогичные значения в базовом Это подтверждает, что в базовом варианте перемещение наблюдается слабо, тогда как в усовершенствованном образце малая дисперсия нагрузки (наряду с малым средним значением), совместно с большим значением дисперсии перемещения указывают на то, что улучшена приспособляемость режущего бруса к рельефу почвы (копирование), и снижена нагрузка на копирующие башмаки

В качестве критерия оценки работы в ходе сравнительных испытаний были приняты массовые потери заготавливаемого материала за агрегатами, наличие почвенных частиц в скашиваемой массе, почасовая и массовая производительность В ходе испытаний регистрировались рабочая скорость и время

Анализ результатов эксплуатационных испытаний двух агрегатов показывает, что при использовании усовершенствованного варианта МП режущего аппарата при работе в реальных полевых условиях, можно осуществить качественный технологический процесс по скашиванию травостоя с соблюдением технологических и агротехнических требований на заготовку грубых кормов

Результаты экспериментальных и полевых исследований подтвердили аналитические расчеты, правильность, сделанных допусков и теоретических предпосылок

В пятой главе представлена экономическая оценка эффективности использования усовершенствованного варианта косилки КРН-2,1 на основании сравнительной эксплуатационной проверки с базовой машиной

Применение машины с усовершенствованными параметрами механизма подвески режущего аппарата обеспечивает, уменьшение массовых потерь материала за агрегатом на 9-15% в виде нескошенного травостоя

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Анализ существующих вариантов МП однобрусных ротационных косилок и методов их настройки показал, что существующие рекомендации по настройке МП имеют противоречия, что зачастую приводит к нарушению АТТ при выполнении процесса скашивания

2 Теоретическими исследованиями установлено - упругая характеристика МП косилки зависит не только от жесткости пружин, но и от соотношения конструкционных параметров, что следует учитывать при проектировании и синтезе параметров МП ротационных косилок и других кормоуборочных машин

3 Математическая модель, полученная в результате теоретических исследований, совместно с программным обеспечением для ПЭВМ позволяют синтезировать МП с рациональными упругими характеристиками

4 На основе результатов исследований математической модели МП косилки, с учетом полевых условий работы и принятых жесткости блока пружин и 13 для внутреннего (внешнего) копирующего башмака 61±10 кН/м и 13=1380±69 мм (47,1 ±7,5 кН/м, 1з=800±40 мм), рациональными параметрами следует считать li^60±23 мм, 12=700±35 мм (l!=969±45 мм, 12=170±9 мм) Значение результирующей нагрузки при этом не превышает 490 Н для внешнего (500 Н для внутреннего) копирующих башмаков Перепад нагрузки во всей рабочей зоне составляет 90 Н для внешнего копирующего башмака (ИОН для внутреннего) Снижение нагрузки по сравнению с базовым вариантом составляет для внешнего МП - 45%, для внутреннего - 20% Дисперсия нагрузки снижена на 17,4% для внешнего МП (99,7% для внутреннего)

5 Разработанную методику и ПО рекомендуется использовать при проведении экспериментальных исследований МП кормоуборочных машин в лабораторных и полевых условиях, которая позволяет проводить регистрацию любых физических величин преобразованных в электрические, с частотой от 500 Гц до 44 кГц, и получать результат в виде числового массива непосредственно на ПЭВМ

6 Экспериментально-полевые исследования и эксплуатационная проверка показали преимущество косилки с усовершенствованным МП перед базовым вариантом Снижаются потери урожая в нескошенном виде на 9-15% за счет

лучшего копирования рельефа поля. Исключается попадание частиц почвы в скашиваемую массу

7 На разработанное программное обеспечение и методику его использования получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612081 Mouse&Sound Capture Program v 1 0 (by Devils) Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 15 июня 2006 г Федеральное государственное учреждение «Федеральный институт промышленной собственности Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам» (ФГУ ФИПС)

Срок окупаемости ротационной косилки с усовершенствованным МП будет зависеть от условий эксплуатации и ее производительности на конкретном сельхозучастке Срок окупаемости первоначальных затрат составит меньше одного года при планируемой годовой загрузке с -х машины 280 ч Косилка с усовершенствованным МП, прошла хозяйственные испытания в хозяйствах АОЗТ «Великолукское», г Великие Луки, Псковской обл, и фермерском хозяйстве «Грицково», Псковской обл Получены соответствующие акты

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Белов В В , Лапин В А Улучшение упругих характеристик механизма подвески косилки КРН-2,1 // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сб науч трудов - СПб , СПбГАУ, 2006 - С 41-47

2 Белов В В , Лапин В А Применение ЭВМ в научно-исследовательской работе при динамометрировании в лабораторных и полевых условиях // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сб науч трудов - СПб, СПбГАУ, 2006 - С 37-43

3 Белов В В , Ружьев В А, Лапин В А О некоторых результатах исследования механизма подвески // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сб науч трудов - СПб , СПбГАУ, 2005 -С 31-37

4 Белов В В , Ружьев В А, Лапин В А Анализ результатов экспериментальных исследований подвески параллелограммного типа // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сб науч трудов - СПб , СПбГАУ, 2005 - С 37-43

5 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612081 Mouse&Sound Capture Program v 1 0 (by Devils) Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 15 июня 2006 г Федеральное государственное учреждение «Федеральный институт промышленной собственности Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам» (ФГУ ФИПС)

6 Белов В В , Лапин В А исследование пружинного механизма подвески и уравновешивания косилки // Тракторы и сельскохозяйственные машины 2007 №4 с 45-47

Подписано в печать 13 04 2007 Бумага офсетная Формат 60/90 1/16 Печать трафаретная 1,0 уел печ л Тираж 100 экз

_Заказ №07/04/15_

Отпечатано с оригинал-макета заказчика НП «Институт техники и технологий» Санкт-Петербург - Пушкин, Академическии пр , д 31, ауд 715