автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности работы рулонного пресс-подборщика путем оптимизации параметров механизма подвески подбирающего устройства

На правах рукописи

ииЗД577Э4

Ружьев Вячеслав Анатольевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ РУЛОННОГО ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА ПОДВЕСКИ ПОДБИРАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Специальность 05 20 01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - Пушкин 2007

003057794

Работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные машины им М Н Летошнева» ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет (СПбГАУ)»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Белов Валерий Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Валге Александр Мартынович

доктор технических наук, профессор

Катченков Сергей Александрович

Ведущая организация:

ФГУ «Северо-Западная машиноиспытательная станция «Калитино»

Защита диссертации состоится 15 мая 2007 г в 13 - часов на заседании диссертационного совета Д 220 060 06 в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу 196601, Санкт-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, д 2, СПбГАУ, ауд 2 719 тел/факс (812) 465-05-05, e-mail spbgau@mail ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГАУ

Автореферат разослан 13 апреля 2007 г Автореферат размещен на сайте http //www spbgau spb ru/disser/news shtml

13 апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного ебвета д т н , профессор _

В Я Сковородин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Исследования и многолетний опыт хозяйств показывают, что количество и качество заготавливаемых грубых кормов зависит, прежде всего, от применяемых технологий и машин для заготовки и хранения, четкости выполнения предусмотренных технологических параметров и режимов осуществления производственных операций

Подбор стебельчатых кормов из валков с прессованием в цилиндрические рулоны - имеет существенные преимущества по сравнению с другими способами уборки значительно сокращаются затраты труда, уменьшаются потери материала, облегчаются и удешевляются перевозка и хранение

Для получения высоких качественных показателей работы подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика необходимо поддерживать постоянство расположения рабочего органа - подбирающего устройства - сельскохозяйственной машины относительно поверхности поля

Потери массы возникают из-за возможного отрыва копирующего элемента от поверхности почвы при малой статической нагрузке на копирующий элемент Увеличение статической нагрузки на копирующий элемент приводит к возрастанию деформации почвы, а также к засорению подбираемой массы почвенными частичками

Анализ состояния механизированной уборки грубого корма, выполненных литературных исследований, а также личных исследований, проведенных в полевых условиях при заготовке грубых стебельчатых кормов, показывает, что существующий механизм подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика не в состоянии качественно выполнять технологическую операцию по подбору провяленного материала из валков с соблюдением агротехнических требований, предъявляемых как к самой машине, так и к заготавливаемому грубому корму

Работа выполнена по научно-исследовательской тематике университета «Создание и освоение прогрессивных технологий и технических средств для производства и переработки сельскохозяйственной продукции»

Цель исследований. Повышение эффективности работы рулонного пресс-подборщика путем оптимизации параметров механизма подвески подбирающего устройства

Объект исследований. Рулонный пресс-подборщик с механизмом подвески подбирающего устройства и технологический процесс подбора грубого корма из валка

Предмет исследований. Влияние параметров механизма подвески подбирающего устройства на эффективность работы при движении по неровностям поверхности поля

Методика исследований. Частные методики теоретического исследования параметров механизма подвески и их влияния на качество работы с -х машины базировались на теории анализа и синтеза пружинных механизмов Разработанная методика исследования процесса копирования рельефа поверхности применялась на лабораторной экспериментальной и лабораторно-полевой установках с применением оптических компьютерных мышей в качестве датчиков, регистрирующих факторы, влияющие на этот процесс Для проведения лабораторно-полевых ис-

следований и обработки данных применялись метод математического планирования многофакторного эксперимента, однофакторный дисперсионный анализ Ла-бораторно-полевая оценка агротехнических показателей проводилась по государственным и отраслевым стандартам испытаний сельскохозяйственной техники Для определения экономической эффективности полученных результатов применены стандартные методики экономической оценки технологических и технических оценок

Обработка экспериментальных данных проведена на персональном компьютере с использованием прикладных статистических программ

Научная новизна. Конструктивная схема лабораторной экспериментальной установки для исследования процесса копирования рельефа поверхности, разработанные методики по применению оптических компьютерных мышей в качестве датчиков, регистрирующих параметры процесса, а также методики проведения лабораторных исследований Математические модели механизма подвески, рациональные конструкционные параметры механизма подвески подбирающего устройства для рулонного пресс-подборщика

Практическая значимость. Разработана экспериментальная лабораторная установка, позволяющая исследовать процесс копирования поверхности в лабораторных условиях По результатам исследований усовершенствован рулонный пресс-подборщик, эффективность его использования при заготовке грубого корма по сравнению с базовым вариантом позволяет увеличить производительность работы, уменьшить массовые потери за агрегатом, снизить расход горючесмазочных материалов

Реализация результатов работы. Рулонные пресс-подборщики ПРП-1,6 с оптимизированными механизмами подвески подбирающего устройства проверены в полевых условиях в ООО «Подгороднее» и ООО «Сельское» Тверской области По результатам получены акты о проведенной проверке научно-исследовательской работы и справки об использовании результатов научно-исследовательских разработок

Научные положения, выносимые на защиту:

- результаты теоретического исследования параметров механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика,

- разработанная лабораторно-экспериментальная установка для исследования процесса копирования рельефа поверхности и методика применения в качестве датчиков компьютерных оптических мышей,

- конструкция механизма подвески подбирающего устройства с рациональными конструкционными параметрами,

- результаты лабораторно-полевых исследований оптимизированного варианта рулонного пресс-подборщика,

- технико-экономические показатели эффективности применения рулонного пресс-подборщика с оптимизированным механизмом подвески подбирающего устройства

Апробация результатов. Основные результаты исследований по диссертационной работе доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых Северо-Западного Федерального округа «Молодые ученые в научном обеспечении сельского хозяйства на современ-

ном этапе», посвященной 100-летию СПбГАУ (г Санкт-Петербург - Пушкин, ноябрь 2003 г), региональной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс состояние и перспективы развития», посвященной 100-летию со дня рождения профессора А К Ермолаева на секции «Инженерно-техническое обеспечение АПК» (г Великие Луки, апрель 2005 г), научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СПбГАУ, на секции «Сельскохозяйственных машин и переработки продукции растениеводства» (г Санкт-Петербург - Пушкин, январь 2005-2007 гг) (доклад в 2006 г отмечен грамотой), межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные технологии и тенденции развития сельскохозяйственного производства» на секции «Инженерно-техническое обеспечение АПК» (г Великие Луки, апрель 2006 г)

Публикации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований изложены в 7 опубликованных работах общим объемом 2 п л, в том числе имеется публикация (0,125 пл) в журнале «Сельский механизатор», входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, из них 44 страницы, содержат 18 таблиц, 48 рисунков, 10 страниц приложения Список использованной литературы включает 127 наименований, из них 6 - на иностранном языке

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дано краткое обоснование актуальности работы, сформулированы основные направления исследований

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» на основе анализа литературных источников рассмотрены существующие технические средства и технологии заготовки грубых кормов

Анализ существующих конструкций механизмов подвески рабочих органов кормоуборочных машин, а также материалы исследований, представленных в работах В И Особова, Г К Васильева, В С Сечкина, А М Валге, В В Белова, И В Горбачева, В М Халанского, Н Ф Соловьевой, А В Шпилько, А А Антоненко, А М Озерова, И А Долгова, Н И Афанасьева, В А Дьяченко, Э П Сорокина, Э Б Демишкевича, А Н Губарева и др , показали, что большинство из них имеют недостаточную надежность и не обеспечивают заданного агротехническими требованиями качества работы

На основании проведенного анализа в соответствии с целью работы предусмотрены следующие задачи исследований

- исследовать процесс копирования подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика и выявить основные факторы, влияющие на его качество,

- теоретически обосновать рациональные параметры механизма подвески подбирающего устройства,

- разработать экспериментальную лабораторную установку для исследования влияния технологических параметров на процесс копирования рельефа поверхности,

- разработать индивидуальные методики проведения лабораторных и лабораторно-полевых исследований,

- улучшить систему копирования рельефа поля подбирающим устройством рулонного пресс-подборщика, обеспечивающую высокое качество технологического процесса в реальных условиях эксплуатации,

- провести лабораторные и лабораторно-полевые исследования усовершенствованного механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика,

- определить экономическую эффективность использования оптимизированного варианта рулонного пресс-подборщика

Во второй главе «Теоретические предпосылки к оптимизации параметров механизма подвески» приведены теоретические основы определения параметров механизма подвески рабочего органа

Исследование механизма подвески проводили аналитическим методом Исходя из реальных условий работы, рассматривали динамическую модель с -х машины При работе машины в полевых условиях происходит ее колебание в разных направлениях и степени Исходя из условия, что на качество работы пресс-подборщика влияет положение подбирающего устройства относительно поверхности поля и его колебания в продольно-вертикальной плоскости, принимали во внимание колебания, вызывающие изменение данных параметров

На рис 1 объектом исследования является подбирающее устройство пресс-подборщика, которое, вследствие поддержания заданного технологического параметра, копирует рельеф поверхности поля с помощью копирующего элемента 6

1 \

5

м 1 II л а,

/пот А- КАЧЕСТВО РАБОТЫ ПРЕСС ПОДБОРЩИКА « *т МЕХАНИЗМ ПОДВЕСКИ ПОДБИРАЮЩЕЕО УСТРОЙСТВА ¿7//

Лам <- 7ЛИ

: & А ¿-ки! фР/И

с 4 Г^"'

ЫП

Рис 1 Схема расчетной динамической модели механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика

При движении пресс-подборщика 2 с поступательной рабочей скоростью VPAB на подбирающее устройство 4 оказывает влияние большое число факторов, основные из которых вызваны неровностями поверхности поля Z(t) Из этого можно предположить, что воздействиями, влияющими на динамическую модель механизма подвески, будут Z/f (f) и Zf(t) - соответственно, поперечные и продольные колебания дышла 5, ZK{t) — демпфирующие свойства пневматических колес 1 пресс-подборщика 2, (рР (t) — продольно-вертикальные колебания рабочего органа 4 Все перечисленные параметры являются случайными

Выходными параметрами являются (pit) - угол, характеризующий положение рычага подвеса подбирающего устройства (рабочая зона хода рабочего органа) и приведенная результирующая нагрузка копирующего элемента на поверхность почвы /?[ (О

В свою очередь, выходные параметры (pit), Rt(t) являются входными воздействиями, от которых зависит качество работы сельскохозяйственной машины Lnor ~~ потери материала (чистота подбора валка), кг, А',Л, - загрязнение подбираемой массы почвенными частичками, SCB — свободный выход пальцев из массы без затягивания ее под барабан, Snn — непрерывность подачи материала на следующие рабочие органы

Математическая модель движения механизма подвески подбирающего устройства в динамике представлена следующим выражением

т Z + (mg-Fjjp) = R{, (1)

где т - масса подбирающего устройства, кг, Z - ускорение рабочего органа в вертикальном направлении (вторая производная от Z(t) - вертикальное перемещение рабочего органа, которое равно величине неровностей поля, м), м/с2, g -ускорение свободного падения, м/с2, Fnp - сила пружины, Н, Rl - нагрузка на копирующий элемент, Н

Проведенный в диссертационной работе анализ динамической модели подбирающего устройства (рис 1) показывает, что основным входным параметром, характеризующим качество работы сельскохозяйственной машины является высота неровностей поверхности поля Z(t), которая, в свою очередь, характеризует положение подбирающего устройства в зоне его рабочего хода cp(t), что влияет на результирующую нагрузку копирующего элемента на поверхность поля Л, (0 а, следовательно, и на технологическое качество процесса подбора грубого корма из валков

Теоретические исследования рациональных параметров механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика проводились на основании теории анализа и синтеза пружинных механизмов, разработанной д т н, профессором В В Беловым

Механизм подвески подбирающего устройства пресс-подборщика в продольно-вертикальной плоскости представляет собой плоский радиальный механизм (рис 2)

На механическую систему (рис 2) действуют силы извне и внутренние, развивающиеся в ее связях, и по своей природе они весьма разнообразны. Колеба-

тельный процесс, в частности, вызывается восстанавливающей силой, которой чаще всего становится сила упругости пружин при определенных соотношениях звеньев Решение этих задач возможно при определенных соотношениях звеньев и при всестороннем изучении характеристик каждой из действующих сил на механизм подвески и их результирующей

Обеспечение наилучших характеристик механизма подвески возможно изменением положения функций относительно друг друга Обеспечение характеристики, близкой к требуемой по минимуму разности двух функций (минимуму дисперсий), возможно при их максимальном сближении в соответствии с теорией функций наименее отклоняющихся от нуля

Во внимание примем две группы сил силу растяжения пружины ( ) и противодействующую — силу тяжести (mg) рабочего органа - подбирающего устройства Равновесие механизма подвески с приложенными к нему силами в статике с учетом конструктивного расположения деталей и устройств, показано на рис 2 Наилучшим способом изучения основных характеристик является составление моментов сил относительно шарнира подвеса (на рис 2 — т О)

it - 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 сичы пружины, м, - длина рычага (ОС,) приложения внешней нагрузки, а - угол, характеризующий положение основания механизма подвески относительно горизонтали, град, Р - угол между осями рычага ВО и пружиной, град, <р - угол, характеризующий положение звена ОС относительно горизонтали, град, J - 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, и, С — жесткость пружины, Н/м, А - регулировка натяжения пружины, мм А = 60 - 80лш

Используя представленную расчетную схему (рис 2), определим момент сил пружины

М„P=Fnp t2 smp, (2)

где Рпр = (Н-Нс)С ~ сила пружины, приложенная к рычагу ВО, Н, Я - приведенная длина пружины в деформированном положении (текущая длина), м

Момент сил пружины определим, выразив из треугольника &ООВ (рис 2) угол Р

е2 дшер^+^-г I, 1г совв -нс) с

МПР / , (3)

+£\ -2 12 со50

Зависимость (3) упругой характеристики учитывает все параметры механизма подвески подбирающего устройства, влияющие на момент сил пружины

Также, в соответствии с рис 2, определим момент силы внешнего воздействия от массы рабочего органа

Мро-т # £3 собу (4)

Характер изменения функций М„,, = /(в), Мю = /(<р) зависит от параметров механизма подвески подбирающего устройства т, 12, 1Ъ, Нс, С, а, в,, у, <р, (рис 2)

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 механизма подвески <ри < (р < <рк, срн и <рк - начальное и конечное положение рычага ОС, соответственно в рабочей зоне хода исполнительного рабочего органа, град (на рис 2 соответственно рычаг ОСн и ОСк )

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

6{М Р0,М пр)~ тах \М т (<р) - М пр (<р)| (5)

Итак, имея задачу приближения функций в промежутке (рн <(р<срК, кривую МРО = /(<р) с помощью другой функции МПР = /(<р), требуется подобрать оптимальные параметры механизма подвески таким образом, чтобы выполнилось условие

(

фн<(Р<1Рк

тах \МР0{<р)-МПР{(р)\

тах \11Р0{(р)-

тт г (6)

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

Выражение (6) 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 ОС,

Результирующее усилие Л, на выходном звене можно определить по выражению

10

к =МР0-МПР

еъ созф

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

После проведенных математических преобразований получили следующую зависимость

Я, +£1 ±(р) -#с)х-

нп(вэ ± ср)

-= (8)

¿гсоэ(р +е\-2^2с<м(0з ±ф)

При теоретических исследованиях механизмов подвески подбирающего устройства пресс-подборщика (рис 2), как видно из формулы (8), основное влияние на результирующую нагрузку на исполнительном устройстве оказывают 1Х,

е3, (р,в, с,нс

На рис 3 представлена параметрическая модель, на которой объектом исследования является механизм подвески подбирающего устройства с упругим звеном, а входными параметрами - конструктивные параметры механизма Выбор параметров оптимизации, проведенный в диссертационной работе, осуществляли на основании этой модели

В силу вышеизложенного оптимизируемым параметрами оказываются рабочая зона хода подбирающего устройства - <рн <<р<срк, угол в, угол У, рычаги £г, £х Данные параметры относятся к конкретной конструкции рулонного пресс-подборщика

Не. С

МП

тпвигАющво уггтиетт С №И» ЗШЮМ

^ А к 1 г '

Г в 9

1' Ъ пт-тт тютряатш ПАРАМЕТРЫ

Ь ь

---1

шашзн тлвпхи яжвдамййто кг ¡РШ1ВА с рлциаш/ьнт ктпукаттни

трмттрлт Ь В Ф I

атрАМЧШ

Т

Не с |

Рис 3 Параметрическая модель подбирающего устройства пресс-подборщика на входе конструкционные параметры, характеризующие механизм подвески, на выходе - минимальная результирующая нагрузка на копирующем элементе,

ДК1МИ - минимальный перепад Л, в рабочей зоне механизма подвески, кг, - минимальная дисперсия Л, в рабочей зоне механизма подвески,

В качестве критерия оценки рациональных параметров механизма подвески подбирающего устройства примем минимальную результирующую нагрузку на копирующий элемент и ее перепад АК11ЦДГ, минимальную дисперсию 5Й1М;Л, 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 описания 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 Лапиным разработана экспериментальная установка (рис 4) и методика проведения исследований

N - нормальная составляющая силы давления, Н, Ртр - сила трения копирующего элемеш а об исследуемую поверхность, Н, б - сила тяжести лабораторной установки, Н, Рп — результирующая тяговая нагрузка, Н, X - высота неровностей исследуемой поверхности, см, ф -угол между рычагами механизма подвески лабораторной установки и горизонтальной, град

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 механизм подвески (характер действия силы), обосновать оптимальные параметры системы копирования (механизма подвески), в последствие, повышающие качественные показатели работы самой сельскохозяйственной машины

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

На лабораторной установке (рис 4) предложена и опробована методика использования датчиков в виде компьютерных оптических мышей в качестве датчи-

ков перемещения (угловое перемещение рычага четырехзвенного механизма из-за изменения высоты рельефа поверхности преобразуется в кривую, которая полностью копирует 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 этого перемещения, возникающего из-за изменения величины усилия, при компьютерной программной обработке полученных данных на ПК позволяет судить о значении тягового сопротивления

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлены данные лабораторных и полевых исследований, их анализ методами математического планирования эксперимента с применением современных компьютерных программ для обработки результатов

Для определения оптимальных условий работы лабораторной установки с различными копирующими элементами (копирующий каток и копирующая лыжа) на различных скоростях (0,012 м/с и 0,12 м/с) реализовано четыре двухфакторных эксперимента (рис 5) В каждом эксперименте исследовались взаимодействие применения копирующего элемента на рассматриваемых скоростях, направления движения (прямой и обратный ход) и изменения угла (р (град) установки рычагов механизма подвески лабораторной установки относительно горизонтали За критерий оптимизации принята условная работа в уел ед

Схема лабораторного эксперимента

I fcOi ирующии гшглеч; 1 копирующая лыжа копирующее колесо

I-L—-1 ход установки |-1-j

прямой ход обратный ход прямой ход обратный ход

| | скорости лзборатсочой установки, м'с | |

0,012 0,12 0,012 0,12 0,012 0,12 0,012 0,12

гЧ—i—гЧ гЧ—е—гЧ гЧ—i—гЧ гЧ—i—гЧ

О 15 20 25 30 0 15 20 25 30 0 15 20 25 30 О 15 20 25 30

угол установки рычагов МП, град

Рис 5 Схема лабораторного эксперимента

По результатам статистической проверки модели признаны адекватными После реализации экспериментов получены уравнения регрессии с натуральными значениями факторов

Реализации моделей в виде поверхностей отклика представлены на примере двух экспериментов рис 6 - при исследовании лабораторной установки с копирующим колесом при прямом ходе и рис 7-е копирующей лыжей при обратном ходе

На рис 6а представлена поверхность отклика при статистическом исследовании уравнения регрессии с факторами в кодированном виде Рис 66 - проекция следов поверхности отклика с натуральными показателями на плоскость ZOY, характеризующая изменение критерия оптимизации от изменения установочных углов рычагов механизма подвески лабораторной установки и от скорости ее передвижения Аналогично результаты исследования лабораторной установки с копирующей лыжей представлены на рис 1а, б

£ 170 £ т

£ «О

!,4° ■Е 130

I 120

£ но то

О 3 6 9 12 15 19 21 24 27 30 угол установки рычагов МП, град

Ч \ У = 102,074-235-«? + 12,2-Г>гт -14,49■ <р■ ¥усг

X \ - Л а б

% \ Рис. 7. Результаты исследования

* '*"" лабораторной установки с

копирующей лыжей при обратном холе

Анализ результатов по использованию лабораторной экспериментальной установки подвески позволил сделать некоторые выводы:

- при теоретических исследованиях механизмов подвески 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.

В результате теоретических исследований рациональных параметров механизма подвески по методике определения конструктивных параметров механизма подвески с помощью компьютерных программ разработан новый механизм подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика (рис. 8«), который адекватен теоретическим выкладкам (6, 8) и агротехническим требованиям, предъявляемым машине. На рис. 86, в преде га а лены характеристики механизма подвески.

Нагрузка копирующего элемента (рис. 86) не превышает допустимую (20 кг (200 Н) и имеет минимальную дисперсию значений в рабочей зоне хода =2кг3); изменение нагрузки /г, в рабочей зоне (<рш,, =16' -<ркон =-18°) не более ДЛ1ЛНЛ. = 5 кг (50 Н): при <р ~-Г = 3,4 кг и при <р~\6 8,0 кг, - на-

грузку можно считать стабильной. Проведенные изменения в конструкции меха-

низма подвески подбирающего устройства осуществлены для уменьшения нагрузки на копирующий элемент путем изменения положения рабочей зоны

Анализируя кривые (рис 8б, в), можно отметить, что реализация результатов теоретических исследований позволила уменьшить нагрузку на копирующий элемент и стабилизировать перепад приведенной результирующей нагрузки на механизм подвески подбирающего устройства в рабочей зоне, что было подтверждено в ходе полевой проверки двух рулонных пресс-подборщиков с существующим механизмом подвески подбирающего устройства и оптимизированным При проведении полевых исследований регистрировались высота изменения рельефа поверхности поля, результирующая нагрузка на копирующем элементе и скорость передвижения агрегата Регистрирующая и измерительная аппаратура монтировалась на лабораторно-полевой установке (рис 9)

рулонного пресс-подборщика ПРП-1,6 и его характеристики

рабочая зона, град

Рис 8 б Зависимость результирующей Рис 8 в Зависимость величины

нагрузки от угла рабочей зоны моментов, действующих на МП

от угла рабочей зоны

I - портативный компьютер; 2 - аккумуляторная батарея; 3 - трактор МТЗ-80;

4 — подбирающее устройство; 5 - копирующий элемент; 6 - шпилька; 7 - тензолатчнк; 8 - «экран»; 9 - датчик, регистрирующий изменение рельефа поля; 10 - рулонный пресс-подборщик ПРП-1,6:10- весовой терминал; 12- инвертор напряжения

При движении сельскохозяйственного агрегата по поверхности поля, регистрировались изменения высоты рельефа поверхности поля (датчик 9) и результирующая нагрузка на копирующем элементе (датчик 7), посредством кабелей и весового терминала 11, сигналы с датчиков фиксировались на жесткий диск портативного компьютера 1 с помощью специального программного обеспечения. Регистрация времени полевого опыта и пройденного пути производилась в автоматическом режиме на мониторе ПК при старте программного обеспечения.

Результаты полевой проверки представлены в табл. 1 и на рис, 10.

Таблица 1.

Результат исследования пресс-подборщиков с двумя вариантами механизмов подвески подбирающего устройства на различных скоростях_

Тин механизма подвески Скорость движения V , км/ч Средняя результирующая нагрузка Л, , кг Дисперсия

«впадина» («ребень» Л

-10 см -5 см 0 см 5 см 10 см

серийный 5 23,5 21,4 22,7 26,9 28,3 24,6 8,5

6 25,8 26,2 27,3 30,6 32,7 28,5 9,0

1 28,4 31,8 32,4 35,5 38,6 33,3 15,0

оптимизированный 5 9,9 8,2 8,1 9,6 9,7 9,1 0,8

6 12,2 11,0 10,3 13,4 14,6 12,3 3,1

7 15,4 13,2 11,8 12,4 15.8 13,7 3,2

_ _ 7 км/ч

5 км/ч

<5 0 5

изменение высоты рельефа поля, см

Рис 10 Изменение результирующей нагрузки от применения разных механизмов подвески подбирающего устройства, скоростей движения и высоты неровностей поля

Оценка экономической эффективности оптимизированного механизма подвески подбирающего устройства проведена на основе эксплуатационной проверки базового рулонного пресс-подборщика и оптимизированного За критерий оценки качественной работы в ходе проверки были приняты массовые потери (в кг) заготавливаемого материала за агрегатами, производительность (количество заготовленных рулонов), расход топлива В ходе проверки фиксировались рабочая скорость и время формирования одного рулона Результаты проверки представлены в табл 2

Таблица 2

Скорость движения, км/ч (м/с) Производительность агрегата, т/ч Время формирования одного рулона, с Кол-во заготовленных рулонов, шт Расход топлива, кг/га Потери материала за агрегатом, кг Наличие частичек почвы в заготовленной массе

базовый вариант пресс-подборщика ПРП-1,6

6(1,67) ^ 6,4-6,6 85 26-29 16,8 5,17 есть

оптимизированный вариант пресс-подборщика ПРП-1,6

6(1,67) 6,7 - 6,95 70 30-31 15,5 1,83 нет

Анализ результатов эксплуатационной проверки двух агрегатов показывает, что при использовании рулонного пресс-подборщика с оптимизированным вариантом механизма подвески подбирающего устройства при работе в реальных полевых условиях на исследуемых скоростях, можно осуществить качественный технологический процесс по подбору скошенного материала из валка с соблюдением технологических и агротехнических требований

Производительность такого пресс-подборщика при его использовании на скорости 6 км/ч в среднем увеличивается на 0,55 т/ч счет более качественного процесса копирования рельефа поверхности поля и осуществления процесса подбора грубого корма из валков, со значительным снижением массовых потерь за агрегатом (до 1,83 кг/рулон) При использовании оптимизированного варианта наблюдается снижение расхода горюче-смазочных материалов на 7,74% При рассмот-

рении заготовленного грубого корма, нахождение почвенных частичек в заготовленной массе усовершенствованным подбирающим устройством не обнаружено

Анализ перечисленных показателей оптимизированного варианта рулонного пресс-подборщика ПРП-1,6, характеризующих технологическую операцию по заготовке грубого корма и прессование ее в рулоны, позволяет заключить, что затраты на производство данной продукции значительно меньше, чем при аналогичной операции на серийном образце

В пятой главе «Экономическая эффективность использования рулонного пресс-подборщика с оптимизированным механизмом подвески подбирающего устройства» представлен расчет экономической эффективности использования оптимизированного варианта пресс-подборщика ПРП-1,6 на основании сравнительной эксплуатационной проверки базовой машины и оптимизированной

Установлено, что оптимизированный рулонный пресс-подборщик обеспечивает экономический эффект в размере 167,00 руб т/га

Применение машины с оптимизированными параметрами механизма подвески подбирающего устройства обеспечивает увеличение производительности на 0,55 т за час эксплуатационного времени, уменьшение массовых потерь материала за агрегатом в 2,83 раза, снижение расхода горюче-смазочных материалов на 7,74%

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Анализ механизмов подвески рабочих органов кормоуборочных машин, а также состояние исследования процесса копирования рельефа поверхности показали, что повышение эффективности работы подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика возможно путем оптимизации параметров механизма подвески

2 Исследования параметров механизма подвески подбирающего устройства рекомендуется проводить на основе теории анализа и синтеза пружинных механизмов Критерием оптимизации параметров рекомендуется принять минимум дисперсии изменения приведенной результирующей нагрузки на копирующий элемент, при условии, что отрыв копирующего элемента от поверхности не происходит Минимальное значение результирующей нагрузки копирующего элемента на поверхность почвы прямо пропорционально зависит от неровностей поверхности, массы подбирающего устройства и рабочей скорости с -х агрегата

3 Исследование факторов, влияющих на процесс копирования рельефа поверхности поля копирующим элементом с механизмом подвески, рекомендуется проводить посредством разработанной экспериментальной лабораторной установки, где в качестве датчиков рекомендуется использовать компьютерные оптические мыши и оригинальное программное обеспечение к ним, позволяющие получить числовые массивы непосредственно на ПК

4 Методики исследования математической модели, а также лабораторно-полевых исследований процесса копирования рекомендуется использовать при разработке и оптимизации аналогичных механизмов сельскохозяйственных машин

5 Для получения качественного выполнения технологической операции по подбору грубого корма из валков в конструкцию механизма подвески подбираю-

щего устройства рулонного пресс-подборщика, при жесткости пружины 5100 Н/м, следует внести следующие изменения основной шарнир подбирающего устройства сместить вниз на 150 мм, изменить точки крепления разгружающей пружины механизма подвески на раме машины, увеличить рычаг приложения сил пружины до 300 мм, угол, характеризующий текущее положение разгружающей пружины принять равным 91 ±2°, угол, характеризующий текущее положение двуплечего рычага - 54 ± 1° с учетом рабочей зоны хода исполнительного органа (-18° +16,5°)

6 Анализ сравнительных лабораторных исследований и эксплуатационных проверок в реальных полевых условиях базового варианта механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика и модернизированного варианта показал, что применение последнего позволяет в среднем увеличить производительность агрегата на 0,55 т/ч, уменьшить расход горюче-смазочных материалов на 7,74%, уменьшить массовые потери заготавливаемого грубого корма на 0,204 т/га

7 Экономический эффект от применения модернизированного варианта рулонного пресс-подборщика с рациональными параметрами механизма подвески подбирающего устройства составляет 167,00 руб т/га Срок окупаемости затрат на оптимизацию составляет менее одного года при планируемой годовой загрузке сельскохозяйственной машины 280 ч

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Ружьев В А Стенд и методика для исследования механизма подвески сельскохозяйственных машин // Молодые ученые в научном обеспечении сельского хозяйства на современном этапе Часть 1 Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых Северо-Западного Федерального округа - СПб-Пушкин, 2004 - С 242 - 245

2 Белов В В , Ружьев В А , Лапин BAO некоторых результатах исследования механизма подвески // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сб науч трудов СПбГАУ - СПб, 2005 , - С 31-36

3 Белов В В , Ружьев В А, Лапин В А Анализ результатов экспериментальных исследований механизма подвески параллелограммного типа // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сборник научных трудов СПбГАУ -СПб, 2005 - С 37-42

4 Белов В В , Ружьев В А Оптимизированный механизм подвески рабочего органа пресс-подборщика // Известия Санкт-Петербургского Аграрного Университета Ежегодный науч журнал-2005 №2-С 67-69

5 Белов В В , Ружьев В А Оптимизация механизма подвески рабочего органа пресс-подборщика // Технологии и средства механизации сельского хозяйства Сборник научных трудов СПбГАУ - СПб, 2006 , - С 39-44

6 Белов В В , Ружьев В А Модернизированный механизм подвески подбирающего устройства // Инновационные технологии и тенденции развития сельскохозяйственного производства Сборник трудов Межрегиональной научно-практической конференции ВГСХА - Великие Луки, 2006 , - С 107 - 111

7. Ружьев В А. Пресс-подборщик ПРП-1,6 усовершенствован // Сельский механизатор - 2006 № 10 - С 32 - 33

Подписано в печать 12 04 2007 Бумага офсетная Формат 60/90 1/16 Печать трафаретная 1,йусл печ л Тираж 100 экз

_Заказ № 07/04/11_

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

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ состояния механизации уборки грубых кормов.

1.2. Анализ работ по теоретическому исследованию процесса копирования рабочими органами кормоуборочных машин

1.3. Механизмы подвески кормоуборочных машин.

1.3.1. Анализ работы механизмов подвески подбирающего устройства пресс-подборщиков.

1.4. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА ПОДВЕСКИ ПОДБИРАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА.

2.1. Теоретические основы определения параметров механизма подвески и предпосылки к его оптимизации.

2.2. Теоретические исследования параметров механизма подвески подбирающего устройства пресс-подборщика.

2.2.1. Выбор параметров оптимизации.

2.3. Теоретические основы определения минимальной нагрузки копирующего элемента на поверхность поля.

2.4. Выводы.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Устройство лабораторной экспериментальной установки.

3.2.1. Методика лабораторных исследований.

3.2.2. Методика тарировки оптических компьютерных датчиков.

3.3. Методика планирования лабораторных исследований.

3.4. Методика обработки данных, полученных в ходе лабораторных исследований.

3.5. Методика определения параметров и характеристик механизмов подвески.

3.5.1. Методика определения центра тяжести подбирающего устройства.

3.5.2. Методика определения приведенной результирующей нагрузки в лабораторных условиях

3.5.3. Методика определения жесткости пружины.

3.6. Методика проведения лабораторно-полевых исследований

3.6.1. Методика определения статистических характеристик возмущающих факторов.

3.6.2. Методика планирования полевых исследований на лабораторно-полевой установке.

3.6.2.1. Методика обработки экспериментальных данных полученных в ходе полевых исследований

3.6.3. Методика проведения полевых исследований.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты обработки экспериментальных данных исследования механизма подвески лабораторной установки

4.2. Результаты определения оптимальных параметров подвески подбирающего устройства пресс-подборщика.

Результаты исследования нагрузки механизма подвески подбирающего устройства на поверхность почвы копирующим элементом в лабораторных условиях.

Результаты лабораторно-полевых исследований и обработки экспериментальных данных.

4.4.1. Анализ результатов эксплуатационной проверки рулонных пресс-подборщиков с базовым механизмом подвески подбирающего устройства и оптимизированным.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РУЛОННОГО ПРЕСС-ПОДБОРЩИКА С ОПТИМИЗИРОВАННЫМ МЕХАНИЗМОМ ПОДВЕСКИ ПОДБИРАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.

Заготовка высококачественных кормов - главное условие развития продуктивного животноводства. Для его выполнения необходимо внедрение в сельскохозяйственное производство новейших кормозаготовительных технологий и комплексов машин для их осуществления. Только в этом случае хозяйства смогут встать на путь ускоренного развития животноводства как одного из основных направлений реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» [1].

Быстрейшее развитие животноводства, являющееся в настоящее время неотложной задачей подъема сельского хозяйства, требует в первую очередь укрепления кормовой базы. Немалое значение в этом деле имеют грубые корма.

Заготовка высококачественных грубых стебельчатых кормов возможна лишь при комплексной механизации технологических процессов, осуществляемой в соответствии с природно-климатическими и хозяйственными условиями [2]. "

Кормопроизводство и животноводство являются ведущими отраслями сельского хозяйства Северо-Западной зоны России. Развитие животноводства и повышение его продуктивности не возможно без создания прочной кормовой базы, поэтому животноводство должно быть обеспечено высококачественными кормами в достаточном количестве.

Однако производство кормов за последние годы снизилось вследствие, во-первых, уменьшения посевных площадей кормовых культур и, во-вторых, падения урожайности, при этом качество кормов остается низким. В этих условиях произошло резкое падение эффективности использования кормов [3,4].

Сено, как один из основных видов грубого корма включен в обязательный рацион крупного рогатого скота, согласно установленным зоотехническим требованиям. Следует особо подчеркнуть, что для животных в сене, как ни в каком другом виде фуража, питательные, биологически активные вещества, минеральные соли находятся в особо благоприятном соотношении [5].

Увеличение объемов и повышение качества кормов в настоящее время имеет решающее значение для интенсификации животноводства. В кормовом балансе животноводства России около 60% приходится на объемистые корма (сено, сенаж, силос, зеленые корма), которые служат основой рациона жвачных.

Исследования и многолетний опыт хозяйств показывают, что количество и качество заготавливаемых грубых кормов зависит, прежде всего, от применяемых технологий и машин для заготовки, хранения, четкости выполнения предусмотренных технологических параметров и режимов осуществления производственных операций [6,7].

Проводимые исследования направлены на повышение эффективности работы кормоуборочной машины, а именно рулонного пресс-подборщика, путем оптимизации параметров механизма подвески подбирающего устройства.

Объект исследований. Рулонный пресс-подборщик с механизмом подвески подбирающего устройства и технологический процесс подбора грубого корма из валка.

Предмет исследований. Влияние параметров механизма подвески подбирающего устройства на эффективность работы при движении по неровностям поверхности поля.

Методика исследований. Частные методики теоретического исследования параметров механизма подвески и их влияния на качество работы с.-х. машины базировались на теории анализа и синтеза пружинных механизмов. Разработанная методика исследования процесса копирования рельефа поверхности применялась на лабораторной экспериментальной и лабораторно-полевой установках с применением оптических компьютерных мышей в качестве датчиков, регистрирующих факторы, влияющие на этот процесс. Для проведения лабораторно-полевых исследований и обработки данных применялись метод математического планирования многофакторного эксперимента, однофакторный дисперсионный анализ. Лабораторно-полевая оценка агротехнических показателей проводилась по государственным и отраслевым стандартам испытаний сельскохозяйственной техники. Для определения экономической эффективности полученных результатов применены стандартные методики экономической оценки технологических и технических оценок.

Обработка экспериментальных данных проведена на персональном компьютере с использованием прикладных статистических программ.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные машины им. М.Н. Летошнева» ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет (СПбГАУ)» по научно-исследовательской тематике 7.8.5 «Создание и освоение прогрессивных технологий и технических средств для производства и переработки сельскохозяйственной продукции».

Реализация результатов диссертационной работы представлена в виде двух рулонных пресс-подборщиков ПРП-1,6 с оптимизированными механизмами подвески подбирающего устройства, которые прошли эксплуатационную проверку в полевых условиях в ООО «Подгороднее» и ООО «Сельское» Тверской области. По результатам получены акты о проведенной проверке научно-исследовательской работы и справки об использовании результатов научно-исследовательских разработок.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем. Разработаны лабораторная экспериментальная установка для исследования процесса копирования рельефа поверхности, а также методики проведения лабораторных исследований и обработки полученных результатов. Разработаны методики по применению оптических компьютерных мышей в качестве датчиков, регистрирующих параметры системы копирования рельефа поверхности. На основе исследований предложены математические модели механизма подвески и обоснованы рациональные конструкционные параметры механизма подвески подбирающего устройства для рулонного пресс-подборщика ПРП-1,6: основной шарнир подбирающего устройства (точку крепления к раме машины) рекомендуется сместить вертикально вниз на 150 мм; изменить точки крепления разгружающей пружины механизма подвески на раме машины; увеличить рычаг приложения сил пружины до 300 мм; угол, характеризующий текущее положение разгружающей пружины принять равным 91 ±2°, угол, характеризующий текущее положение двуплечего рычага - 54 ± 1° с учетом рабочей зоны хода исполнительного органа (-18°. +16,5°).

Также необходимо отметить практическую значимость внедрения рулонных пресс-подборщиков с оптимизированным механизмом подвески подбирающего устройства - его применение позволяет повысить эффективность его использования при заготовке грубого корма, уменьшает массовые потери заготавливаемого корма за агрегатом, снижает расход горюче-смазочных материалов в сравнении с использованием заводского аналога.

Научные положения, выносимые на защиту:

- результаты теоретического исследования параметров механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика;

- разработанная лабораторная экспериментальная установка для исследования процесса копирования рельефа поверхности и методика применения в качестве датчиков компьютерных оптических мышей;

- индивидуальные методики проведения лабораторных и лабораторно-полевых исследований;

- конструкция оптимизированного механизма подвески подбирающего устройства с рациональными конструкционными параметрами;

- результаты лабораторно-полевых исследований оптимизированного варианта рулонного пресс-подборщика;

- технико-экономические показатели эффективности применения рулонного пресс-подборщика с оптимизированным механизмом подвески подбирающего устройства.

Основные результаты исследований по диссертационной работе доложены, обсуждены и одобрены на: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых Северо-Западного Федерального округа «Молодые ученые в научном обеспечении сельского хозяйства на современном этапе», посвященной 100-летию СПбГАУ (г. Санкт-Петербург - Пушкин, ноябрь 2003 г.); региональной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние и перспективы развития», посвященной 100-летаю со дня рождения профессора А.К. Ермолаева на секции «Инженерно-техническое обеспечение АПК» (г. Великие Луки, апрель 2005 г.); научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов СПбГАУ, на секции «Сельскохозяйственных машин и переработки продукции растениеводства» (г. Санкт-Петербург - Пушкин, январь 2005-2007 гг.) (доклад в 2006 г. отмечен грамотой); межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные технологии и тенденции развития сельскохозяйственного производства» на секции «Инженерно-техническое обеспечение АПК» (г. Великие Луки, апрель 2006 г.).

Основные положения диссертационной работы и результаты исследований изложены в семи опубликованных работах общим объемом 2 п.л., в том числе имеется публикация (0,125 п.л.) в журнале «Сельский механизатор», входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК.

Выражаю глубокую признательность коллективу кафедры «Сельскохозяйственные машины им. М.Н. Летошнева» СПбГАУ за помощь в проведении лабораторных исследований.

Отдельно хотелось бы отметить и поблагодарить Лапина Василия Анатольевича за оказанную помощь в разработке лабораторной экспериментальной установки, проведении лабораторных исследований, применении новых регистрирующих датчиков в виде компьютерных оптических мышей и оригинального программного обеспечения к ним, разработанного совместно с В.А. Тере-хом.

Считаю своим приятным долгом выразить глубокую признательность и благодарность моему научному руководителю доктору технических наук, профессору кафедры «Сельскохозяйственные машины» Валерию Васильевичу Белову за научное руководство, консультации и ценные советы во время выполнения и написании кандидатской диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ механизмов подвески рабочих органов кормоуборочных машин, а также состояние исследования процесса копирования рельефа поверхности показали, что повышение эффективности работы подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика возможно путем оптимизации параметров механизма подвески.

2. Исследования параметров механизма подвески подбирающего устройства рекомендуется проводить на основе теории анализа и синтеза пружинных механизмов. Критерием оптимизации параметров рекомендуется принять минимум дисперсии изменения приведенной результирующей нагрузки на копирующий элемент, при условии, что отрыв копирующего элемента от поверхности не происходит. Минимальное значение результирующей нагрузки копирующего элемента на поверхность почвы прямо пропорционально зависит от неровностей поверхности, массы подбирающего устройства и рабочей скорости с.-х. агрегата.

3. Исследование факторов, влияющих на процесс копирования рельефа поверхности поля копирующим элементом с механизмом подвески, рекомендуется проводить посредством разработанной экспериментальной лабораторной установки, где в качестве датчиков рекомендуется использовать компьютерные оптические мыши и оригинальное программное обеспечение к ним, позволяющие получить числовые массивы непосредственно на ПК.

4. Методики исследования математической модели, а также лабораторно-полевьгх исследований процесса копирования рекомендуется использовать при разработке и оптимизации аналогичных механизмов сельскохозяйственных машин.

5. Для получения качественного выполнения технологической операции по подбору грубого корма из валков в конструкцию механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика, при жесткости пружины 5100 Н/м, следует внести следующие изменения: основной шарнир подбирающего устройства сместить вниз на 150 мм; изменить точки крепления разгружающей пружины механизма подвески на раме машины; увеличить рычаг приложения сил пружины до 300 мм; угол, характеризующий текущее положение разгружающей пружины принять равным 91 ±2°, угол, характеризующий текущее положение двуплечего рычага - 54 ±1° с учетом рабочей зоны хода исполнительного органа (- 18е. +16,5").

6. Анализ сравнительных лабораторных исследований и эксплуатационных проверок в реальных полевых условиях базового варианта механизма подвески подбирающего устройства рулонного пресс-подборщика и модернизированного варианта показал, что применение последнего позволяет в среднем увеличить производительность агрегата на 0,55 т/ч; уменьшить расход горюче-смазочных материалов на 7,74%; уменьшить массовые потери заготавливаемого грубого корма на 0,204 т/га.

7. Экономический эффект от применения модернизированного варианта рулонного пресс-подборщика с рациональными параметрами механизма подвески подбирающего устройства составляет 167,00 руб-т/га. Срок окупаемости затрат на оптимизацию составляет менее одного года при планируемой годовой загрузке сельскохозяйственной машины 280 ч.

1. Манелля А.И. Современное состояние кормовой базы животноводства. // Достижения науки и техники АПК. 1998. - С. 22 - 24.

2. Ершова И.Г. Повышение эффективности заготовки сена в условиях Северо-Запада путем проектирования адаптивных технологий и комплексов технических средств. Автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб-Павловск: СЗНИИМЭСХ, 1999. - 20 с.

3. Андреев Н.Г. Полеводство и луговое кормопроизводство. М.: 1986.196 с.

4. Сечкин B.C., Сулима Л.А, и др. Заготовка и приготовление кормов в Нечерноземье. Справочник / 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Агропромиздат, 1988.-480 с.

5. Еникеев В.Г., Лукьянова Н.И. Информационные технологии в агропромышленном комплексе. СПб.: СПбГАУ, 1998. - 220 с.

6. Особов В.И., Васильев Г.К. Сеноуборочные машины и комплексы. -М.: Машиностроение, 1983. 304 с.

7. Шамота В.А. Регулировка сельскохозяйственных машин для возделывания и уборки полевых культур. Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1988. - 240 е.: ил.

8. Осьмак В.Я., Пономаренко А.Ф. Эксплуатация кормоуборочных машин. Справочник. -М.: Агропромиздат, 1990. 160 с.

9. Ахмедов М.Ш. Интенсивные энергосберегающие способы заготовки сена в условиях Северо-Запада РФ. СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2001.-144 с.

10. Борисенко Е.Ф., Денисевич JI.A. Заготовка сена по прогрессивным технологиям. Минск: Урожай, 1991. - 64 с.

11. Летунов И.И., Сечкин B.C. Экономика и организация кормовой базы в Нечерноземной зоне РСФСР. Л.: Колос, 1983. - 232 с.

12. Технологии и технические средства для заготовки кормов / Каталог-справочник. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 184 с.

13. Соловьева Н.Ф. Современные рулонные пресс-подборщики // Техника и оборудование для села. М., - 2001. № 11. - С. 18 - 22.

14. Соловьева Н.Ф. Современные рулонные пресс-подборщики // Техника и оборудование для села. М., - 2001. № 12. - С. 18 - 22.

15. Ильин И.В. Стратегия машиностроения для животноводства и кормопроизводства // Тракторы и сельхозмашины. 2000. № 7. - С. 2 - 8.

16. Особов В.И. Техника фирмы «Claas» на российском рынке // Тракторы и сельскохозяйственные машины. М., 2004. № 11. - С. 3 - 8.

17. Соловьева Н.Ф. Особенности конструкций зарубежных пресс-подборщиков // Тракторы и сельхозмашины. 2002. № 2. - С. 37 - 44.

18. Жалнин Э.В., Апажев P.M. Динамика параметров рулонных и тюковых прессов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. М., 2005. № 5. - С. 12-15.

19. Поединок В.Е. Комплексная механизация заготовки кормов. М.: «Агропромиздат», 1986. - 224 с.

20. Шпилько A.B. Технология и машины для заготовки грубых кормов в прямоугольных тюках. М.: ИНФРА-М, 1998. - 268 с.

21. Машины и оборудование для АПК, выпускаемые в ассоциациях экономического взаимодействия субъектов Российской Федерации / Каталог. Том 6 («Северо-Запад»). М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2002. - 268 с.

22. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства / А.П. Тарасенко, В.Н. Солнцев, В.П. Гребнев, И.О. Поливаев, A.A. Суднеев, А.П. Дьячков, С.Н. Пиляев. М.: КолосС, 2004. - 552 с.

23. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины: Учебник для ВУЗов. М.: КолосС, 2003. - 624 с.

24. Кленин Н.И., Егоров В.Г. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.; КолосС, 2005. - 464 с.

25. Омутова А.Ф. Технико-экономическая оценка комплексов машин для уборки грубых кормов // Тракторы и сельхозмашины». 1985. № 1 - С. 24 - 28.

26. Апажев P.M. Особенности конструкций современных пресс-подборщиков // Механизация уборки, послеуборочной обработки и хранения. Т. 148. -М.:ВИМ, 2003.

27. Bengtsson Nils Spill vid strängläggning och upptagning av hö = Losses when wíndrowing and loading hay / Nils Bengtsson. Uppsala: Almqvist a.Wiksell, 1983.-38 p.

28. Пресс-подборщики зарубежных фирм для формирования крупногабаритных прямоугольных тюков: Анал. справка (обзор) / Росинформагротех. М., 2001. - 13 с. - (Система аналитической информации).

29. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. H. J. Matthies, Dr. agr. F. Meier Yearbook Agricultural Engineering, №6 1993 \\ H.-H. Harms Crop collection, P. 118 124.

30. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. H. J. Matthies, Dr. agr. F. Meier Yearbook Agricultural Engineering, №7 1995 \\ H.-H. Harms Crop collection, P. 129 138.

31. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. H. J. Matthies, Dr. agr. F. Meier Yearbook Agricultural Engineering, № 8 1996 \\ H.-H. Harms Crop collection, P. 125 134.

32. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. H. J. Matthies, Dr. agr. F. Meier Yearbook Agricultural Engineering, № 8 1997 \\ H.-H. Harms Crop collection, P. 142 148.

33. Справочник по настройке и регулировке сельскохозяйственных машин / Ф.Е. Аниферов, Е.И. Давидсон, П.И. Домарацкий и др. Сост. А.Б. Лурье.- Л.: Колос, Ленингр. отд-ние, 1980. 256 с.

34. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства.- М.: Информаагротех, 1995. 208 с.

35. Кряжков В.М. Надежность и качество сельскохозяйственной техники.- М.: Агропромиздат, 1989. 335 с.

36. Белов В.В. Пути снижения колебаний в механизмах сельскохозяйственных машин // Техника в сельском хозяйстве. -1999. № 3. С. 13 - 16.

37. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин / Под ред. канд. техн. наук М.И. Клецкина. Т.З. М: Машиностроение, 1968. - 744 с.

38. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Под ред. А.В. Красниченко. Т.2. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. М. 1961. 863 с.

39. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1971.-240 с.

40. Житомирский В.К. Механические колебания и практика их устранения. -М.: Машиностроение, 1966. 176 с.

41. Антоненко А.А. Влияние микрорельефа поля на потери урожая неподобранным колосом за подборщиком при уборке зерновых в Западном Казахстане. Автореф. дис. к.т.н. Ульяновск, 1969.-25 с.

42. Озеров A.M. Экспериментальное и теоретическое исследование процесса подбора сена из валка и обоснование основных параметров и оптимального режима работы барабанного подборщика. Автореф. дис. . к.т.н. М., 1963.-27 с.

43. Обзор рекламных проспектов новых пресс-подборщиков фирмы «Massey Ferguson».

44. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев A.B. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие для вузов. М.: Машиностроение, 1985. - 536 с.

45. Белов В.В. О механизмах сельскохозяйственных машин // Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин в растениеводстве и животноводстве. Сб. науч. тр. СПбГАУ, СПб, 2000. С. 99 -102.

46. Котлевич A.B. Технологии и машины для заготовки кормов из трав и силосных культур. Минск: Ураджай, 1991. - 383 с.

47. Афанасьев Н.И., Дьяченко В.А., Сорокин Э.П. Жатвенные механизмы кормоуборочных машин. Мн.: Ураджай, 1983. - 136 с.

48. Резник Н.Е. Кормоуборочные комбайны. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1980.-375 с.

49. Белов В.В. О механизмах уравновешивания рабочих органов сельхозмашин. Техника в сельском хозяйстве. 2002. № 2 - С. 38 - 39.

50. Колесников Ю.А., Сапунков А.П. Пособие машиниста пресс-подборщика. -М.: Агропромиздат, 1985. 127 с.

51. Особов В.И., Демишкевич Э.Б., Губарев А.Н. Технические средства для заготовки грубых кормов в прессованном виде. Обзорная информация. Вып. 1., М.: ВНИИКОМЖа, 1982.-53 с.

52. Пресс-подборщик рулонный ПРП-1,6. Техническое описание и инструкции по эксплуатации ПРП. 00.000.000. ТО., Ордена Трудового Красного знамени завод сельскохозяйственного машиностроения им. Фрунзе, 1977 - 75 с.

53. Пресс-подборщик рулонный ПРП-1,6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. В/о «Трактороэкспорт», М., 1985. - 47 с.

54. Пресс-подборщик рулонный ПРП-1,6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. В/о «Трактороэкспорт», М., 1985. - 63 с.

55. Горбачев И.В., Халанский В.М., Косицын И.И. Машины для прессования сена, подбора и транспортирования тюков и рулонов: Учебное пособие. -М.: Высшая школа, 1984. 119 с. (профессионально-техническое образование).

56. Пресс-подборщики ПРП-1,6, ПС-1,6, ПС-1,6А, ПК-1,6А: Руководство по ремонту: Утв. подотд. Эксплуатации и ремонта маш.-тракт. Парка Госагро-прома СССР 19.12.86. М.: ГосНИТИ, 1987. - 23 с.

57. Пресс-подборщик рулонный ПРП-1,6: Руководство по текущему ремонту. РТ 70.0001.043-83. Утв. Главремонтом Госкомсельхозтехники СССР 30.12.83.-М.: ГосНИТИ, 1984.-32 с.

58. Белов В.В. Теоретические основы анализа и синтеза пружинных механизмов: Монография. СПб., 2005. - 354 с.

59. A.c. 1559453, СССР, ДСП, МКИ4 A01D 45/26. Устройство навески рабочих органов / В.В. Белов, Вит. В. Белов. Зарегистрирован 22.12.1989.

60. Лурье А.Б. Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления. М.: Колос, 1979. - 312 с.

61. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. М.: Колос, 1970. - 216 с.

62. Лурье А.Б., Любимов А.И. Широкозахватные почвообрабатывающие машины. Л.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

63. Лурье А.Б., Громбчевский A.A. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. Л.: Машиностроение (Ленингр. отделение), 1977. 528 с.

64. Коркин В.И. Исследование динамики пресс-подборщика как объекта автоматизации. Автореф. дис. .канд. техн. наук., ЛСХИ, 1974. -23 с.

65. Стяжкин В.И. Исследование динамики навесного подборщика тресты ПТН-1 с целью улучшений показателей его рабочего процесса. Автореф. дис. . канд. техн. наук, ЛСХИ, 1982. -16 с.

66. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М., 1975. - 640 с.

67. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1973. - 592 с.

68. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. Учеб. для втузов. -12-е изд., стер. М.: Высш. шк., 1998. - 416 е., ил.

69. Пейсах Э.Е., Нестеров В.А. Система проектирования плоских рычажных механизмов. М.: Машиностроение, 1988. - 232 с.

70. Белов В.В. Исследование механизмов подвески // Техника в сельском хозяйстве. М. - 2001. № 4. - С. 34 - 35.

71. Пат. RU №2199449 МКИ4 7B60L 5/24, 5/08. Устройство подвески токоприемника/В.В. Белов, C.B. Белов, О.В. Белова. Опубл. 27.02.2003, Бюл. №6.

72. Сечкин B.C., Белов В.В. Оптимизация пружинного механизма сельхозмашин // Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. СПбГАУ, СПб., 2000.-С. 92-98.

73. Пугачев B.C., Казаков И.Е., Евланев Л.Г. Основы статистической теории автоматических систем. М.: Машиностроение, 1974. - 400 с.

74. Белов В.В. Методика оптимизации пружинного механизма навески сельхозмашин // Совершенствование и развитие мобильной энергетики в сельском хозяйстве: Тез. докл. 10-й научно-практ. конф. вузов Поволжья и Преду-ралья. Чебоксары, 1998. С. 9 -11.

75. Белов В.В. О минимальной нагрузке на копирующее устройство сельхозмашины // Роль научного обеспечения в реформировании АПК: Тезисы докладов научной конференции молодых ученых. СПб.: СПбГАУ, 2000. - С. 7 -9.

76. Белов В.В. Определение минимальной нагрузки на копирующее устройство сельскохозяйственных машин: Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук // Научно-теоретический журнал. 2000. № 6. - С. 47 - 49.

77. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теории колебаний. Учебное пособие для студентов Втузов. Изд.-З-е, исправ. и допол. М., 1975. - 248 с.

78. Белов В.В. Параметры системы копирования рельефа поля, повышающие эффективность капустоуборочной машины. Дис. . канд. техн. наук. Л., НИПТИМЭСХ, 1989. 220 с.

79. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / Пер. Я.Г. Пановко с 3-го америк. издания, перераб. совместно с Д.Х. Янгом. 2-е изд. М.: Наука, 1967.-444 с.

80. Лучинский Н.Д. Кинематика и динамика некоторых механизмов сельскохозяйственных машин. М.: Колос, 1972. - 444 с.

81. Белов В.В. О приведенной жесткости механизма уравновешивания рабочих органов сельхозмашин // Техника в сельском хозяйстве. 2003. № 1. -С. 37-38.

82. Белов В.В. Исследование механизма подвески рабочих органов // Техника в сельском хозяйстве. М., - 1999. № 4. - С. 27 - 30.

83. Белов В.В., Ружьев В.А. Оптимизация механизма подвески рабочего органа пресс-подборщика // Технологии и средства механизации сельского хозяйства: Сб. науч. трудов СПбГАУ. СПб, 2006. - С. 39 - 44.

84. Белов В.В., Ружьев В.А., Лапин В.А. О некоторых результатах исследования механизма подвески // Технологии и средства механизации сельского хозяйства: Сб. науч. трудов СПбГАУ. СПб, 2005. - С. 31 - 36.

85. Лапин В.А. Применение ЭВМ в научно-исследовательской работе при динамометрировании в лабораторных и полевых условиях // Технология и средства механизации сельского хозяйства: Сб. науч. тр. СПбГАУ. СПб-Пушкин, 2005. - С. 27 - 30.

86. Высоцкий A.A. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. -М.: Машиностроение, 1968.-247 с.

87. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере / Под ред. В.Э. Фигурнова. М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995. - 384 с.

88. Литтл Т.М., Хиллз Ф. Дж. Сельскохозяйственное опытное дело. Планирование и анализ / Пер. с англ. Б.Д. Кирюшина; Под ред. И с предисловием Д.В. Васильевой. -М.: Колос, 1981. 320 с.

89. Морозов В.В., Зимин И.Б., Гуляев Д.В. Основные понятия о математическом планировании и подготовке к проведению многофакторных экспериментов. Методическое пособие (часть I). Великие Луки: редакционно-издательский центр ВГСХА, 2005. - 63 е.: ил.

90. Валге A.M. Обработка экспериментальных данных и моделирование динамических систем при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства. СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2002. -176 с.

91. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1980. -168 с.

92. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. М.: Издательство АПМ - Автоматизированное проектирование машин, 2000 - 472 с.

93. Хайлис Г.А., Ковалев М.М. Исследование сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных. М.: Колос, 1997. -169 с.

94. Листопад И.А. Планирование эксперимента в исследованиях по механизации сельскохозяйственного производства / ВАСХНИЛ. М.: Агропром-издат, 1989. - 88 с.

95. Доспехов В.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Аг-ропромиздат, 1985.-351 е.

96. Аверьянова Г.А. Расчеты на прочность, жесткость и устойчивость деталей машин: Учебное пособие. В. Луки: ВГСХА, 1995 -196 с.

97. Общетехнический справочник / Под ред. Е.А. Скороходова 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1982. - 415 е., ил. (Серия справочников для рабочих).

98. ГОСТ 13772-86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Пружины II класса разряда 3. Изд. стандартов. -М., 1999.-7 с.

99. ГОСТ 13764-86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Классификация. Изд. стандартов. М., 1992.-6 с.

100. ГОСТ 13765-86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Обозначение параметров, методика определения размеров. Изд. стандартов. М., 1992. -16 с.

101. Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник. JL: Машиностроение, 1990 - 669 с.

102. Программа регистрации показаний весового терминала TVREG. Версия 1.0. Руководство пользователя; Controller.exe программа связи с оборудованием. Описание программы. - Красково, 2005. - 8 с.

103. ГОСТ 28287-89 (CT СЭВ 6545-88) Машины сельскохозяйственные и лесные. Пресс-подборщики. Методы испытаний. Издательство стандартов. -М., 1990.-10 с.

104. ГОСТ 20915-75 (CT СЭВ 5630-86) Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. Издательство стандартов. М., 1975. -34 с.

105. Гусев В.А., Мордкович А.Г. Математика: Справочные материалы -2-е изд. М.: Просвещение, 1990. - 416 с.

106. Белов В.В., Ружьев В.А., Лапин В.А. Анализ результатов экспериментальных исследований механизма подвески параллелограммного типа // Технологии и средства механизации сельского хозяйства: Сб. науч. трудов СПбГАУ. СПб, 2005. - С. 37 - 42.

107. Белов В.В., Ружьев В.А. Оптимизированный механизм подвески рабочего органа пресс-подборщика // Известия Санкт-Петербургского Аграрного Университета. Ежегодный научный журнал 2005. № 2 - С. 67 - 69.

108. Ружьев В.А. Пресс-подборщик ПРП-1,6 усовершенствован // Сельский механизатор. — М., 2006. №10. С. 32 - 33.

109. ГОСТ 23728-88 ГОСТ 23730-88. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 47 с.

110. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. В.: ВНИИЭСХ, 1998. - 200 с.

111. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Колос, 1980. -112 с.

112. Попович И.В. Методика экономических исследований в сельском хозяйстве: Учебное пособие для студентов с.-х. вузов экон. спец. 4-е изд., пере-раб. - М.: Экономика, 1982. - 216 с.