автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение технико-экономических показателей МТА путем применения ведущих колес сельхозмашины

' ЧЕЛЯБИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАЧКИ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукоппсл K0KAPSB АЛЕКСЕИ ЮРЬЕВИЧ

ПОЕШЕНйЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ №\ ПУТЕМ ПРН.Е1Ш1ИЯ ВЕДУЩИХ КОЛЕС СЕЛЬХОЗМАШИНЫ

05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

А В Т О Р Е О £ Р А Т лнссэртзцли на соискание ученой степеш кандидата техшпзсгатх наук

Г.ЧЕЛЯБИНСК - 1391г.

Работа наполнена на кафедре "Тракторы и автомобиля" Челябшс-кого ордена Трудового Красного Знамени института механизации л электрификации сельского хозяйства.

Нзучнкй руководитель - кандк-да? технических .наук, профессор

Кычэв В.К.

ОСкздальпые оппоненты - доктор технических наук, профессор

ка^едри "Эксплуатация 'мгсжшс-трак-торного парка" Дорохов А.П. - кавдядат техническое наук, старший прегодЛЕЗтель Чилжаров С.Ф.

Еедуцее предприятие - НПО "Целкнсальхогмзханизэция"

(г.Кустакай)

Защита состоится " 25 " апреля 1991г. в_ч. на

заседании специализированного совета К 120.46.01 Челябднскс-го института механизации■и электрификации сельского хозяйства по адресу: 454080 г. Челябинск, проспект юл. В.И.Ленина, 75,

чкмзсх

С диссертацией мохно ознакомиться б библиотеке институте.. .с.горефзра? разослан "2.2^___м-.ч"та__1Р?1г.

: ' :-х.>:.:ч-.'-у;у, ;;•' " '• •'■

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное сельскохозяйственное производство невозможно без высокого уровня механизации технологических процессов. Повьппекие эффективности земледелия, в первую очередь, основано на применении индустриальных технологий, бази-руквдхся .на энергосберегающих методам производства и высокопроизводительной, .в том числе, широкозахватной технике.

Применение ¡широкозахватных агрегатов предполагает использо-¿вацие тракторов .с повышенной мощностью двигателя. Для эффективно^ использования .мсщюсти необходимо увеличивать кассу энергетического средства .и .расширять площадь контакта его ходовой системы. Однако, в большинстве случаев это приводит к резкому ухудшению условий развития растений. Таким образом, существует противоречие между необходимостью повызэния производительности ЬГГА и созданием благоприятных почвенных условий для развития растений, роста урожая.

Применение в сельскохозяйственном производстве тягово-при-водных агрегатов с приводом опорно-ведущих колес сельхозмашн (ТПА) дает возможность преодолеть вышеперечисленные трудности и резко повысить производительность агрегата. Технико-экономические показатели (ТЭП) такого агрегата в значительной степени зависят от распределения мощности двигателя между ведущими мостами ТПА.

Таким образом, работы, связанные с совершенствованием технико-эксплуатационных показателей ТПА с приводом опорно-ведушх колес сельхозмашины представляются своевременными и необходимыми, так как исследования в данном направлении ведут к повышению, эффективности земледелия и имеют особую актуальность.

Целью работы является разработка и обоснование кинематических параметров привода движителей сельхозмашины. Что .позволяет повысить производительность агрегата путем увеличения кирпны захвата СХМ.

Объект исследования. Взаимосвязь основных технико-экономических показателей ТРА (КПД ходовой системы агрегата, тягового КПД агрегата, производительности и удельных энергозатрат) с коэффициентами кинематического несоответствия частоты вращения ведущих колес агрегата и распределения его тягового усилия между трактором и сельхозмашиной в различных условиях эксплуатации.

Научная новизна работы заключается в следующем :

- обоснован критерий оценки эффективности распределения мощности двигателя по ведущим осям ТПА;

- разработана математическая модель распределения мощности

в МГА с переменной технологической массой и ведущими колесами сельхозмашины, позволяющая установить зависимости ТЭП агрегата от конструктивных и технологических параметров сельхозмашины. также позволяющая выбрать рациональные соотношения параметров привода ведущих колес СХМ;

- получены аналитические зависимости, позволяющие обосновать максимально-допустимую ширину захвата тягово-приводного агрегата с ведущими колесами СХМ.

Практическая ценность. Предложении параметры привода опорно-ведущих колес СХМ (кинематическое рассогласование, коэффициенты распределения мощности и тягоеого усилия) позволяющие комплектовать перспективные широкозахватные СХМ с тракторами меньшего тягового класса, но большей энергокасыцености. .При этом достигается увеличение производтельности МГА и снижение расхода топлива на единицу обработанной площади. Дана возможность исключить из технологического процесса посадки картофеля трактора тяговых классов 20 и 30 кН.

Ка осноЕе математической модели разработана программа расчета на ЭВМ, позволяющая определить рациональные кинематические, силовые и мошностные параметры ТПА в различных условиях эксплуатации, в том числе при переменной массе сельхозмашины.

Внедрение. Разработанный картофелепосадочный агрегат испытан в учебно-опытном хозяйстве ЧИМЭСХ. Результаты исследований используются заводом сельскохозяйственных машин им. 60-летия БССР (г.Лида), в учебном процессе по дисциплине "Теория и расчет тракторов и автомг.билей" для студентов и слушателей ФПК ЧИМЭСХ. Разработанная математическая модель, программа расчетов параметров модели и результаты исследований приняты для использования ГСКБ Минского тракторного завода (г. Шнек).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на' научно-технических конференциях ЧИМЭСХ (г. Челябинск, 1988.. .1991 гг.), КСХИ (г. Курган ,1989 г.). АСХИ (г.Барнаул, 1990 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, получено 1 положительное рекение ВНШГПЭ.

Структура и oOteM работы. Диссорташонная работа состоит из ьредения, шести глав, выводов, библиографии (136 наименования] и приложения (23 страницы). Содержание работы изложено на 157 страницах, вглючае? 15 таблиц, "7 рисунков.

СОДЕРЖАШЕ РАБОТ к í'- к ведении обоснована актуальность теми, научна* и практн-

ческая значимость работы. Сформулированы основные положим, выносимые на залету, показана связь проведенного исследования с тематическим планом научных- работ ЧИМЭСХ.

В первой главе проведен анализ работ посвяеэшш методам повышения производительности маимнко-тракторных агрегатов (МЛ); проанализирован!-» состояние вопроса в области Функционирования многоосных пожоприводных ¡лавин (агрегатов); рассмотрены особенности работы многоосного агрегата обусловленные переменной технологической массой сельхозмашины. Б качестве приоритетно;! лроб-леммы принято поЕьа'зшгэ техннко-экококических показателен (T3IB МГА путем увеличения числа ведуслх органов.

Исследования многих ученье, Киртбая D. К , Чудакова Е. Л. , Кашгика В. В. , Горина Г. С. , Кычева В. К., Медведева В. К. , Антонова В. С. , Смирнова Г. А., Платонова В. Ф. , Петрова Г. Л. , Вагина Ю. И. , Калягина В. iL , Бурцева В. В. и ряда других, показывает, что одним из важей^нх резервов повышения ТЭП агрегатов ЯЕЛлетел улучшение их тягово-ецепных свойств, достигаемое применением на сельскохозяйственных матанах ведущих колес.

Zs анализа работ следует, что выходные параметры многоосных UTA существенно зависят от соотношения тягово-сцепних показ?.?«. -лей ведущих мостов агрегата; несовпадения колеи ведущих колес трактора и сельхозмашины (СХМ); переменной технологической массу С Ж Однако, работы в данном направлении представлены в мало", объеме исследован::;! и носят, з основном, поисковый характер.

В главе проанализирован вопрос применения Еедущих колес СХМ с точки зрения выполнения реального технологического процесса (посадки картофеля.).

Учитывая излоу.епкее, в работе поставлены следующие задачи исследования:

- разработать математическую модель .'-fTA с переменной технологической мзсс-ой и ведущими колесами сельхозмашины, позволяющую установись зависимости ТЭП агрегата от конструктивных и технологических параметров сельхозмашины, а такхе обосновать рациональную величину кинематического рассогласования с приводе ведущих колес СИ;

- обосновать критерий эффективности применения веду®::-: колес СХМ и рационального распределения мощности медду ведущими колесам;: агрегата;

- оценить влиян.че кинематических, силовых и мощкостнкх параметров МГА с опорно-ведуда.эд! колесам! СХМ на его технико-экономические показатели.;

• ш-свести экспериментальную проверку результатов исследован: у.о результатам шштсшй дать техни1»-эчоио:«кческую оценку "лль&огаивя агрегата с ведущими юдоозди -саяаг.!»!.

Го второй главе рассматривается теоретические г-опрссы, г •-'»ллннш оценке работы и созданию тягово-приводного агрегат; ГЗД7ВИМИ колесами сельхогмашши, к.глнш::о распределения шккс 1.-е.г'ду ведущими осям:; агрегата на энергетически к технико-зкс мические показателя агрегата. Разработана математическая ко; распределения мощности в агрегата с вещими колесами СХМ г* меннса технологической массы.

В качестве основных критериев сЧЧ^ктивнооти работ ИГЛ г вяты технико-эконошчески? показатели агрегата: производите кость в час чистого времени (техническая):

Ыг-Нс^ЕгаС/Кео -г так (1) '

и удельный (погектарный) расход топлива :

-"»с*

(Сг^- часовой расход топлива; Мс - момент сопротивления на есл двигателя; оОс- частота вращения г ала двигателя; -тяговый К1 агрегата-.К^гудельное тягозое сопротивление рабочих органов с;

При использовании I ассы сельхозбанки в качестве сцепт' существенно меняется характер преобразования мошксстч двигать ля в полезную работу. В сеязи с этим, представляется целесооС разным энергетическую оценку работы аг'егата с ведущими кол* сам/1 сельхозмашины проводить по критерию максимальной моцос ти. расходуемой ка перемещение рабочих органов СХМ

Ац-Я-Уг, Лго-Х (о)

(/?-тяговое сопротивление рабочих органов СХ1«!; Кд-деПствиг-ля] скорость агрегата)

В качестве дополнительных оценочных показателен пспольг; ся параметры обусловленные агротехническими требованиями :

- допустимое уплотнение почвы (плотность). для определи !.ич данного критерия использовались аналитические ваьисимос] преддокзнные в работа:: Гуревич А. ¡А";

- лолустиуст оу!'лог5ичио и неравномерность свалил. Соштшюзть .уравнений, необходимых для расчета преьлат критериев зой'-ктивиоот!; представляет собой мнтематичес

тон »годна»-тр»кторко,-о агрегата.

ип;1 '•'•.р-^сгке :-":.гр;/агическо>: модели аршгги следующие

- 5 -

ризонтальной 11овеохности;

- линия тяги совпадает с продольной осью симметрии агрегата л параллельна плоскости поля;

- технологическая масса сельхозмашины приходится на ее ведущие колеса.

Основываясь на работах Кычева В. К принято условное разделение удельного тягового сопротивления сельхозмашшы Ю/ па удельное сопротивление пассивных рабочих органов Кро и удельное сопротивление сбусловленое перекатыванием массы С>ЗЛ КГ.

= (4)

В целях обоснования потенциальных возможностей агрегата с ведущими колесами сельхозмашины рассмотрим случая увеличения его ширины захвата при неограниченой мощности двигателя. Принимаем, что тяговая мощность трактора равна максимальному значению для данного почвеного Фона и постояна.

где Рпр0/7 - оптимальное тяговое усилие трактора;

Чдоа ~ допустимая скорость движения агрегата (по агротехническим, конструктивны!,! или др. требованиям).

Для облегчения дальнейшего анализа примем для тягового агрегата следующие обозначения: Вр'- сирина захвата агрегата; К/~-часть удельного сопротивления СХМ, обусловленная перекатыванием ее сцепной массы; Из'- мощность двигателя.

Извес>но,что увеличение ширины захвата агрегата (В) сопровождается непропорциональным повышением необходимой мощюсти двигателя (На) трактора. Увеличения ширины захвата и мощности двигателя выразим следующими- коэффициентами:

- Коэффициент увеличения ширины захвата

д - 3. (6)

• В'

- Коэффициент увеличения удельного тягового сопротивления сельхозмашины, обусловленного перекатыванием ее массы

л = (7)

* - -—и»-V*'

- Коэффициент увеличения мощности двигателя

ц _ М - { + Ц д „ ______ (8)

'( ^м - текущее значение части удельного сопротивления 0X1,1, обусловленное перекатыванием ее сцепной массы, при ширине захвата В\ К>1 - коэффициент, учитывали соотношение тягового ЫЩ трактора (£Ттр и тягового КПД сельхозмашины

В агрегата с ведущими колесами сельхозмааины, на крюк •трактора реализуется только часть тягового сопротивления СХ>. При этом мощность, передаваемая на опорно-ведущие колеса сель хозмашшы. прежде всего расходуется на перекатывание ее сцепко массы. Тогда, выражение (4) справедливо записиать как

км

(S)

С J? - коэффициент, учитывающий долю тягового сопрсхиьле- . ния сельхозмашины реализуемого тягой трактора) В решаемой задаче, при постояной мощности на крисе тракто ра, любой ширине захвата агрегата соответствует свое конкретно распределение мои эсги двигателя между трактором и сельхозиасн ной. В этом случае коэффициент J7 явдаетсч функцией ширины sax вата агрегата. В улрощеном виде выражзкио (S) запишется :

тогда

Да * с Я)

(10)

(id

где А; о; с1; с<> - обобщенные постоянные коэффициенты. Из выражения (Т1) еино, что увеличение мощности двигател

в зависимости от ширины гахвата агрегата имеет явно выражении

' нелинейный характер.

V

// ж/

к

Л'Л

. 1. обтай вид'гнТчзь:."dvTH:".^ TxT^u^Ywr "выи-чп-:.iu: и:р»»ць а . • >}£Г'. •.. ; • шипе ь* и . nv..

Исходя из условия сохранения удельных энергозатрат, увел; чивать ширину захвата сельхозмашины можно только до определение границы (см. рис. 1).

Л^Лг (Ш

•6

В конечном виде получено следующее условие для допустимого увеличения ширины захвата СИЛ с приводом ведущих колес:

XV

где

'41 0

Л«-?

(13)

(14)

( коэффициент, учитывающий соотношение механических КПД

трансмиссии (трактора и привода ведущих колес С ХМ (2П/,) ).

Принимая во внимание существующий уровень развития трансмиссии тракторов и приводов ведущих колес СХЫ, а также с учетом агротехнических требований, ряд коэффициентов неравества (12) имеет определенные границы (так например 0,85 <Ку< 1,18).

Учитывая это, сформулировано требование по допустимому увеличению ширины захвата СХ!.{ за счет применения на ней ведущих колес: для сохранения удельных энергозатрат тягово-приводного агрегата, с ведущими колесами СХМ, по сравнению с тяговым ЫТА, увеличение ширины захвата сельхозмашины не должно сопровождаться повышением ее удельной массы более чем на 20... 30%

С учетом поставленых задач составлена подсистема математической модели раскрывающая взаимосвязь между распределением тягового усилия (Кр), кинематическим несоответствием (IV) и распределением мощности мевду ведущими колесами агрегата (К,.):

«р 1<„

и*

К- = К. /(Р '

Р Ч>Г > \ '¡срг

>

(15) г

где ~ коэффициенты учитывающие буксование и

сопротивление перекатыванию колес трактора и СХМ соответственно.

_ 8 ..

Дополнительно в подсистему входят :

- уравнение Ю. К Киртбая для расчета буксоьйяй? ведущих колес агрегата в зависимости от тягового усилия и сцепной массы;

- уравнения Д. А. Чудакова1 для расчета КПД трансмиссии трактора и привода Ееду©1х колес СХМ, доработанные автором диссертации с учетом распределения мощности по ведущим колесам агрегата, фи этом КПД. учитывающий суммарные механические потери в трансмиссии агрегата С ) определялся по зависимости :

- уравнение К В. Гуськоза для расчета потерь на перекатывание колес агрегата, с учетом методических рекомендаций 1ШИИМЗСХ.

Степень преобразования мощности двигателя в тяговую ысщ,-нооть агрэгата оценивался тяговым КГЩ агрегата:

Л-г, ■ 2т„ а?)

С целью реального моделирования процесса работы кТА использована динамическая характеристика двигателя аппроксимированая в классе алгебраических полиномов. При этом момент сопротивления на валу двигателя представляет собой зависимость от распределения тягового усилия агрегата.

Езаи:,»связь неуду производительностью агрегата и технологической массой сельхозмашины имеет сложный нелинейный характер, соответствующий зависимостям буксования ведущх колес агрегата от текущего значения коэффициента сцепления движителя с почвой с учетом характера изменения рационального распределения мощности.

Средние значения оценочных критеоизв тягово-приводного агрегата с переменной массой (аа один цикл изменения массы) определялось как: производительность в час чистого времени

1 а,

Уазльный расход топлива

I

(и,- яаксиыг>ы:эе и мйныгаглное значение снепной м»ооы СХМ)

Под озч::м Ц-'И^о.! изменении массы принято изменение сигпнгй сельхозмашин;.' во ;,ремя шлкш.мшя технологического принесем о? максимахее : .^.-сй^я то |шш..ги ьногс н*,оорот.

!-ае:.ьоотйная •.'•гге.л^тгтескар. ».'Одсль ЭТА на колееного

- о -

трактора и сельхозмашины о приводом опорно-ведущих колес, позволяет устанаЕИТь зависимость технико-экономических показателей агрегата от: технологической массы СХИ и ее переменного характера с учетом несовпадения колеи ведущих колес агрегата; тягового сопротивления пассивных рабочих органов С ХМ; кинематических и энергетических параметров привода опорно-ведущих колес сельхозмашины. "Модель позволяет обосновать рациональную величину кинематического несоответствия между ведущими осями агрегата.

В третьей главе приведены цель, программа и методика экспериментов. Выбор регистрирующей аппаратуры, методов измерения исследуемых параметров проводился с учетом требований ГОСТов.

В качестве предмета экспериментальных исследований выбран агрегат в составе трактора тягового класса 14 кН (MI3-80) л сео-тирядной картофелесажалки КОМ-б (агрегатируемой в тяговом рехимэ тракторами класса 30 кН). Изготовлен привод ходовых колес картофелесажалки от синхронного ВОМ трактора.

На первом этапе исследований получены данные позволившие : аппроксимировать динамическую характеристику двигателя трактора; уточнить коэффициенты аппроксимации используемые в математической модели; сократить число регистрирующих параметров при проведении второго этапа экспериментальных исследований; провести проверку-нормального закона распределения основных регистрируемых показателей тягово-приводного агрегата; уточнить кинематические параметры экспериментального тягово-приводного агрегата.

Второй этап - проведение экспериментальных исследований на основе теории планирования эксперимента. В качестве плана эксперимента использован симметричный квази-О-оптимальный план второго порядка.

В результате апприориого ранжирования в качестве основных управляемых факторов выбраны: суммарное тяговое усилие агрегата; сцепная масса сельхозмашины; передаточное отношение привода ведущих колес С ХМ; характеристика почвенного фона.

Третий этап экспериментальных исследований заключался в проведении сравнительных испытаний серийных тяговых агрегатов ДТ-75М+КСМ-6, МТ3-601-КСМ-б и опытного образца агрегата в составе трактора МТЗ-80 и картофелесажалки КСМ-б с приводом ходовых колес. Сравнительные испытания проводились в хозяйственных условиях на полях учебно-опытного хозяйства ЧИМЭСХ.

Регистрирующая аппаратура, состаяиая из двенадцатиканаль-ного осиилографа К-12-Е2,тенвоусилителей ТА-5, многоканальной измерительно-регистрирующей аппаратуры ЭИА-ПМ (Ш70) и счет-

• чнка расхода топлива ШЫ79. размещалась ка тракторе исследуе-шго агрегата Погрешность измерений не привысила 4Z.

Обработка экспериментальных данных осуществлялась ьзтодаыи к-атештической статкстаки на ЭШ ДВК-2. Аппроксимаши зависимостей. ьшогофакторное моделирование процесса функционирования ТПА, . стаизвация параметров тягово-приЕодного агрегата проводилась на Ш серии IBM PC.

В четвертой главе представлены результаты аппроксимации дп-нащческоЯ характеристика двигателя Д-240Л; завискшстей Суксо-Еанкя ведущих колес трактора и сельхозмашины от тягового усилия и сцепной массы; значения ШШ. учитывающих механические потери в тргксшссии агрегата.

В результате ■ проверки адекватности математической модели устаковленно. что в пределах факторного пространства расхождение результатов не привьпзает сести процентов. Сравнение критериев Ёгззра показало, ¿то при 5£-ом уроЕне значимости гипотеза об адекватности экспериментально-теоретической модели тягобо-при-еодкого агрегата с ведущих колеса«! СЖ переменной технологической массы, не отвергается.

В главе 5 представлены результаты исследований агрегата с ведущая колесами и переменой технологической массой ОЖ

Установление, что законы изменения основных ТЭП агрегата с приводом Еедуих колес ОЖ Wj- • 2та от Распре-

деления мощности" имеют экстремальный характер. При это области 5кстрекакьных значений не совпадают. При передаточном отношении трактора' i-90 распределение мокщости двигателя, соответст-_ вукза максимальной производительности равно К}р 0,56, кикеда-

■ sk-sckgs несоответствие Ку«1.04, При таком кинематическом, си-лов-oii и 1яавоотном распределении происходит рациональное сочетание паре.мэтров и>с и'КПП ходовой системы агрегата при которой достигается максимальная рабочая скорость Уд.

При выполнении технологического процесса сцзпкая ыасса исследуемого агрегата, постоянно укзяьпЬется. Еья исследуемого агрегата £рио, 2) снижение массы сагаяки с i т до 2 т приводит .: увеличению абсолютного значения производительности т если-

л Vr (\, 63 re/ч li сшЬани» удельного расхода топ-сза lit', д 1,4 кт/га.

Изменениз иассы CXi.i приводит к изменению рациональных гьыек'Л Ky к соо1-кетят7.уиза ему Кр к Kf,. Максимально;: производит? - сне Р.; при изменении сапной. vr- ;сы ОН на 2 т со-;.';&eTcvL-v}jr р^моь'^тные зка^еп;:п к^кематич^когс- ;:е-

соответствия (от 0,99 до 1,10). Для минимального удельного расхода топлнга то гл изменение сцепной массы (рис.3) приводит к увеличению рационального Kv о? 0,97 до 1,08.

Изменение технологической !.;ассы ¡сартофелесагалки приводит к изые :iK.i3 не только ее сцепной массы, ко и изменению тягового сопрсг.пзления рабочих органов. В связи с этим, размах ( з ) тягового усилия, по_ экспериментальным данным достигает

s-|R - П |-4,3 КН, при H(R)-12kE . таг ntin

Есе это пр-гводи? к изменения не только абсолютных значений оценочных критериев работы ТПА, но и к изменению рационального распределена мопгюстп двигателя «езду трактором и СХЧ На рис. 4. представлена функцга отзслика рационального га-нематическсго несоответствия' (по '^U^J з зазиси.\гости от суммарного тягоеого усилия и сцепной массы (ЛИ.

Еа рис.5 изобразвн характер изменения производительности гартофэлепссадочнсго агрегата с приводом ходовых колес сажалки и удельного расхода топлива в зависимости от технологической массы саиалки при условии автоматического поддергснпя рационального распределения иззцостп ыегкду трактором и СЖ

При полней разгрузка бункера картсф-элесагалга целее число раз на один гектар, производительность в чао чистого времени агрегата ИГЗ-80 + KCLE-б* с приводом ходовых колес сажалки составила 2,83 га/ч, соответственно удельный расход топлива 5,4 кг/га. При этом рациональный козффпдазпт распределения мсдности двигателя кекду Еедуиимя ссяш агрегата изгоняется от 0,63 до 0,51 и рациональное кикематпчесгае несоответствие ст 0.G7 до 1,14 в зависимости от технологической L'ticcu са-талки.

Сравнительные испытания гар'гс^эяепссалочннх агрегатов У?3-80^11-6-1. ДТ-ТоМЯ'-СМ-б-! и Ш-еа+Г-СИ-б' (с приводом ходо-tijt колес са:плки) показали, что вздедстЕШ высокого тлгоеого сопротивления серийной сазшкз! KCli-S, не допустимо ее агрегатирование в тяговом pcrciwe троктсром класса тяги 14 кН. В этом случае буксозаппз гедща колес трсссгора в несколько раз превышает агроте;ц!ичес!гд допустимее и в условиях повышенной влажности г-очш достигает О,СО. ..1,00.

Применение пргаода кодовый колес сажалки КОМ-б позволило умепьппть буисованж кедутпих колес трактора до 0,03.. .0,12. При *том производительность картс^ладосадочного агрегат?, з «гас чистого .времени, тгр:: пседэтсчком отнесении -грансмлсскч трактора сгс^апила 2,3а гч/ч.

В результате испытаний установлено, что плотность почвы по колее ведущих колес картофелесажалки КОМ-б (р-1,19-1,21 г/куб. см) не превышает плотность почвы после прохождения существующего агрегата ИГЗ-Ш+КСМ- 4 (р-1,29-1.32 г/куб. см), при этом плотность почвы по колее трактора исследуемого агрегата составила р-1,16 г/куб.см. Среднее значение буксования ведущих колес трактора КГЗ-80 не привысило 0,087; - коэффициент вариации буксования 0,028; размах буксоьания не болеем 9% ( ± 0,0078);

Таким образом, агротребования на равномерность распределения клубней, при работе агрегата ЮЗ-80+КСМ-6' с приводом ходовых ■ колес сажалки, не нарушены, а качество ее.работы с позиции уплотняющего воздействия движителей на почву, по сравнению с существующим 4-х рядным картофелепосадочным агрегатом, - не ухудшаются.

Картофелесажалка КС&-6 является скоростной машиной. Для достижения максимально допустимой рабочей скорости исследуемого агрегата, при соблюдении рационального режима работы, необходима номинальная мощность . двигателя колесного трактора класса тяги 1,4 не менее 76. . .88 кВт, в зависимости от КПД привода ведущих колес картофелесажалки. Среди тракторов-тягового класса 14 кН (на базе трактора МГЗ-80) необходимой мощностью' обладают перспективные трактора 1ГГЗ-100. При работе с картофелесажалкой КСМ-б с приводом ходовых. • колес необходимо комплектование указанных тракторов,, узкопрофильными.шинаш (типа- Я-201).

ДЬотая глава содержит оценку ожидаемой технико-экономической эффективности использования агрегата с'ведущими колесами сельхозмашины переменой технологической масса. Расчеты проведены .для агрегата в составе трактора тягового класса 1,4 (МТЗ-100; N'0-77,3 кВт) и картофелесажалки КСМ-6 с приводом ходовых колес, в сравнении с существующими картофелепосадочными агрегатами.

Ожидаемый экономический эффект на один шестирядный картофелепосадочный агрегат ЮЗ- 100+КСМ-6 с приводом ходовых колес сажалки, ю сравнению с агрегата);« ДТ-75М+КСМ-6; Т-70С+КСМ-6; МТЗ-80+КСМ-4 составляет соответственно 37.350 и 470 руб за сезон.

Суммарные энергозатраты (согласно методике и рекомендаций ВИМ) при посадке картофеля по сравнению с вышеперечисленными агрегатами сокращаются на 10%, 13% и 20% соответственно.

- ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ: 1. Применение ведущих колес сельхозмашины приводит к снижению ее удельного тягового сопротивления, за сч^т чогс возможно увеличение рабочей ширины захвата с;<М при постоянном тяговом усилии

- 1S -

трактора. Таким образом появляется возтокность агрегатировать перспективные широкозахватные сельскохозяйственные машины с энергонасыщенными тракторами меньшего тягового класса.

2. Целесообразно, раьработку привода и технико-энергетическую сценку работы агрегата с ведущими колеса.«! СХМ переменной технологической массы проводить По критерию максимальной мощности, расходуемой на перемещение рабочих органов сельхозмашины.

3. Разработанная Математическая модель }ГГА с переменной технологической массой и опорно-ведущими колесами сельхозмашины, в отличии от существующих моделей, позволяет устанавить зависимость технико-экономических показателей агрегата от: технологической массы СХМ и ее переменного харгктера с учетом несовпадения ;:олеи ведущих колес агрегата; тягового сопротивления пассивных рабочих органов СХМ; конструктивных и кинематических параметров привода опорно-ведущих колес сельхоемашины; позволяет обосновать рациональную величину кинематического несоответствия меэду ведущими осям! агрегата.

4. Установленно, что зависимости V/^, ^Cv, ¿Ya. от кинематического несоответствия частоты вращения ведущих колос агрегата имеют экстремальный характер. При этом рациональные значения К*/, соответствующие экстремальным областям указанных показателей, не совпадают.

. 5. Для сохранения удельных энергозатрат агрегата с ведущими колесами СХМ, по сравнению с тяговым OTA, увеличение ширины захвата сельхозмашины не должно сопровождаться увеличением ее удельной массы более чем на 20... 30%.

б. Уменьшение сцепной массы сельхозмасикы при выполнении техно-логичес:юго процесса приводит к изменению кинематических параметров, силового и мошгостного ре.тамов работы ТПА, что требует соответствующего изменения кинематического согласования частоты вращения ведущих колес агрегата

Для картс$?лепосадочного агрегата 1ÍT3-80 + KCbí-б'с приводом ходовых колес сажалки установлено:

- уменьшение сцепной массы сажалки с 4С00 кг до 2000 кг в процессе посадки картофеля г .'ЗЬ'вэст увеличение производительности на 527. и уменьшение уделгисгс расхода топлива на <53%;

- применение привода ходозщ:: колес картофелгеалглки КОМ-6 позволяет агрогатировать ее трактором тягового класса 14 кИ. При атом буксование ведущих -^' .rava не привыкает !£/.;

- в за-..о'.;;'ости от технолтн'!-.-екей массы еэжалк.4. рациональное

мощности даигчт / ли »'-?жду Евздаш колесами ¿грога

та и рациональное согласование их частоты врашения необходим поддерживать в пределах :

по критерию Ит^ц,- от 0,66 до 0,51 , Ку от 0,97 до 1.14 по критерию % от 0.62 до 0.4? , Ку от 1,00 до 1.12

7. На основе результатов исследований предложена конструкция привода ведущих колес прицепной машины переменкой технологической массы (получено положительное решение ВНШГГО).

8. Для достижения максимально-допустимой рабочей скорости картофелепосадочного агрегата о приводом ходовых колес сажалки КОМ-б необходима номинальная мощность двигателя трактора (класса тяги 1,4) не менее 76...88 кВт, в зависимости от КГЩ привода ведущих колес картофелесажалки.

9. Использование широкозахватного картофелепосадочного агрегата с трактором МТ3-100 ( Не-77,3 кВт ) и сажалкой КСЫ-6 с приводом ходовых колес позвг яет сократить суммарные затраты энергии при посадке картофеля по сравнению с тяговыми агрегатами МТЗ-80+-КСМ-4, ДТ-75МНКСМ-6, Т-70С+КСМ-6 соответственно на 20%. ЮГ. и 13% ,

При этом производительность агрегата повышается соответственно на 57%. 6.2%. 29,4%, уменьшаются затраты труда ьа 40%, 6% и 23%.

Годовой экономический эффект на один шестирядный картофелепосадочный агрегат Ш3-100 + КСМ-6 с приводом ходовых колес сажалки, по сравнению с тяговым четырехрядным агрегатом МГЗ-80+КСМ-4, шестирядными агрегатами ДТ-75М+КСМ-3 и Т-70С+КСМ-6 составляет соответственно 470, 37 и 350 руб. за сезон.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Кокарев А. Ю. Распределение мощности тягово-приводного агрегата между ведущими колесами трактора и СЖ //Улучшение тягово-динамических качеств с.-х. тракторов: Сб. науч. тр./ЧИМЭСХ. Челябинск. 1989.' с. 21-25.

2. Кокарев А. Ю. К определению рациональных параметров МХА с опорно-ведущими колесами СХМ// Повышение использования мощности двигателей с. -х. тракторов : Сб. науч. трудов/ЧИМЭСХ. Челябинск, 1990.

3. Кокарев А. Ю., Ким С. А. Пакет прикладных программ расчета математической модели ТПА с опорно-ведущими колесами СХМ. Ин-форм. листок Челябинского ДНТИ. -Челябинск. 1990. -И 542-90.

4. Кокарев А. Ю. ,Ким С. А. .Старцев А. В. Картофелепосадочный агрегат с приводом опорно-ведущих колес сажалки. Информ. листок Челябинского ЦНТЙ.-Челябинск. 1990.-М 525-90.

5. Кокарсв А. КХ Экспериментальные исследования тягово-привод-ного агрегата Тезисы докладов XXXIII научной конференции Свердловского СЖ Свердловск. .1990.-с. 40-41.

6. А О. ... (Пол.реи. по заявке N 4626632/30 Привод ведущего моста крпцепной машины переменной технологической массы. От 26.03. Юг. / Кычев В. II. Когарев А. Ю.)

\Уг,гл/ч

2.5

2,0

1,5

1,0

1

—---

а

0,90 0,94 0,9а 1,02 1,06

Ку

Рно.2. . Изменение техн!1ческой производительности агрегата МТЗ-ВО + КСИ-6' от кинематического несоответствия и оцепной массы саяалки Ш-13 кН ;

1 »64,8) тр

1 - Ом - 40 КН ;

2 - Гл - 20 кН .

Рис.3. Изменение удельного расхода топлива ^ агрегата МГЗ-80 + КОМ-6' от кинематического несо-_ -ответствия и сцепной ыасси сажалки (К-13 кН ;

i -64,8) тр

1 - бл - 40 КН ;

2 - Ем - 20 кН .

!w

Pire.4. Зависимость рационального значения Kv (по мак-спталснс!* технической производительности) от сум'-^рного тягового усилия агрегата и сшпной массы сельхозмашины

{ поле, полготевлеяпзе под посев; i «6-i,6>

гр

'<» РАЦ.

1,15

1.05

0,95

3,0

2,5

2,0

1.5

Ку^-'

ГА/ч

! N / / /

\ \

________ \ \ \ \\ \ \ \

[Да

7,0

6,0

5,0

26

¿0

42

4,0

ВчлН

Рис. 5. .. Изменение технической производительности и удельного расхода топлива экспериментального картофелепосадочного агрегата ШЗ-80.ШЖ-6' за один цикл изменения его технологической массы, при условии поддержания рационального кинематического несоответствия. (поле, подготовленное ПОД посев;П -9,12; Л -14,1 кН; 1 - 64,8)

:-Нп пах тр

-И-1!-

№ -1,10 Ку = О.СЗ

Подписано л ел-с-/» г/ Щ.оз 9/ Фор паю 60*90 у/л5

Тирах? -/со . За^пз «г го1 чипэсу .