автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка малоэнергоемкой технологии террасирования склонов под виноградники и обоснование рабочих органов машин

Г 7

НШГО-ПРОИЗВОДСТЕЕННОЕ ОБЩШЙНКЗ "АН^СЕЛЬХОЭАЕХАНИЗЛЦКЯ"

На правах рукописи

МОВСЕСЯН ПЕТР МОВСЕСОВИЧ

РАЗРАБОТКА. ШОЭНЕРГОШОЙ ТЕХН020Ш ТЕРРАСИРОВАНИЯ СКЛОНОВ ПОД Ш01РАДНИ-КИ И ОБОСШМШЕ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН

Специальность 05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата'технических наук

ЕРЕВАН - 1992

Работа выполнена в Азербайджанском научно-исследо вате ль-скои институте изхавдзащш н экектрофикашш сельского хозяйства и в Армянской сельскохозяйственной институте.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Григорян Ш.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, старскй

научный сотрудник Агадкаклн Н.Д.

- кандидат технических наук Мелкошш A.A.

Ведущее предприятие - Ар^нская'Государственная 1ЛИ0.

в 19 час. на заседании сяепзахЕзнроваииого совета Д 132.03.Ol по sапите диссертаций на сонсканве учонай степени доктора наук при научно-производственном объединении "Араеельхозиехаиазацил*' по адресу: 378418 Республика Дрыеная, Наврнйский район, поселок Прошли, [ПО "Арасельхоэмехакгзацкл".

С диссертационной работой иокно ознакомиться в библиотеке объединения.

Автореферат разослан " / *-'

я

■AL г. -7f-

Ученый секретарь спецшишзкро ванною совета кандидат технических наук, стащив научный сотрудник

А.Г.Агадясанян

2

; t

. i ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

- "Актуальность теми. В условиях Республики Армения сооружение террас ннеот исключительное значение в целях борьбы с водной эрозией почв, тем более что 50-60? ее территории находятся на склонах, подверженных эрозийным процессам.

Проблема механизации горного земледелия неотделима от проблемы предотвращения водкой эрозия почв, приносящей ежегодно огромные потери сельскому хозяйству.

Проблема рационального использования земель и повышения их продуктивности, вовлечение в сельскохозяйственное производство больших площадей ныне пустущнх земель - задача сегодняшнего дня. Наиболее значительна резервом в атом аспекте являются склоны, которые располагается в popœx районах. Так, в Республике Армения горкда массив» заадшавт 84$ всей территории № склонах крутизной свите 12° производится твррасировакав.

Вместе с тем технология в современные технически* средства для сооружения террас обладает целым рядом недостатков тех-то логического а конструктивного характера.

Из изложенного следует, что исследования, воевазавиво со-sepsencTBOванта технология сооружэкюг террас в цаяьв его воз-ювао полной механизации с номоиьв оввргосберегавошх техничвс-гих средств при повшении качества работы,•обосиовааия способа ¡троительства террас в разработке конструкции бульдозерного еррасера является актуальными и имев* как паучков, так и боль-ое практическое значение.

Цель м задачи исследования. Целью настояией работа явлает-в нсследоваане технологического процесса сооружения етупенча-нх террас, обоснование технологической схемы в основных пара-етров разработанных рабочих органов бульдозерного террасера.

В соответствии с поставленной цельв, выдвинуты следуввше адачи асследований:

- пивлсжие оеиовиых перспективных направлений по усовер-пствоваявв технологического процесса сооружения ступенчатых »ррае;

- разработка технологической схемы, выбор н обоснование

конструктивных параметров бульдозерного террасера;

- исследование энергетических и эксплуатационных факторов технологического процесса сооружения террас;

- экспериментальные исследования по уточнении результатов теоретических исследования и обоснование оптимальных конструктивных параметров и режимов работы бульдозерного террасера;

- проведение хозяйственных испытаний экспериментального образца с целью установления его экономической эффективности.

Объекты и место исследований. При разработке и обосновании параметров рабочего органа бульдозерного террасера, объектами исследований являлись:

- экспериментальный образец бульдозерного террасера с клиновидными рыхлительными зубьями по А.С.1375744;

- серийный бульдозер марки Д-607.

Исследования-и производственные испытания проводились в опытном хозяйстве Закавказской Государственной 1ШС на полях села Гетавен Азербайджанской республики и в лесном хозяйстве Идкеванского района Армении.

Методика исследований. Разработка и обоснование параметров рабочего органа бульдозерного террасера были проведены на основе теоретических и экспериментальных исследований с учетом агротехнических, конструктивных и энергетических показателей изучаемого процесса.

Теоретические исследования была проведены с использованием положений математического анализа, аналитической геометрии и теоретической механики. В экспериментальных исследованиях применены различные современные методы и средства измерений. Обработка и анализ результатов опытных данных проводились методами математической статистики и планирования эксперимента с использованием ЗШ "Наири-3".

Научная новизна. На основании проведенных теоретических исследований разработана конструкции бульдозерного террасера: обоснованы параметры и конструкции ковша, зубьев; установлены параметры полстна террас и режим работы террасера.

Экспериментальным путем подтверждена достоверность теоретических разработок.

Новизна конструктивных решений бульдозерного террасера ■ащищена авторским свидетельством 1375744.

Реализация результатов исследований. По результатам ис-¡ледований в Закавказской Государственной МКС и Армянском :ельскохозяйственном институте спроектированы и изготовлены 1кспериментальные образцы бульдозерного террасера и которые [рошли широкие хозяйственные испытания, подтвердившими работо-пособность агрегата. V

Результаты исследований приняты к использовании ШО "Груз-елиозмаш" при разработке почвообрабатывающей техники по но-енклатуре объединения.

Апрпбашя работы. Основные результаты диссертационной ра-оты докладывались и обсуждались на техническом совете Закав-азской МИС, на заседаниях кафедре сельскохозяйственных мапин рмСХИ и я НПО "Армсельхозмеханизация" в период 1987-1992 гг.

Пу6лиггтп;л результатов исследования. Основное содераанне иссертапнонной работы опубликовано в трех научных статьях н днон авторской свидетельстве.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, етырех глав, общих выводов и предложений, библиографии из'/Нац-энований, из которых 3 на иностранных языках.

Работа изложена на /3 ^страницах машинописного текста и одержитрисунков, таблиц и § приложений.

СОДЕШНИЕ РАБОТЫ _

Во введении обоснована актуальность темы я приведены ос-)вные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации на основе изучения и анализа ¡формационных и патентных источников, изложено современное »стояние вопроса сооружнния ступенчатых террас, проведен ана-[3 существующих методов террасирования, приведены технологи-

ческие схемы выполнения этой операции и классификация технических средств оо способам выполнения технологического процесса сооружения террас, типу рабочих органов. Сформулированы сель и задачи исследований.

На склонах крутизной 8-20° широко распространено строительство ступенчатых террас, которые представляв* собой площадки различно! ширины, расположенные на склонах в вице ступеней.

Практика строительства ступенчатых террас предполагает несколько их типов:

- простые ступенчатые;

- ступенчатые с полотном;

- покрытые гумусжрованной почвой;

- ступенчатые тврраен в валами.

Сооружение ступеичатыхтеррас позволит освоить новые земли преимуществен)» в шных районах страны с одновременным увеличением урожайности и качества возделываемых хультур. Поэтому при освоении еклоиов крутизной более 10° наиболее широкое распространение в мировой практике получило строительство ступенчатых террас.

Имеется ряд исследований, посвященных определенит оптимальных параметров ступенчатых террас: ширины полотна, угла насыпного откола, направления поперечного наклона полотна террасы н др.

Строительство ступенчатых террас в настоящее время в основном ведется с помощью универсальных бульдозеров Д-259, Д-492А, Д-493А, Д-607. Это объясняется более'высокими технико-эксплуатационными показателями бульдозеров по сравнение с другими малинами.

Передняя навеска'отвала, возможность его установки не только перпендикулярно, но и поп. острым угдоы к направлению движения. поперечный наклон 5-6° вправо или влево от него делам агрегат маневреннш. устойчивым, работу более качественной и мюномнческн выгодной.

К недостаткам бульдозерев при террасировании склонов можно отнести:

- отсутствие ограничителя глубины хода, способствующее ступенчатости поверхности полотна террасы;

- необходимость в проведении дополнительных работ по оправке и планировке;

- несимметричное распределение нагрузки по ширине отвала,

от запанного направления движения;

- неровностей на поверхности арочного откоса;

- утомляемость бульдозериста ввиду большого числа воздействий на рычаги управления.

Проведенный анализ литературы позволяет прийти к заключена: террасирование наполняется различии::! способами в зависимости от крутизны склонов. Ступенчатые террасы ложно сооружать на крутых склонах специальными землеройными машинами (универсальный бульдозер, террасер) с рабочими органами пассивного и активного действия. Мазаны для террасирования склонов с пассивными рабочими органами ¡шеют ряд преимушеств - простота конструкции и обслуживания, надежность в работе, меньшая энергоемкость , возможность сооружения террас на склонах с каменасты-ми включениями. Их недостатками являются постоянный увод трак-, тора от заданного направления движения и низкое качество полотна террасы, обусловленные несовершенством конструкции ограничится глубины хода рабочего органа.

Во втора!! глава работы приведены вопросы обоснования параметров рабочих и вспомогательных органов террасера.

Механизм навески бульдозерного террасера выполняет две функции: приводит отвал в перпендикулярное к направлению движения полоаенае для перемещения грунта и наклоняет по мере необходимости отвал влево иди впраго для перемецзшш грунта в сторону (рис.1).

Для строительства террас целесообразно применять схему, представленную на рис.1, позволяющую одним проходом отвала разрезать грунт и перемещать его вниз по склону.

Механизм навески бульдозерного террасера - четырехзвенный с двумя гидроцилиндрами, позволяет^!! наклонять отвал в ту или

е

другую стороны. Однш звеной четнрехзвеннина является отвал ¿вВ • Другим опорным - трактор . Математические соотношения между параметрами четырехз сенника описываются выражс5гаяш:

' аК а = ^ Л

- Ч.

РисЛ. Схеиа к составленка математической

зависимости параметров четырехзвен- ■ ниха террасера.

Предельное значение определяется иэ услоеия, когда стойки ыеха.шзиа перпендикулярны» т.е. ^ = 90°

тогда:

г ^аШсС^а^^ (2>

Отметем, что если изменение угла трения при различных состояниях почвы происходит в пределах 20...40°, то нетрудно определит» рост величины звена " в зависимости от роста

угла об . Он составляет всего 0,07// , т.е. величина " Сь " изменяется в пределах (0,71...0,78)^ .

Качество технологического процесса строительства террас непосредственно связано с устойчивость!) хода и управляемостью террасера, т.е. способностью следовать-'заданному направлению движения. На устойчивость движения агрегата при строительстве террас влияют способ движения агрегата, соотношения параметров звеньев механизма навески, конструкция машины, силы действующие на рабочие органы в зависимости от крутизны склона и механического состава почвы.

Са ¡устойчивости работы террасера зависит управляемость -способность слэдовать заданному направлению движения без вмешательства извне.

При прямой срезе почвы террасер по ширине захвата Sf> работает значительно меньше полной ширины Вр^-в • При этом величина зависят от угла склона с¿ас и максимальной глубнта хода К отвала /ф • в,* - роГогаА t"u/*«»<t

В связи с изложенный, нагрузка на отвал распределяется неравномерно, достигая вакспауаа в точке J- и шшсаума в точ-яз . Кзтрздео эскзткть, что рейкцш /?„ па отвале будет действовать ва расстогши 1/3 о* точки пЛ ".

_______» ispi npaaou срэзо почвы под воздействием

vaii^a - ЩсСь< возшгаает коворачнвавдкй агрегат

иоиеш? , когороиу протаводеВетвуот шмеит % о? сня тре-

ка» перемещению агрегата.

Для устойчивой работа агрегата необходимо условие

где 0г - шарика трактора; (}х - вес агрегата; Jf - обобщенный коэффициент третая и сцопгзтпгя ходовой части трактора о

почву. . _;

Учитывая выражение hi'J^i^t значение fin последнее неравенство преобразуется в следуиздЯ вид:

\/ж. 0,97-1,14 м/с, крюковой силы /Д|= 3000 кгс, ширины

2,2), удельного сопротивления Й- 1 кгс/сн , Коэффициента прения /=1,2 , веса агрегата 14030 кгс, ширины ко-

лам 300 си в выражение (4) получим 2550 кг/см Л4- 7305

кг/си.

'Анализ выражения (4) показывает, ч?о при работе на крутых обгонах резко увеличивается ЕБагшка поворачивахкегс агрегат момента, поэтому при работе в таких уеловкет следует уменьшить глубину хода рабочих органов юррасера.

Изменение устойчивости работы террасера при косом срезе существенно отличается от аналогичного при прямой срезе.

При больших значениях утла наклона отвала увеличивается плечо2(от силы до центра тгжести агрегата), чем и ухудшается условие устойчивости работы террасера

Проанализируем сущность этого процесса. При косом срезе (рис.неравенство моментов поворачивающего и сопротивления запишется в следующей форне:

(5)

Из рис.2 имеем = очевидно такте что

Величина Ь определяется:

х'ДЗ - угол внешнего тренил почвы; - расстояние от цент-

агрегата до отвала. Отвал принимает ка себя призму ;-олочвккя, смещает ее вниз, очищая полотно будущей террасы. На рас.З показааа основные параметры рассматриваемой механической сзстека я силы, действуйте на нее. При работе отвала на рагнин-го2 с:зла для прсололеп:;;: сопротивления пересеченна

вогзчгнзя определяется следующим выражением :

где Ньр - высота призмы волочения; - давление на отвал; сила, приходящаяся на единицу ширины захвата отвала.

Л - к<зсойц>е^

V*

Рис.2. Схема к определению величины поворачивающего агрегат моментафри косом срезе грунта.

При работе отвала на склонах картина сопротивляемости механической системы существенно отличается от вышеизложенной. Согласно рис.3 имеем :

^^тЯ^щ^^я, (в)

После некоторых преобразований получим

Наё Щ (г* ^)7/0,165ВрРг

Для агрегатирования террасера использован трактор Т-130 НГ-1 для которого В - 400? см; //= 0,97-1,14 м/с; 6000 кгс. ^

01-0,85; ¡и 1,0 кгс/см2; 10...25°;

1^25°; 4-250 см; /-30°.

Угол (/-1 раствора рабочих органов нижнего яруса, обеспечивании! устойчивую работу террасера при строительстве террас на склонах 10...25° должен регулироваться в пределах 20...35°.

Рис.3. Схема к определению сопротивления перемещению приэмы волочения.

В третье! главе диссертации приведены программа и методика ахсперименталытх исследований бульдозерного террасера.

Целью экспериментальных исследований явилось подтверждение достоверности результатов теоретических исследований по обоснованию конструктивных параметров и режимов работы рабочих органов бульдозерного террасера.

Программой экспериментальных исследований предусматривалось:

- изучение влияния основных параметров рабочих органов и

режимов работы машины на технологические и энергетические показатели выполняемых операций;

- установление влияния крутизны склона, каменистости, влажности и плотности почвы на качество выполнения технологической операции;

- проведение полевых экспериментальных исследований для выбора рациональных параметров террасера с техника-экономическим обоснованием;

- проведение хозяйственных испытаний для определения и обоснования агротехнических, энергетических, технико-эксплуатационных показателей и их соответствия к предъявляемым требованиям;

- проведение ведомственных и приемочных испытаний с обоснованней целесообразности использования разработка в сельском хозяйстве.

Объектом лабораторно-полевых и хозяйственных исследований является экспериментальный образец бульдозерного террасера (рис.4).

Бульдозерный террасер включает: отвал (2), толкающие брусья (I) и клиновидные рыхлительные зубья (%}), вмонтированные в жестко закрепленные на отвале втулки посредством хвостовиков (5), снабженных рычагами (б) и (7).

Рычаги соединены мевду собой шарнирно траверсой (8), которая соединена со штоком гидроцилиндра (9), установленного на тыльной стороне отвала. Рычаги (7) хвостовиков (5) крайних зубьев (4) выполнены в виде жестко закрепленных пластин, соединенных посредством предварительно натянутых спиральных пружин со свободными концами (II) траверсы (8). На рычагах (7) с тыльной стороны отвала (2), смонтированы упоры (12), ограничивающие поворот крайние зубьев (4).

Работа агрегата протекает следупцим образом: поступательным движением агрегата рабочие органы устанавливаются в определенном положении на требуемую глубину обработка.

Установка зубьев (4) бульдозерного террасера производится следующим образом: с помощью гадроцилиндра (9) сведается траверса (6) в надгорную сторону склона. Цра атом сизщаэтся рыча-

Рис.4. 1-общмй вид бульдозерного террасера; П-пммшя сторона отвала; Ш-ехема еоедтепш рычагов с траверсой.

ги (б), соединенные шарнирно с траверсой,4 а вместе с ними хвостовики (5) и зубья (4), рабочие грани которых устанавливаются параллельно склона.

Свободные концы (II) траверсы (8), связанные посредством натянутых пружин (10) с рычагами (7), поворачивают последние, а вместе с ними и рабочие грани крайних зубьев (4). Причем ; крайний зуб (4), расположенный с подгорной стороны, повернувшись устанавливается под углом установки средних зубьев п в этом положении удерживается натянутой пружиной (10), а крайний зуб (4), расположенный с надгорной стороны, при повороте упирается рычагом (7) своего хвостовика (5) в упор (12) отвала (2) в положении, когда рычаг.(7) и лезвие отвала занимают взаимоперпендикулярное положение. Дальнейшее смещение траверсы (8) и ее конца (II) способствует дополнительному затягиванию пружины (10), что приводит к практически жесткой фиксации крайнего надгорного зуба (4).

В таком положении зубья (4) отвала (2) погружаются в грунт производя срезание и перемещения последнего.

У всех зубьев (4), кроме крайнего - надгорного, одна из боковых трещин распространяется в плоскости лезвия отвала (2), отделяя пласт от массива, а у крайнего подгорного зуба (4) боковая напгорная трещина распространяется под углом к плоскости лезвия отвала (2) т.е. происходит срезание и формирование боковой стенки выемочной части. При обратном направления движения гпдроцилиндром (9) смещают траверсу (8) в противоположное положение т.е. в Надгорную сторону склона. При этом после смены направления движения у крайнего надгорного зуба сначала имеет место дополнительное натяжение пружины (10), а затем вместо со средними зубьями осуществляется поворот и установка рабочих граней подгорного и средних зубьев против склона, а крайний с надгорной стороны зуб упирается рычагом (7) хвостовика (5) в упор (12), дополнительно натягивая пружину (10). Отвал (2) заглубляется, и процесс повторяется.

Срезание и перемещение почвы происходит следующим образом: при движении в почве заглубленного отвала режущие кромки всех зубьев (4), кроме крайнего - надгорного, располагаются наклон-

но по отношении к ножевой части отвала (2). Рабочие грани срезают почву, уплотняя ее и образуя уплотненное ядро, от бокового перемещения которого образуются трещины в почве. Эти трещины, в частности граничные боковые, расходятся под углом внутреннего трения почвы к нормали поверхности рабочей грани, при этом нижняя граничная трещина распространяется в плоскости срезания почвы. Таким образом, распространяясь в плоскости срезания почвы, нижние'граничные трещины от каждого зуба (4), кроме крайнего кадгорного, способствуют отделению почвы от массива в нижней горизонтальной плоскости.

Так как режущая кромка крайнего надгорного зуба расположена параллельно к лезвию ножа отвала, срезаемая почва уплотняется и перемещается не в боковую сторону, в вверх. В результате такого перемещения граничные боковые трепаны расходятся под углом внутреннего трения почвы, в честности, подгорная трещина отделяет почву от массива перемещая к боковой стороне, формируя надгорную боковую стенку откоса. Таким образом зубья (4), срезая и перемещая почву в разных направлениях, практически размещают граничные боковые трещины по всему периметру отделяемой от массива почвы.

Для регистрации необходимых измерений в процессе экрпери-ментов были использованы следующие приборы и инвентарь: плей-фовый осциллограф Н-700, усилитель постоянного тока "Tonas-E", тензометрические датчики, ртутно-амальгаЬный проходной токосъемник, геркон, амперметр и вольтметр для наладки датчиков и регистрирующего комплекса, аппаратура типа ЭМА-П, тарировочше стенды, профилограф, почвенный твердомер DC-60, нивелир, щуп, угломер, креномер, влагомер, тарировочные рейки, прибор для нзмерения^скорохти агрегата и_аккумуляторный блок питания.

Экспериментальные исследования проводились согласно ОСТ 70.1.2.1-86; ОСТ 7012.2-86; ОСТ 10.2.2-86 на пяти фонах, отличающихся уклоном местности, каменистостью и влажностью.

Крутизна местновти и горизонтальность склонов определялись нивелиром. Для определения хаменистости были выбраны 5 одинаковых площадок, равноудаленных друг от друга. Почвы на атих плошдаах бняа распаханы на глубину 70-60 см с учетом на-

лячия камней средшш диаметром от 40 до 100 ем.

Эксперименты на различных фонах проводились при следующих установочных скоростях работы агрегата; 2,51(0,7); 2,99(0,83); 3,98(0,96); 4,14(1,14) ки/ч(м/с).

В процессе опытов фиксировались следующие.показатели:

- фактическая глубина хода отвала и изменения угла, образованного рамой отвала с горизонталью;

- площадь поперечного сечения срезанной почвы, профиль склона до и после прохода бульдозерного террасера;

- скорость агрегата;

- энергетические показатели террасера, определяемые с помощью левого и правого токосемннков и герконами на ведущих полуосях.

Измерения проводились согласно ОСТ 70.2.2-86. Значения полученных сигналов фиксировались на шлейфе осциллографа

Крен рамы террасера в поперечной плоскости, определяло-креномером, а угол атака отвала бульдозерного террасера ощ\" -делился рычажным по тени,номером.

В четвертой главе диссертации приведены результаты экспериментальных исследований по уточкепил и обоснованию параметров и режимов работы бульдозерного террасера, определению зг;;-гетических и качественных показателей;

Оптимизация конструктивных параметров и режимов работы бульдозерного террасера, базировались на данных эксперимента::: -ных исследований по методике, разработанной с учетом статистических методов планирования экспервмента, предусматривающих разработку математической модели изучаемого процесса террасирования.

При разработке рабочего органа необходимо располагать информацией о степени влияния каждого из факторов или их совокупности на качество выполнения технологического пропесса террасирования, что позволит репить задачу: каким должея быть рабочий орган, чтобы результаты его работы были бы в минимальной зависимости от воздействий входного фактора.

Одной из задач факторного планирования является поиск математической модели изучаемого процесса. Эта модель служит при-

б «же тем функции отклика а части области определения факторов ■ли во всей области.

Общий вид математической модели:

P-J(h; Вт) l/¡h¡ К; <?;ЛЛ- VU*} (8)

где глубина хода отвала; Вт' ииржва захвата террасера;

]/- скорое» агрегата; ¿¡- твердость почвы; L - длина боковых тяг бульдозерного террасера; высота поднятия от-

вала; f- объемный вее почта; угол атаки отвала;

ускореиие силы тяжести; j - шаг долота; уклон местнос-

ти; давление гусеющы агрегата на почву.

Для определения функции отхлмка 5, хоторая линеИно зависит от семи факторов и нелинейно - от их произведение, необходимо иметь 16 коэффициентов для неизвестных уравнений регрессия. Для этого понадобится 16 уравнений, кслорые можно составить на основами плана полного факторного эксперимента, приведенного в таблице I.

Коэффициент о тех 16 уравнелй с шестнадцать» нензвестны-вэ бнля вычислены на ЭШ "Наирн-3".

Полученная система уравнений была решена по стандартной программе:

Функция отклика получена а следующем виде:

УР -- М/3-10-+ то -Д ,

+Шо'хч 41 wЪг+W-io'hrWi м'Ьу-

10,144?0,№/о-% * о,щ ■to-Lx¡

(9)

Для определения оптимальных аначеннй факторов, ыннимизн-рупцнх функцию отклика , использовался градиентный метод, была составлена программа, хоторая пропускалась через ЭШ "Ная-рн-3" и исследовалась область изменения функции.

В результате получены минимальные значения функций, при

— .......— ь-ъ-л-иЛ с..,-.,:-,,:.,.-- з а-э 1,

аоторгэ з язля^гл спгг-гальтгм.

иа^т^э-гров пру рлз*'Т1т:их грутязкгз

СКЗО'ЛОЗ ПГКВЗДвКЫ в табягцо.

Таблица

| Зявчскггя показамгзй &апвовг»о футоров ^¡з.. .9° ¡13. ..15°¡19...20°

I. Глубзгз хода отвала су. 14,2 16,7 18,6

2. Ширина захвата и 3,82 3,91 4,15

3. Угол атаки отвала град. 19,6 22,8 24,7

4. Шаг долгота см. 68 57 51

5. Длина боковой тяга и. 3,46 3,46 3,46

6. Высота отвала су. 118 128 134

7. Скорость агрзгата и/с 1,33 1,26 0,97

Сс;:ов:пг.,а характеристиками онергетической оценки бульдозерного тсррзсзра является: крутяцкй ноцея? на полуосях, потрзбгпз-

мощность, сопротизлз!п*2 отвала, поворачцващиЯ агрзгат кэ-иемт.

По результатам экспериментальных цсслздовакзЭ ногао запо члт?>, что при работе бульдозерного террасера с рихлягоия зубья-*п! при разлггчнж углах г.тазгз отвала, тяговое сопротивгэп^з умзиьпается до 15%.

При увеличении угла атаки отвала теговое сопротпялспг.'э уиеньзазтея ¡га 15%, а с уез.'пгчепзви схороста агрзгата тягоеоэ сопроеявдегпге п его дяспгрсгтя уЕЗяачаваетея э 1,3-1,4 раза.

Тяговое СОПрОТНПЛС!5™0 связано с беспорядочно ?С2"!Л?!?."-Т!Г.!*! возде^стскпуа, особ«!!но при терреевровакза гаазззетк: сглопов пр:: разлячггих крутизнах и эяззеостяз почеу.

С угелкчггптем геиэзсстэма почзу о» 25 гР/тл до бЗ,6а*/га# тягоьсо сспротйзлеи"э угггячзсготся з 1,3-1,4 р~эа.

На р;:с.5 прзЕэдзко ::г-;:зт:г!п:в разности тягового сопротивления на тягах от угла стагп отвала. Из грг.?,:'"03 гвдко, что с угегячеипем угла пт««я до ¡т- 25° отряпагэяьпоэ еозло"8?сяз

поворачивающего доцента уменьшается, что особенно заметно при работ© на сеяонех с большой крутизной.

Рис.5. Изменение Дд> в зависимости от угла атаки и отвала при крутизнах: I - . е6= 10-12°, 2 - л» 16-17°, 3 - Лш 22-24°.

Факторе ввевией среди характеризуется ярко гнрпжеияо?.' вероятностной природой, в связи с чей все гехкегэгычоекке подотри, связанные с условигзш работа агрогата, обкосятся к категории случайных.

Интервал ДЕекрзтазацш факторов реконаыдуатся выбрать так,, чтобы при переходе в сгэдущий класс нзмеыенке показателей ор-фактявЕоега.быЕо $2г.чвтэ«ьао веикзэ агротехнического допуска.

Технолотаесхоя эффективное« террасера определялась сред-шт. я преде яьно-дастызщш уровнгы основных агротехнических показателей: устойчивостью и надежностью выполнения рабочего процесса, а также степенью соответствия получаемых результатов действующим стандартам.

Точноеть" я устойчжвость работа террасера в связи со спе-цв$гсоЯ выполняемых юга технологических операций, является опре-|шшм жритеряем качества.

Задача одапзи точности н устойчивости сводятся я опрэделе-ияв статистических характеристик выходки координат рабочих органоз, уставовхеияв показателей их двкаинчэсянх свойств пра ЕЭЕестынх хараатерастяяах входных воэдеОзгвай я пх сравнение с агротехивчеекетз требовапжжя.

С достаточной для практачесянх целей *гвч2оетьв в'качзствэ

кары устоОчавостя ггоано попользовать носффацваот

(*">

гдз Вт - Бпрзйа захвата терр^сера; />- угод стаки отвала;

Д,- сирина полотна террас. 'о

Устойчивость агрегата удовяетворателэпа пра Ог-*!.

Установлено, что с увэязчйиез скорэстн бульдозерного ?ор-рзеера ка снгоках крумзиоЯ до 20$}укззьЕ2э?ся па 2-3^. С угэ-лзчекяса угла атага отвага устоПчавкй характер приобретает гз-ркна полотка террас, а напяучгге качество работы обеспечивается при угле атаки уЛа 25°.

По агротехннчэскш трэбовашим бульдозерного террасера отклонения полотна террасы от горизонтали дояез быть пэ болео ¿/± '»5° е чередозанпеа яолоягеелыяз я отр^цательеях о?пяое»-етЭ вдоль полотка зоррае.

Особсггло вскнсЯ яаяаагся оцсвяа устоЗчлвостп двкгеппл агрегата пра работе на склонах, что прпь'Э влмея кз качество полотна террас т.е. на веяичзку н ва характер ее пзаепзегя.

Устойчивость двпзэнзя достаточно харажтерззуется откгокэ-няем математического огадозяя п его статнстпческз характеристик сиизетрачаой яваяа полотна от горзэонталсЗ.

Результаты опытов, определявшее завксгаостн уетойчивостэ двнзення от скорости агрегата при различных углах атака отвала !! условий работы, приведены на рис.б и 7.

Из рис.б видно, что с увеличением скорости бульдозерного агрегата от 0,7 м/с до 1,14 ы/е-отхлонвная полотна террас от горизонталей склонов увеличиваются, что видео по увеяячешп» показателя йп а I,4...1,5 раза.

На ряс.7 приведены красна пэкфевния угла (/ в показателя ¿„ в зависимости от угла атахя отвала при сирости |/»0,93Ь/с.

Ркс.б. Зависимости математического ояяданкя показателя Лгх от скорости бульдозерного террасера при работе на различных крутизнах склона. I. Х- 10-11° 2. 16-17° 3. 21-24° -Я-» 25-2бм3/га 14-16* / « 13-14

4. X' 16-17° (-^=63,6мэ/га IW4-I6ÇÎ =1Э-14см)

5. et- 16-17°(-^-«гб-г&^/га ЦУ=20,4% ^ =13-14см)

Пэ рисунке видно, что качественные террасы.получаетсл при yrzzx атаки 25° н показателе' 0,5.

По характеру изменения кривых угла f? ввдно, что качест-. венная работа агрегата согласно требованиям агротехники достигается прв 1,5°.

Шгесте с тем, в связи с усложнением конструкции агрегата, ра6аирением~Чйсла~"и диапазона рёгулировок скоростных и'нагруэоч-huz режимов, а также в связи с изменчивостью условий работы обеспечение высокого качества процесса на основе только субъективных визуальных оценок невозможно. Настройка папин и специально организованный хонтроль качества с обратной связью и управлением является одним из основных факторов повышения технологической еффективностн бульдозерного террасера. Чувствительность процесса террасирования в общей случае мокно оценить матеыатичес-

ким ожиданием и дисперсией велятаюв неровностей & л

пи

п

06

й5 <Л аз

То 5 ЛО 15 га гз

Рис.7. Зависимости иатекотетгегого ожидания и его

доверительных нятэрзаяов (с доверительной вероят-ностьи 0,97) угла полотна-с горизонталями нест-ности^от угла атаия отвала при ( -Л-25-26 ы3/га 1/= 0,93 и/сек А- 13-14 см I*/» 14-16%).

Чувствительность к вознусэгзяг* характеризует дстапгеесяуз точность рабочих органов, а такзг дхпаоческуп точность агрегата в селом.

Установлено, что с увеличения сгоростп агрэггза неровности увеличиваются. Так, к примеру» с увзлнчешем скорости агрегата от 0,7 до 1,14 н/соя неровности уЕвлзчясается в 1,25 раза, а с увеличением крутизна еагога г.з 5... 10^, а иа кегз'.яеглх почвах (63,6 н'/га) пэровзостя увгязчазавтся па 20%.

На качество полотна террас бзжнгов влшкзе окезавает также угол атаки отвала. Так при работе с болькэ углсэ атака

25° неровности уменьаавтся на 30...40^.

Производительность опытного образца бульдозерного терра-сера в 1,27 раза визе яроязводаткошеи бульдозера Д-607. Это привело и сяааенвэ затрат па ввевзукацзэ сэеоЗ еггет почта

во столько же раз. Балансовая стоимость нового террасера и Д-607 почтя одинаковы.

В результате получен годовой экономический эффект от применения нового бульдозерного террасера на сумму 4190 руб. Народнохозяйственный эффект составляет 11639 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты теоретических и экспериментальных исследований привели к следующим основном выводам и рекомендациям:

1. Из существующих способов строительства террас наиболее аффективным является ступенчатый, как с точки зрения предотвращения водной эрозии и создания наиболее благоприятных условий для произрастания сельскохозяйственных культур, так и дальнейшей механизации технологических процессов возделывания культур.

2. Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что из существующих у нас и за рубе^сл технических средств для сооружения тсрр&с, наиболее приемлемыми являются универсальные бульдозеры. Между теи существующие универсальные бульдозеры имеют ряд недостатков как конструктивного, так и технологического характера.

3. В результате аналитико-эксперименталыдах исследований разработана новая конструкция бульдозерного террасера.

С помощью многофакторного анализа определены оптимальные параметры и режимы его работы: глубина хода отвала ( Ь = 14... 18 см), ширина захвата его ( Д. = 3,8...4,15 м), угол атаки отвала ( уо 19,6...24,7°), шаг долота ( Н « 118...134 см), скорость агрегата ( у = 0,97...1,33 м/с). '

4. Анализ энергетических показателей работы агрегата показал, что:

- влияние минимальных и максимальных уровней на тяговое усилие трактора значительно и составляет 27-40$;

- дисперсия тягового сопротивления с увеличением скорости агрегата от [/ = 0,7 до 1,14 м/с увеличивается в 1,2-1,4 раза;

~ с увеличением крутизны склона дисперсия увеличивается на 30$;

- с увеличением скорости террасера от 0,^7 до 1,14 м/с и

| каменистости почвы от 26,4 ро 63,6 ы3/га, динамичность процесса ухудшается;

- наилучшей динамичностью обладает террасер при угле атаки ^ = 25°.

5. Устойчивость работы агрегата в горизонтальной плоскости характеризуется выражением дт 0в)- с увеличением скорости агрегата от 0,7 до 1,14 м/с при

различных крутизнах склонов и углах атаки отвала показатель уменьшается ка Ъ-10% и его доверительные интервалы увеличиваются в среднем в 2 раза;

- с увеличением засоренности камнями до 63,6 м3/га сРг уменьшается в 1,05-1,12 раза;

- с увеличением скорости движения, крутизны склона и каменистости почвы, полотно террас сужается и становится неравномерным.

6. Устойчивость движения агрегата в вертикальной плоскости характеризуется показателем Дп , который оценивается математическим ожиданием, дисперсией и доверительнинн интервалами:

- с увеличением скоростй движения от 0,7 до 1,14 м/с в исследуемых диапазонах крутизны склона, влажности почвы, каменистости и углах атаки увеличивается в 1,55 раза, однако требования агротехники обеспечиваются (агротехнический допуск угла не превышает +

- одним из важных качественных показателей является вехи-чина неровностей полотна террас, агротехнический допуск которое равен + 3 см.

7. Годовой экономический эффект от испольяованкя одного бульдозерного террасера составляет 4190 руб., а народнохозяйственный аффект 11639 рублей.

8. Разработанный по итогам настоящего исследования бульдозерный террасер внедрен в лесном хозяйстве Иддеванского района Армении. Результаты диссертации приняты к использованию НПО "Грузсельхозмаш" при разработке почвообрабатывающей сельскохозяйственной техники.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. A.c. 1375744 (СССР} "В&пдозервое оборудование" (в соавторстве).

2. Обоснование «р—трав ¡бульдозерного терраеера Агро-пром: Наука и производство- Я&еван 1990 г. * 9 с.74-78.

3. Устойчивость робот в^хьдозерного терраеера. Агропром: Наука в производство. Воевав 1991 р. 14 с.66...72.

4. Бульдозервнй терргсер - информационный листок АрыНЙИНТИ ЮР- 91.

Sa Ks 8 Ш Тжраж jOO

3акаа£0пргает повисало ж начата о/. .

Фориат 60хЭ»/К айваж печ. ластов

Ii. жал. хает Еасгдатяо.

---.4-

375025 Ъраы 25 тя. ¡Woiraa 52

Отааж жадпжпепж ■ «вджвжжш! поиграфаа КрИЕХ-а