автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка средств, повышающих опорно-сцепные качества склоноходов портального типа

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Особенности механизации работ по возделыванию и уборке чая.

1.2. Средства уменьшения удельного давления, повышения тягово-сцепных качеств и улучшения проходимости колесных тракторов

1.3. Предпосылки использования полугусеничного хода на колесном склоноходе портального типа.

1.3.1. Классификация съемных гусеничных ходов

1.3.2. Исследования тракторов с полугусеничным ходом.

1.4. Цель диссертационной работы, задачи и объект исследования

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Определение конструктивных параметров предлагаемого ПГХ.

2.2. Сравнительное определение основных показателей склонохода без ПГХ и с ПГХ.

2.2.1. Устойчивость против опрокидывания и сползания.

2.2.2. Устойчивость прямолинейного движения

2.2.3. Удельное давление на почву

2.3. Исследование кинематики поворота и основных показателей маневренности склонохода с ПГХ

2.3.1. Кинематика поворота

2.3.2. Определение основных показателей управляемости

2.4. Исследование процесса приспособления к микрорельефу и склону

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗ

ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.1. Опытное определение основных конструктивных параметров склонохода без ПГХ и с ПГХ (лабораторные исследования)

3.2. Сравнительные экспериментальные исследования прямолинейности хода и характера воздействия на почву ходовых органов склонохода

3.2.1. Анализ результатов исследований прямолинейности движения.III

3.2.2. Анализ результатов исследований характера воздействия на почву ходовых органов склонохода без ПГХ и с ПГХ.

3.3. Экспериментальные исследования маневренности склонохода с ПГХ.

3.3.1. Планирование эксперимента по определению маневренности склонохода с ПГХ

3.3.2. Анализ результатов экспериментальных исследований маневренности склонохода с ПГХ.

3.4. Экспериментальные исследования процесса приспособления склонохода без ПГХ и с ПГХ к микрорельефу и склону

3.4.1. Анализ результатов экспериментальных исследований процесса приспособления к микрорельефу склонохода с ПГХ и без него.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ

ПРЕДЛАГАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.

4.1. Влияние уплотняемоети почвы на производительность и расход топлива агрегата при культивации в междурядьях чая

4.2. Влияние прямолинейности направления движения на производительность и расход топлива агрегата.

4.3. Определение экономической эффективности от снижения уплотняемости почвы и улучшения прямолинейности направления движения

Перспективным планом развития сельскохозяйственного машиностроения Советского Союза на период до 1990г. определенное внимание уделяется решению проблемы механизации технологических процессов по возделыванию и сбору зеленого чайного листа. Уже находится в производстве комплекс машин, благодаря которым ручной труд на равнинных плантациях практически исключен. Подготовлен к внедрению комплекс машин и создано энергетическое средство для механизации работ на плантациях чая, расположенных на склонах крутизной до 20°. Однако, как показывает практика, эффективность использования техники в чайных хозяйствах даже на равнине снижается вследствие того, что на урожайность плантаций в определенной степени отрицательно влияют последствия самого процесса механизации, выражающиеся в том, что машины, массой в 2200-2400 кг по одному и тому же участку междурядий, ширина которого не превышает 0,25-0,40 м, за сезон осуществляют 50-60 проходов. В результате этого почва утрамбовывается и ухудшаются ее физико-механические свойства. Пяти-шести кратная культивация с рыхлением и внесением удобрений не дает желаемого эффекта в отношении восстановления прежних свойств почвы. Еще более худшее положение имеем на склоне из-за неоднородности уплотнения почвы по ширине следа ведущих колес.

Помимо отмеченного, весной и осенью при неблагоприятных погодных условиях, которые весьма часты в субтропических зонах, затрудняется проведение технологических операций в сжатые агротехнические сроки из-за буксования ведущих колес тракторов. Указанные недостатки в значительной степени ограничивают механизацию трудоемких процессов в чайных хозяйствах.

Известны различные средства повышения опорно-сцепных качеств существующих тракторов и самоходных шасси, но они малоэффективны для самоходных шасси и склоноходов, работающих в специфических условиях чайных плантаций.

Отсюда вытекает необходимость изыскания дополнительных технических средств, улучшающих опорно-сцепные качества существующей энергетики, предназначенной для механизации работ в чайных хозяйствах. Цель работы заключается в повышении эффективности использования существующих конструкций склоноходов портального типа путем улучшения их опорно-сцепных качеств дополнительными техническими средствами.

Намеченная цель выдвинула следующие задачи:

- на основе анализа существующих методов и средств повышения тягово-сцепных качеств тракторов и самоходных шасси изыскать и обосновать дополнительные технические средства, повышающие опорно-сцепные качества склоноходов портального типа, используемых в чайных хозяйствах;

- выявить границы улучшения показателей опорно-сцепных качеств и возможности маневренности склонохода, оборудованного дополнительными техническими средствами, путем исследований как теоретических, так и экспериментальных;

- обобщить полученные результаты, на основе которых сформулировать требования и разработать конкретные рекомендации по созданию дополнительных технических средств, повышающих опорно-сцепные качества склоноходов портального типа.

На защиту выносятся следующие положения:

- из теоретических разработок - методы экспериментально-теоретического определения и приведения к оптимальным значениям параметров основных показателей склоноходов портального типа, оборудованных дополнительными техническими средствами;

- из технических разработок - предлагаемая принципиально новая схема и конструкция технического средства улучшения опорнооцепных качеств и новое конструктивное решение отдельных узлов и агрегатов, позволяющих повысить эффективность применения предлагаемого технического средства на склоноходах портального типа.

Экспериментальные исследования по устойчивости против опрокидывания и сползания, процессу приспособления к микрорельефу и склону объекта, оборудованного дополнительным средством - механизмом полугусеничного хода (ПГХ) и без него, были проведены в 1979-80гг. на территории ВНИИгорсельмаш в г.Тбилиси и на Лай-турской опытно-полевой базе ВНИИгорсельмаш. Исследование прямолинейного движения, опорных и сцепных качеств и маневренности были проведены в районе Тбилисского моря на горе Махата в 19801981гг.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, изложенные в диссертационной работе, использованы во ВНИИгорсельмаш при проектировании склоноходов типа СШ-0611, его отдельных узлов и агрегатов, а также при создании конструкции технических средств, улучшающих опорно-сцепные качества этих склоногаемым рекомендациям выполнены конструкторские работы. Имеется решение о постановке на серийное производство с 1984 года склонохода СШ-0611, в конструкции которого применены сформулированные в работе рекомендации. В качестве дополнительного оборудования к указанному шасси будет выпускаться механизм полугусеничного хода по схеме, предлагаемой в диссертационной работе.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в теоретическом обосновании и практической разработке технических средств, повышающих опорно-сцепные качества и ряд других показателей существующих портальных склоноходов, применение которых исключает отрицательное влияние процесса механизации на урожайность чайных плантаций и решает вопрос выполнения весенних и ходов результатам исследований и предлаосенних сельскохозяйственных работ в сжатые агротехнические сроки при неблагоприятных погодных условиях. Это, в свою очередь, повысит уровень механизации в чайном хозяйстве как на равнине, так и на склонах, и будет способствовать дальнейшему развитию сельского хозяйства, повышению производительности труда, увеличению производства чая и т.д.

Внедрение разработанных в диссертации рекомендаций позволяет:

- повысить эффективность использования склонохода при работе в плохих почвенных условиях как на равнине, так и на склонах, что даст значительный прирост дополнительного продукта;

- улучшить условия труда механизатора путем повышения устойчивости движения и устойчивости против опрокидывания, а также снижения сползания;

- устранить причины ухудшения физико-механических свойств почвы и снизить ее сопротивление к дальнейшей обработке за счет уменьшения уплотняемости при нескольких последовательных проходах по одному следу.

- 167 -ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Устранение недостатков, присущих склоноходу при работе в чайных плантациях (уплотнение почвы, буксование, сползание и т.д.) достигается оборудованием его разработанным в диссертации механизмом полугусеничного хода, гусеничная лента которого и ее отдельные звенья приспосабливаются к рельефу местности.

2. Результаты исследований позволяют установить оптимальные величины параметров механизма ПГХ, а также показатели поворотливости и приспосабливаемоети склонохода с ПГХ к рельефу.

3. Применением полугусеничного хода достигается:

- снижение величины статического удельного давления на почву до допустимого агротехническими требованиями значения (0,04 МПа) и его равномерное распределение по длине и ширине опорной поверхности;

- уменьшение уплотняемости и сопротивления почвы к дальнейшей обработке после нескольких последовательных проходов по одному следу: на стерне в 1,3 раза, на залежи в 1,4 раза и на вспаханном поле в 2 раза;

- увеличение угла статической устойчивости против сползания на 40-80%, в зависимости от фона почвы;

- уменьшение на 70-75% отклонения от прямолинейности направления движения, вызванного сползанием и уводом ведущих колес.

4. С целью достижения устойчивости управляемого движения склонохода с ПГХ предлагается увеличение нагрузки, приходящейся на передний мост. Величина необходимого веса определяется уравнением (3.23).

5. Для снятия перегрузок в агрегатах склонохода, возникающих в процессе приспособления к рельефу, рекомендуется:

- между остовами и соединительной рамой предусмотреть упругую связь, допускающую относительное продольное перемещение опорных органов на 0,15-0,2м;

- шарнир, обеспечивающий проворот остовов относительно друг друга разместить на одном из них, постоянно сохраняющем вертикальное положение.

6. С целью исключения наблюдающегося отклонения продольной оси склонохода с ПГХ от направления движения рекомендуется ось подвески шарнирного звена механизма разместить на расстоянии не более 0,05м от его опорной поверхности.

7. Годовая экономическая эффективность от применения одного склонохода СШ-0611, оборудованного предлагаемыми средствами составляет 232 руб.

1. АНИЛОВИЧ В.А., ВОДОЛАЖЧЕНКО Ю.Т.2. АПХАИДЗЕ Н.В.3. БАБКОВ В.Ф.

2. БАБКОВ В.Ф., ГЕРБУРТ-ГЕЙБОВИЧ А.В,5. БИРУЛЯ А.К.6. БЕККЕР М.Д.

3. БЕЗБОРОДОВА Г.Б., КОШАРНЫЙ Н.Ф.

4. ВАСИЛЕНКО А.А., КОШАРНЫЙ Н.Ф.9. ГАМКРЕЛИДЗЕ К.К. и др.

5. Исследование взаимодействия с почвой жестких и пневматических колес сельскохозяйственных машин и тракторов. УНИИМЭСХ. Научные труды ТУ. Киев, 1964, с. 55-61.

6. О сцеплении полугусеничного движителя с почвой. -"Записки Ленинградского СХИ", т. 82, Л., 1971, с. 22-28.

7. Повышение проходимости колесных тракторов. -"Тракторы и сельхозмашины", вып. 3, 1977, с. 17-18.

8. Взаимодействие стабилизируемого колеса с наклонной опорной поверхностью. -"Тракторы и сельхозмашины", 1974, № 5, с. 8-II.

9. Движители итальянских тракторов (Италия). Реферативныйжурнал "Тракторы и сельскохозяйственные машины", 8.44.93, 1968.

10. ДВАЛИ P.P. Теория тракторов. Изд-во "Ганатлеба", Тбилиси, 1970, часть I, 2, 3.13. ГУРЕВИЧ A.M., ЛЕГКОВ А.И.14. ГОСТ 7057-8115. ГОГЕЛИДЗЕ Г.Д.16. ГУСЬКОВ В.В. и др.21. ДВАЛИ P.P.22. ДЗАГАНИЯ K.B.

11. ДВАЛИ P.P., Сельскохозяйственные склоноходы. МАРГВВЛИШВИЛИ О.В., Изд-во "Мецниереба", Тбилиси, 1965, ХУХУНИ Т.В. с. 51.

12. ДВАЛИ P.P. О работе гусеничного сельскохозяйственного трактора на склонах. -"Техника да шрома", Тбилиси, 1950, с. I-I6.

13. К вопросу механизации горного земледелия. Изд-во АН Груз.ССР, Тбилиси, 1964, с. 61.

14. Состояние и пути разработки конструкции горных самоходных шасси. -"Механизация и электрификация горного земледелия и животноводства", 1963 -» 4, с. 6-9.

15. Энциклопедический справочник машиностроения, том II, М.,1966, с. 2-16.

16. Исследование реализации тягово-сцепных качеств и агротехнической проходимости колесных тракторов на суглинистых почвах Белоруссии. Автореферат докторской диссертаций, г.Горький, 1974, с. 15-55. Испытание тракторов, "Машиностроение", М., 1974, §9-§35.

17. Исследование сцепных качеств колесных тракторов. Труды ОНТИ НАТИ, вып. 130, М., 1961, с. 7-16.

18. Изучение возможностей применения тракторов Т-40, Т-40А с двигателями мощностью 45 л.с. в условиях Полесья УССР. МСХ УССР-УНИИМЭСХ. Киев, 1966, с. 17-23. Полугусеничный ход к трактору "Беларусь". "Записки Ленинградского СХИ", вып. 76, Л., 1972, с. 1-6.

19. Исследование тяговой динамики трактора с полугусеничным ходом. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н.,

20. Ленинградский СХИ, Л., 1959, с. 1-22.

21. ОРЛОВ Г.В., Полугусеничный ход трактора. Авторское сви-НАЗИН А.И. детельство № 215041. ЦНИИ МЭСХ СССР. М.,2903. 1968.

22. ОВСККОВ В.Н. Некоторые вопросы теории полугусеничных ходов. Труды НИИМЕСХ, вып. 1У, М., 1961, с. 26-35.

23. ПИГУЛЕВСКИЙ М.Х. Основы и методы экспериментального изученияпочвенных деформаций. В кн. "Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин", т.2, СельхозГИЗ, М., 1936, с. 33-39.

24. ПРОТОКОЛ №73-71 испытания опытных образцов горно-равнинногосамоходного шасси СШ-0611, изготовления 1970г., (Грузинская МИС), с. ИЗ.

25. ПРОТОКОЛ № 1-72 испытания опытных образцов горно-равнинногосамоходного шасси СШ-0611, изготовления 1970г., (Ленкоранская МИС), с. 85.

26. ПРОТОКОЛ В 4-77 испытания опытного образца горно-равнинногосамоходного шасси СШ-0611, изготовления 1975г., (Ленкоранская МИС), с. 190.

27. ПРОТОКОЛ № 04-6-77 испытания опытных образцов горно-равнинного самоходного шасси СШ-0611,изготовления 1975г., (Грузинская МИС), с. 276.

28. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА комплексных исследований по изучениювлияния ходовых систем сельскохозяйственных тракторов, комбайнов и тракторных средств на почву. ВИМ, М., 1978, с. 1-50.

29. ПОСПЕЛОВ Ю.А. Устойчивость трактора. Изд-во "Машиностроение", М., 1966, главы П-У1.

30. РЯБИЧЕВ В.Н., Повышение проходимости и тягово-сцепных ПОПОВ Е.Г. качеств колесных тракторов в трудныхпочвенных условиях. Труды ГОСНИТИ, вып. 147, М., 1962, с. 2-16.

31. РАСЧЕТ полугусеничного хода трактора ,|Беларусьи. МТЗ,г.Минск, 1962, с. 1-8.

32. РЕЗУЛЬТАТЫ экспериментальных исследований склонохода Т-50Кна пропашных работах. Материалы Всесоюзного семинара по проблеме "Создание комплекса машин и орудий для механизации горного земледелия", Тбилиси, 1977, с. 325-332.

33. РТМ 23.2.36-73 Основы планирования эксперимента в сельскохозяйственных машинах. ВИСХ0М, М., 1974, с. 115.

34. СК0ЙЕЕДА А.Т. 0 коэффициенте использования сцепноговеса и оптимальном буксовании колесных тракторов (совместно с Нгуен Мишь Дыон-гом, В.В.Яцкевичем). В сб.: Автотракторостроение, вып. II, Минск, Вышэйшаяшкола, 1978, с. 47-49.

35. СКОЙБЕДА А.Т. О буксовании колесного трактора (совместно с

36. Б.Б.Яцкевичем). Б сб.: Вопросы проходимости машин. Вып. 5, Благовещанск, 1976, с.40-44.

37. СКОЙБЕЩА А.Т. Автоматизированная система управления средствами повышения проходимости колесного трактора 4x4 класса 20 кН (совместно с А.А.Шаве-лем). Б сб.: Автотракторостроение. Вып.10, Минск, Вышэйшая школа, 1978, с. 30-35.

38. ТРЕПЕННИКОВ И.И. Эксплуатационные показатели сельскохозяйственных тракторов. Издание 2-ое, Машгиз, М., 1963, с. 1-48.

39. ЧЕРЕБАНЬ Б.Н. Об увеличении тягово-сцепных качеств трактора ДТ-14 на почвах с повышенной влажностью. "Записки Ленинградского СХИ", вып. 76, Л., 1972, с. 1-8.

40. ЧЕРЕБАНЬ Б.Н. Результаты исследований динамики тракторов

41. ДТ-24 и Т-28 с различными видами ходовых органов. "Труды Оренбургского СХИ", т.14, Оренбург, 1968, с. 14-18.

42. ЧЕРЕБАНЬ Б.Н. О динамике поворота колесного трактора с полугусеничным ходом. "Записки Ленинградского СХИ", т. 89, Л., 1962, с. 273-281.

43. ЧЕРЕБАНЬ Б.Н. Исследование динамики колесного тракторасредней мощности с различными видами приспособлений, повышающих его проходимость. Диссертационная работа на соискание ученой степени к.т.н. Сельхозакадемия им. К.А.Тимирязева, М., 1961, с. 5-67.

44. ЧУДАКОВ Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. "Колос", М., 1972, главы I, Ш, УП, X,

45. ЯРМАШЕВИЧ Ю.И. Результаты тяговых испытаний трактора

46. МТЗ-7. "Сельское хозяйство Белоруссии", 1961, J& 10, сб. 33, с. 7-II.

47. ФАРОБИН Я.Б. Теория поворота транспортных машин, М.,изд-во "Машиностроение", 1970, с. 176. (э7. invnend ИУТйНе. ty. с*пн//>& f» 9тгУоге/у"

48. У/jy os/У/у сАе /млАа^'в Уе се/Ае сУе^/У7е Z $7s* tyat/r^-Уяс/мАг/УУс ¿71/ Jj/jоs7 "Я»1 •77467. ¿?%/; /73 g: ел у 7 -У73. у for ¿А/сУУег1.ersrsA^c/e/f.r ¿АеА<у Мгг;//??УсЫа Ш7Я7>г'//0?0 Шеса7. 67; с*?/>. А-У

49. JPcui-má/ Ъ^ШмШ'Я. fe/r e/Vrсш/кл^а/?™^ \\j9¿c/)yj //ал7. 63с/, / л/)?7/9/96 ; 7 о : об 6/J-,. (Wfi ■ / • 5fi toa-efe M if J/tow- cPfV^.ÓSc/f ¿sféó^fjaU 7SÛ ; âô'- О/ é¿> (*</>■ f-- 376.^/c7/^cc'/frcyfA-s "„ ИОгУ &¿>/>s, УЩУf>- ■ f

50. CPeeced £.,f2cfû/??s Jf f p//¿- агуссУ û^p7c?e//oycrpcr^r/mi/we JsttP, /Щ

51. Sae/ y ocf fra/f#>er'p!/yr?7/é7/¿¿/уля/т/жш/// тр#*7й/а У

52. X/opJe^c/г. /7С7'о7. . 65 с 3Ûл/92//>//, У ёЗ.ЗР. о тку. -/.- 3