Білецький Віктор Романович. Обґрунтування параметрів колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів на основі взаємодії з ґрунтовим середовищем

Краткое описание

Білецький Віктор Романович. Обґрунтування параметрів колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів на основі взаємодії з ґрунтовим середовищем : Дис... канд. наук: 05.05.11 2007

Білецький В.Р. Обґрунтування параметрів колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів на основі взаємодії з ґрунтовим середовищем. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Львівський державний аграрний університет, Львів, 2006.
Дисертаційна робота присвячена зменшенню переущільнення орного шару дерново-підзолистих ґрунтів сільськогосподарського використання до екологічно безпечного рівня шляхом обмеження питомого тиску з боку колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів. Робота містить теоретичні та експериментальні дослідження взаємодії ґрунтового середовища з колісним рушієм в залежності від типорозміру та експлуатаційних характеристик рушія.
В роботі встановлено раціональні параметри колісних рушіїв машинно-тракторних агрегатів для застосування в ґрунтово-кліматичних умовах зони Полісся України, що забезпечують мінімізацію незворотного руйнування структури ґрунту та зменшують показник ступеня підвищення щільності. Розроблено математичну модель взаємодії пари колісних рушіїв з ґрунтом та емпіричні моделі впливу їх параметрів на ґрунтове середовище.
Виконано порівняльну перевірку в лабораторно-польових умовах запропонованого модернізованого рушія з його серійними аналогами.
Застосування модернізованих колісних рушіїв забезпечує: зменшення переущільнення дерново-підзолистих ґрунтів, збереження їх структури, більш повне використання потенційної родючості ґрунтів.
Розрахована економічна ефективність використання машинно-тракторних агрегатів оснащених запропонованими рушіями. Результати роботи впроваджені у виробництво.

Дисертаційною роботою, в результаті проведених теоретичних й експериментальних досліджень, подане нове вирішення актуальної науково-практичної задачі підвищення ефективності використання ґрунтообробних МТА на базі колісних тракторів шляхом обґрунтування узгоджених параметрів і режимів роботи рушіїв енергетичного засобу й робочих органів машин, що дозволяє нормалізувати сукупну дію на ґрунт від МТА і досягти екологічно допустимого рівня антропогенного впливу при виконанні механізованого обробітку ґрунту в умовах Полісся України.
1. На основі аналізу змін технологічного стану орного шару ґрунту в умовах Полісся України при його обробітку ґрунтообробними МТА на базі колісних тракторів при застосуванні існуючих технологій і технічних засобів відмічено наявність кореляційного зв’язку між характеристиками ущільнюючої дії ходових систем мобільної сільськогосподарської техніки і технологічними показниками стану ґрунтового середовища. Зниження рівнів техногенного впливу на ґрунти доцільно досягти шляхом комплексного узгодження параметрів і режимів роботи колісних рушіїв енергетичних засобів та робочих органів ґрунтообробних машин з урахуванням зональних особливостей.
2. Застосування розробленої математичної моделі взаємодії колісного рушія з ґрунтом дозволило обґрунтувати обмеження, що накладаються на параметри й режими роботи МТА на базі колісного трактора класу 3 в умовах Полісся. Зокрема встановлено, що оскільки за допустимих напружень sн<0,113 МПа та <0,021 МПа типові дерново-підзолисті ґрунти в шарі 010 см істотно не змінюють свого структурного стану, то при навантаженні на колісний рушій до 28 кН ширина плями контакту має відповідати умові 2bе0,55 м.
3. Обґрунтування показника ступеня підвищення щільності ґрунту при роботі МТА на базі колісних тракторів дозволило формалізувати у вигляді номограми сукупну дію на ґрунт коліс трактора й робочих органів машини і обумовити їх узгоджені параметри для забезпечення допустимого рівня навантаження на ґрунт при виконанні його механізованого обробітку.
4. Шляхом числового імітаційного моделювання визначені раціональні конструктивно-технологічні параметри колісного рушія трактора класу 3, які доцільно застосовувати при виконанні технологічних операцій основного й передпосівного обробітку ґрунтів Полісся, зокрема робочий тиск в шині на рівні 0,073 МПа, а мінімальна ширина плями контакту - 0,55 м.
5. В результаті лабораторно-польових досліджень процесу взаємодії ґрунтового середовища з колісними рушіями трактора класу 3 й робочими органами ґрунтообробних машин в складі МТА доведено агротехнологічну доцільність заміни базового рушія трактора Т-150К, оснащеного шиною 21,3R24, на рушій з шиною типорозміру 28,1R26 з використанням модернізованого диска рушія складеного з нормалізованих конструкцій DW 1824 та DW 2426.
6. Порівняльними випробуваннями серійного та розробленого МТА для передпосівного обробітку ґрунту (Т-150К (модернізований)+АГ-6) доведено, що при застосуванні запропонованого рушія (28,1R26) у порівнянні з рушієм 21,3R24 зменшуються: порушення мікрорельєфу поля на 37,9 %, твердість ґрунту по дну колії на 39 %; об’ємна деформація ґрунту в зоні колії в 2,73,1 рази. При використанні запропонованого МТА шпаруватість ґрунту близька до оптимальної (4648 %), а нерівномірність вологості в поверхневому шарі ґрунту і в зоні колії зменшена на 27,6 % у порівнянні з серійним аналогом.
7. З урахуванням обмежень за тяговим опором та показником ступеня підвищення щільності () для нового ґрунтообробного МТА у складі Т-150К (модернізований)+АГ-6 раціональна глибина обробітку ґрунту робочими органами складає а6,7 см. Кількість структурних агрегатів ґрунту (d<0,25 мм і d>10 мм), які не відповідають агротехнічним вимогам з точки зору ерозійної стійкості, у запропонованому варіанті зменшилась на 5,6 % відносно базового (Т-150К+АГ-6). При цьому щільність механізовано обробленого ґрунту запропонованим МТА становила 1,14 г/см3, що на 10,1 % менше, ніж для базового варіанту і на 19,7 % у порівнянні з вихідним агрофоном. Коефіцієнт об’ємного зминання після нового МТА на 33,3 % менший за базовий.
8. Проведеною техніко-економічною оцінкою визначено, що розрахунковий річний економічний ефект від застосування запропонованого МТА у складі Т-150К (модернізований)+АГ-6 в порівнянні з базовим агрегатом становить 4953 грн.