Пути повышения агротехнической проходимости колесных тракторов в технологии возделывания сельскохозяйственных культур Дальнего Востока (16.03.2009)

Автор: Щитов Сергей Васильевич

ЩИТОВ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ АГРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОХОДИМОСТИ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ

В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Специальность: 05.20.01 – технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Благовещенск - 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Емельянов Александр Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Беляев Владимир Иванович;

доктор технических наук, профессор

Ковтунов Виктор Евгеньевич;

доктор технических наук, профессор

Самуйло Виктор Вацлавович

Ведущее предприятие - ФГОУ ВПО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится «20» мая 2009 года в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.027.01 при ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» по адресу: 675000, Амурская область, г. Благовещенск, ул. Политехническая,86, каб. 223, ДальГАУ

Телефакс 8-4162-446-544

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «___»_________2009г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.Г. Баштовой

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Производство сельскохозяйственной продукции требует появления на полях высокопроизводительной сельскохозяйственной техники. Наличие больших площадей, ограниченные сроки проведения сельскохозяйственных операций и сложные естественно-производственные условия требуют применения колесных энергонасыщенных тракторов типа

К-744Р3, Buhler Versatile 2425, ХТЗ-17221-09, МТЗ-1221, МТЗ-1521 и др.

Вместе с тем, сложные почвенные и климатические условия Амурской области и, в целом Дальнего Востока ограничивают использование этих тракторов. Обладая рядом преимуществ, колёсные тракторы наряду с этим имеют высокое нормальное давление на почву. После прохода этих тракторов, особенно по переувлажненным почвам, они оставляют после себя глубокую колею, сильно переуплотняют почву по следу движителя, что ухудшает ее физико-механические характеристики, затрудняет последующую ее обработку и уборку урожая. Увеличение плотности почвы в конечном итоге снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

Особенности естественно-производственных и климатических условий сельскохозяйственного производства Амурской области заключается в следующем: промерзание почвы зимой составляет более 2,5 метров; ранневесенние сельскохозяйственные работы проводятся при наличии мерзлого подстилающего слоя почвы при оттаивании на глубину 0,06…0,10 м; ряд основных сельскохозяйственных операций проводится в период переувлажнения почвы. Исследования показали, что в результате техногенного воздействия на почву ходовых систем теряется до 5% используемой пашни. Наиболее перспективным направлением в этих условиях является совершенствование ходовой системы тракторов за счет повышения коэффициента сцепления и снижения нормального давления колёс на почву. Исследования по теме диссертации выполнены в ФГОУ ВПО ДальГАУ в 1979-2008 гг.

Цель исследований - повышение эффективности работы колесных тракторов за счет совершенствования ходовой системы, увеличения производительности, улучшения тягово-сцепных свойств и снижения техногенного воздействия на почву.

Объект исследования - процесс взаимодействия колесного движителя с переувлажненной почвой, подстилаемой твердым мерзлым слоем.

Предмет исследований – выявление закономерностей влияния конструктивных и кинематических параметров на процесс взаимодействия колесного движителя с почвой.

Методы исследований - исследования по теме диссертации выполнены в ДальГАУ в 1979-2008 гг. в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации №446 от 14.07.07. «Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 гг.», научно-технической программой на 2006-2010 гг. проблема 11.8 – «Перспективная система технологий и машин для с.- х. производства Дальнего Востока» ФГОУ ВПО ДальГАУ.

Аналитические исследования процесса взаимодействия колесного движителя энергонасыщенных тракторов с различной компоновкой ходовой системы при наличии подстилающего слоя и переувлажнения почвы проведены с использованием математического аппарата механики грунтов; основных положений теоретической и прикладной механики; теории дифференциальных уравнений в частных производных.

Экспериментальные исследования проводились в реальных условиях эксплуатации с использованием электронных приборов осциллографирования, тензометрирования.

Результаты исследований обрабатывались с помощью методов математической статистики.

Научная гипотеза. Снижение техногенного воздействия колесных движителей на почву может быть достигнута за счет совершенствования ходовой части путем постановки дополнительных колес, расстановки их на разную ширину колеи, применения прицепа с ведущим мостом, использования корректора сцепного веса и выявления закономерностей и зависимостей, характеризующих процесс взаимодействия колесного движителя с почвой. Знание этих закономерностей позволит обосновать выбор технологии и технических средств, а также условия их эффективности использования при возделывании сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. Предложены аналитические зависимости, позволяющие определить эксплуатационные свойства трактора в зависимости от физико-механических характеристик почвы и ширины контакта колес с почвой. Определено влияние приведенного момента инерции машинно-тракторного агрегата (сдвоенных колес) на коэффициент загрузки двигателя, степень неравномерности ведущего момента, поступательного движения и буксование трактора. Выявлены закономерности движения трактора относительно плоскости опорной поверхности в общем виде с использованием уравнений Лагранжа второго рода. Определены основные пути снижения техногенного воздействия на почву колесных тракторов при наличии подстилающего слоя в виде мерзлоты и верхнего переувлажненного слоя почвы.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Использование колесных тракторов на сдвоенных колесах и с различной шириной колеи передних и задних колес, а также применение прицепа с ведущим мостом и корректором сцепного веса снижает уплотнение почвы, повышает коэффициент структурности почвы, уменьшает глубину колеи и буксование, повышает тягово-сцепные свойства. Предложенные приспособления для постановки дополнительных колес на трактор имеют меньшую металлоемкость и высокую надежность. Установленные теоретические и экспериментальные зависимости позволяют сократить затраты времени и материальных средств при конструировании, совершенствовании и доработке конструкции колесных движителей.


загрузка...