Підвищення стійкості руху орного агрегату при зміні технічних параметрів системи керування - Автореферат

Для підвищення продуктивності грунтообробних сільськогосподарських машин у складі шарнірно-зчленованого трактора серії ХТЗ-170 з начіпним плугом в подальшому - орний агрегат (ОА), розглядається його стійкість і керованість, що за багатьма показниками залежать від зовнішніх збурюючих чинників, технічного стану органів керування.. Питання стійкості руху та керованості шарнірно-зчленованих сільськогосподарських агрегатів у процесі зносу системи керування детально не розглядались. розробити математичну модель і провести теоретичні дослідження стійкості руху шарнірно-зчленованого ОА при зміні технічного стану системи керування в умовах різних тягових зусиль на колісних рушіях; виконати експериментальні дослідження в лабораторних умовах і лабораторно-польові випробування по визначенню характеристик руху шарнірно-зчленованих ОА при зміні технічного стану системи керування. Наукова новизна одержаних результатів: Розроблено математичну модель сільськогосподарського комплексу ”трактор-плуг“ при різних навантаженнях, яка відрізняється від відомих моделей ОА тим, що оцінка взаємодії трактора з плугом виконана з асиметрично прикладеним тяговим опором та різними тяговими зусиллями на колесах;Аналіз літературних джерел, які присвячені роботі ОА показав, що проблема підвищення стійкості руху колісних шарнірно-зчленованих тракторів загального призначення на орних роботах при зміні технічного стану гідрообємної системи керування в такій постановці не розглядалась. Запропонована динамічна модель системи “трактор-плуг” дозволяє досліджувати стійкість руху орного агрегату при різних режимах руху та агрегатування. Використання динамічної моделі забезпечило вирішення наукової задачі, спрямованої на обгрунтування закономірностей стійкості руху ОА, підвищення продуктивності і зниження в межах 8…12% енерговитрат на технічне обслуговування. Щоб забезпечити агротехнічні вимоги в роботі ОА, люфт рульового колеса повинен знаходитись в межах 250. Із збільшенням ку >5•10-7 рульове керування трактора ХТЗ-17221 з плугом ПЛН-5-35 призводить до збільшення кількості керуючих дій на систему керування з боку механізатора і люфт рульового колеса перевищує 3600.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

1. Аналіз літературних джерел, які присвячені роботі ОА показав, що проблема підвищення стійкості руху колісних шарнірно-зчленованих тракторів загального призначення на орних роботах при зміні технічного стану гідрообємної системи керування в такій постановці не розглядалась. Тому необхідно провести теоретичні та експлуатаційні дослідження для підвищення стійкості руху ОА.

2. Запропонована динамічна модель системи “трактор-плуг” дозволяє досліджувати стійкість руху орного агрегату при різних режимах руху та агрегатування. Використання динамічної моделі забезпечило вирішення наукової задачі, спрямованої на обгрунтування закономірностей стійкості руху ОА, підвищення продуктивності і зниження в межах 8…12% енерговитрат на технічне обслуговування.

3. Математична модель ОА, яка на відміну від відомих, враховує нерівномірність тягових зусиль на колесах трактора та нестабільність коефіцієнта витоку (ку) гідрообємного рульового керування. Щоб забезпечити агротехнічні вимоги в роботі ОА, люфт рульового колеса повинен знаходитись в межах 250. Із збільшенням ку >5•10-7 рульове керування трактора ХТЗ-17221 з плугом ПЛН-5-35 призводить до збільшення кількості керуючих дій на систему керування з боку механізатора і люфт рульового колеса перевищує 3600.

4. Під час польових випробувань встановлено, що відхилення ОА від прямолінійної траєкторії на мірній ділянці-50м складало від 2 до 6 м, з середньою швидкістю оранки 8,9 км/год. Для розрахунку зменшення некерованого руху ОА використано математичну модель і встановлено, що не можна допускати збільшення коефіцієнту витоку ку за межі ку = 5•10-7.

5. Метод для визначення стійкості руху ОА та прилад для його реалізації, дали змогу обгрунтувати припустимі значення граничних відхилень траєкторії руху агрегату (середньоквадратичне відхилення у?3) по ширині захвату плуга. Енергозбереження на технічне обслуговування при використанні розробленого прилада складає 8..12%.

6. Встановлено, що при досягненні граничного технічного стану системи керування через зношення деталей збільшиться люфт рульового колеса (720…8000) і як наслідок збільшиться зона некерованого процесу руху орного агрегату в борозні, яка складає від 0,7 до 2,7м при швидкості руху 8,9 км/год.

7. Встановлено, що середнє напрацювання до граничного стану гідроагрегатів рульового керування складає 1700…2000 мото-годин. Визначено закономірності, в залежності від напрацювання, на основі змін функціональних параметрів, технічного стану гідроприводу рульового керування.

8. На основі розроблених методик, експериментальними дослідженнями в лабораторних та польових умовах підтверджена адекватність математичної моделі відповідно до реальних умов і задовільну відповідність розрахункових та експериментальних результатів (в середньому розбіжність не перевищує - 5%).

9. За результатами виконаної роботи обгрунтовано рекомендації з припустимих параметрів технічного стану гідрообємного рульового керування тракторів серії ХТЗ-170, при яких зберігаються агротехнічні вимоги виконання технологічного процесу оранки. Теоретичні розробки та результати експериментальних досліджень передані у відділ Головного конструктора ВАТ “Харківський тракторний завод” для використання під час модернізації та розробки нових моделей тракторів, а також запропоновані рекомендації складають основу створення технологічних процесів на базі тракторів загального призначення, що вперше в Україні впроваджені в “Технологічних картах на вирощування сільськогосподарських культур”, розроблених у Харківському національному технічному університеті імені Петра Василенка, і рекомендованих Головним управлінням агропромислового розвитку Харківської обласної державної адміністрації для використання в агроформуваннях.

1. Артемов Н.П. Влияние сроков проведения технических обслуживаний на величину ресурса трактора Т - 150К // Вопросы механизации сельского хозяйства: Сб. науч.труд. ХГТУСХ. - Харьков: ХГТУСХ, 1996. - С.115 - 119.

2. Слоновский Н.В. Артемов Н.П. Применение методов статистической динамики (теории случайных функций) к исследованию точности работы мобильных агрегатов. // Вестник ХГПУ(ХПИ) Харьков. ХГПУ(ХПИ), 1997. - Вып.4. - С. 92 - 96 (Здобувачем обгрунтовано використання теорії випадкових функцій для опису роботи агрегата)

3. Артемов Н.П. Повышение функциональной стабильности гидропривода рулевого управления трактора //Тракторная энергетика в растениеводстве Сб. науч.труд.ХГТУСХ, Харьков: ХГТУСХ, 1998. - С. 144 - 149.

4. Артемов Н.П. Определение критериев устойчивости движения и управляемости шарнирно-сочлененных тракторов // Тракторная энергетика в растениеводстве. Сб.науч.труд. - Харьков: ХГТУСХ, 1999. - С. 194 - 198.

5. Артемов Н.П. Обеспечение функциональной стабильности гидропривода рулевого управления шарнирно-сочлененного трактора при проведении сельскохозяйственных работ. // Механізація сільськогосподарського виробництва. Вісник ХДТУСГ. - Харків: ХДТУСГ, 2000. - Вип. 1. - С. 109 - 114.

6. Артемов Н.П. О повышении устойчивости прямолинейного движения шарнирно-сочлененного трактора в составе МТА // Тракторна енергетика в рослинництві. Вісник ХДТУСГ. - Харків.: ХДТУСГ, 2002. - Вип.5. - С. 101 - 107.

7. Лебедев А.Т., Щербак О.В., Артемов Н.П. Обеспечение устойчивости движения и управляемости шарнирно-сочлененных тракторов в составе МТА // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України - смт. Дослідницьке, 2003. - Вип. 6(20). - С 349 - 355. (Здобувачем запропановано математична модель руху МТА).

8. Лебедев А.Т., Артемов Н.П., Гриненко А.А. Тяговый КПД трактора при неравномерном распределении реакций между колесами // Тракторна енергетика в рослинництві. Вісник ХДТУСГ. - Харків: ХДТУСГ, 2003. - Вип. 6. - С. 49 - 56. (Здобувачем виконано математичні розрахунки).

9. Бойко М.Ф., Артьомов М.П. До розробки математичної моделі стійкості руху трактора з шарнірно-зґєднаною рамою при нерівномірному розподілу навантажень на колесах // Механізація сільськогосподарського виробництва. Вісник ХДТУСГ. - Харків: ХДТУСГ, 2003. - Вип. 20. - С. 28 - 31. (Здобувачем взято участь у проведені польових досліджень і обробці експериментальних даних).

10. Кухтов В.Г., Щербак О.В., Артемов Н.П., Лисовой В.И Методика оценки нагруженности и оптимизация конструкции корпуса шарнирного сочленения трактора Т-150К // Совершенствование машин для земляных и дорожных работ. Сб.науч. труд. ХНАДУ. - Харьков: ХНАДУ, 2003. - Вып. 11. - С. 72 - 76. (Здобувачем взято участь у проведені досліджень і обробці експериментальних даних)

11. Шабельник Б.П., Артьомов М.П. До методики розрахунку шляху машино-тракторного агрегату при криволінійному русі порівняно з прямолінійним // Технічний сервіс АПК, техніка та технології у сільськогосподарському машинобудуванні. Вісник ХДТУСГ. - Харків.: ХДТУСГ, 2004. - Вип. 24 - С. 314 - 319. .(Здобувачем запропоновано методику розрахунку)

12. Бойко Н.Ф., Артемов Н.П. К вопросу влияния внешних сил на устойчивость движения шарнирно - сочлененного трактора в составе пахотного агрегата // Сб. науч. труд. Вестник ХНАДУ. - Харьков: ХНАДУ, 2004 - Вып. 27. - С. 35 - 38. . (Здобувачем були зроблені розрахунки диферінційних рівнянь на ПЕОМ).

13. Щербак О.В. Артьомов М.П. Розрахунок змін тиску в гідроприводі рульового керування шарнірно-зґєднаного трактора під час роботи у складі МТА // Механізація сільськогосподарського виробництва. Вісник ХДТУСГ. - Харків: ХДТУСГ, 2004. - Випуск 29. - С. 57 - 62. (Здобувачем запропоновано методику розрахунку тиску в гідроциліндрах рульового керування).