Том 83, № 8 (2016)

Описано актуальное состояние механизации плодопитомниководства, дан анализ механизации технологического процесса окучивания маточных кустов и работ по окулировке саженцев. Производство посадочного материала для закладки садов нового типа зависит от степени механизации технологических процессов в плодопитомниках, а именно от наличия специальной техники для работы в горной и предгорной зонах на закамененных и тяжелых почвах. На данном этапе актуальная задача - повышение эффективности работы питомников при снижении трудоемкости и энергоемкости путем механизации производственных процессов на базе новых технологий и технических средств возделывания посадочного материала. Сады нового типа, как правило, низкорослые и высокоурожайные, для них требуется в 5-6 раз больше саженцев, чем для садов старого типа. Поэтому производство саженцев в плодопитомниках нового типа необходимо интенсифицировать и поставить на индустриальную основу с использованием средств механизации по уходу за маточными кустами. Интенсификация питомниководства возможна только на базе применения современной промышленной технологии размножения посадочного материала с учетом ландшафтов Республики Северная Осетия - Алания и использования высокопроизводительных сельскохозяйственных машин, тракторов и другой техники. Предложены технология и комбинированный агрегат для окучивания маточных кустов и рыхления междурядий, а также палатка для окулировки саженцев плодово-ягодных культур при закладке новых садов на уровне мировых стандартов. Данные агрегаты позволяют повысить производительность труда при производстве саженцев в условиях горной и предгорной зон.

Контроль выполнения нормативных требований по виброзащите операторов проводится на стадии сертификационных испытаний новых и модернизируемых изделий, когда доводочные мероприятия связаны со значительными временными и материальными затратами. Обоснована возможность применения расчетно-экспериментальной методики, позволяющей на этапе проектных работ определять уровень и частотный состав потенциально опасных источников вибрации, создавать компьютерные модели системы «источник - корпус - кабина - виброзащитное кресло - оператор» и путем параметрического прогнозирования разрабатывать предложения по выполнению нормативных требований. В качестве примера рассмотрена задача о вибрации в низкочастотном диапазоне 2-14 Гц вследствие процесса перекатывания опорных катков по гусеничной цепи, лежащей на податливом грунтовом основании. По данным медико-биологических исследований, в этом интервале находятся резонансные частоты важных частей тела человека, что в виде предельных значений ускорений отображено в санитарных нормах. На основе анализа результатов натурных испытаний кинематическое воздействие на корпус трактора со стороны опорных катков представлено в виде стационарных узкополосных случайных процессов. Математическая модель системы описана комплексом дифференциальных уравнений со случайными входными процессами. Для ее реализации применены методы статистической динамики. Результаты моделирования представлены в виде комплекса передаточных функций. Они отображают распределение резонансных частот угловых и вертикальных колебаний отдельных элементов системы, а также функций спектральных плотностей. Эти результаты позволяют получать количественные оценки в виде средних квадратических значений выходных процессов. Применение данного подхода позволяет на стадиях проектирования и испытания опытных образцов дорожно-строительной техники решать вопросы виброзащиты оператора путем отстройки системы «ходовая часть - корпус - кабина - виброзащитное кресло» от резонансных явлений, а также введением ряда конструкторских решений.

При основной обработке почвы плугами общего назначения круглые дисковые ножи не обеспечивают надежное резание, при этом увеличивается тяговое сопротивление плуга, снижаются производительность и качество его работы. Цель исследования - повышение эффективности работы, качества обработки почвы и снижение энергоемкости плугов общего назначения, оснащенных дисковыми ножами. Изучены различные конструкции ножей с целью изыскания оптимальной формы, обеспечивающей надежное защемление растительной и соломистой массы. Приведена формула для определения угла защемления многоугольного диска в зависимости от глубины обработки и количества углов в многоугольнике. Исследования показали, что минимальный угол защемления имеют шестиугольные дисковые ножи, поэтому именно такая форма рациональна. Определены условия работы, при которых стебли соломистой массы не выскальзывают из-под лезвия ножа при резании. Графически исследованы траектории движения лезвий шестиугольного и круглого ножей при различных расположениях мгновенного центра вращения. Получена эмпирическая формула, и построены зависимости коэффициента защемления от расположения мгновенного центра вращения диска. Установлено, что с уменьшением фиктивного диаметра ножа коэффициент защемления увеличивается, повышается качество защемления сельскохозяйственных материалов. В результате исследования получены зависимости, показывающие, что зоны надежного защемления и резания линейно зависят от кинематического параметра. При глубине обработки почвы 0,08-0,12 м эффективность защемления шестиугольного ножа по сравнению с круглым повышается в 1,8-2 раза.

Показано влияние уплотненного почвенного ядра, которое образуется на лезвии и перед ним, на характеристики работоспособности и ресурса почворежущих рабочих органов. Приведены факты, доказывающие наличие уплотненного почвенного ядра на лезвии в процессе резания почвенного пласта. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволяющие получить расчетные параметры и повысить технический уровень рабочих органов, применяемых при обработке и резании почвы. Обоснованы и перечислены негативные факторы, влияющие на работоспособность деталей почвообрабатывающей техники в условиях воздействия уплотненного почвенного ядра. Отмечена циклическая природа его образования на лезвии, режущем почвенный слой. Представлена гипотетическая схема воздействия почвенного ядра на лезвие рабочего органа при различной величине затупления, объясняющая физический смысл негативных явлений, связанных с ухудшением энергетических и агротехнических показателей деталей и орудий при эксплуатационном изнашивании в условиях выраженного уплотненного почвенного ядра (на относительно твердых почвах). Определены фундаментальные причины резкого роста сопротивления почвы при наличии затылочной фаски на лезвии режущего рабочего органа, что связано с перемещением уплотненного почвенного ядра под лезвие. Приведены закономерности, определяющие значения действующих на лезвие удельных нагрузок. Отмечены различия в изменении общих и удельных нагрузок на рабочий орган при возникновении уплотненного почвенного ядра. Обоснованы особая роль задней грани лезвия рабочего органа, связанная с тяжелыми условиями разгружения почвенного пласта под ней, и необходимость ее защиты. Описаны практические конструкционные и технологические способы защиты деталей от воздействия уплотненного почвенного ядра. Приведены обоснованные значения параметров рабочих органов сельскохозяйственных машин, взаимодействующих с почвой, которые обеспечат повышение их эксплуатационных, агротехнических и ресурсных характеристик.

Представлены перспективные направления совершенствования конструкции зерноуборочного комбайна путем максимальной адаптации алгоритма его воздействия на растения с различными физико-механическими свойствами. Оптимизирован технологический алгоритм работы с очесанным зерновым ворохом. Предложено предварительно отделять легкие примеси непосредственно в очесывающем адаптере, задняя стенка корпуса которого должна быть снабжена инерционным пластинчатым сепаратором. Легкие примеси выводятся вместе с избыточным потоком воздуха за пределы адаптера, а более тяжелое свободное зерно и частично недомолоченные колосья остаются внутри его корпуса. Конструкционно такой технический эффект достигается за счет того, что сепаратор образован набором продольных пластин, смонтированных с перекрытием и внедрением большей части поперечного сечения каждой из них внутрь корпуса адаптера. Поперечное сечение пластины имеет криволинейную поверхность и сориентировано вогнутостью в сторону задней стенки корпуса. Оставшийся зерновой ворох (частично недомолоченные колосья и свободное зерно) подвергается вторичной сепарации на перфорированном днище наклонной камеры. В днище выполнены продолговатые отверстия, имеющие определенную форму поперечного сечения и отклоненные от направления перемещения скребков транспортера на острый угол. Благодаря этому ости колосьев не зацепляются за заднюю кромку отверстия, а поднимаются по наклонной поверхности до уровня днища наклонной камеры. Внедрение совокупности этих технических решений в конструкцию современного зерноуборочного комбайна позволит увеличить его производительность при очесывании растений на корню, надежно исключив возможность дробления свободного зерна рабочими органами молотильного устройства.

Обобщены результаты исследований по механохимической активации моторных топлив для повышения их теплотворной способности и уменьшения расхода в автотракторных двигателях внутреннего сгорания. Традиционно улучшение топливной экономичности и экологичности таких двигателей достигается путем высокотехнологичной модернизации топливных систем. Но может достигаться и путем модификации топлив, изменяющей их свойства и повышающей теплотворную способность. Механохимическими методами, при простом процессе и оборудовании с низкой энергоемкостью, смеси и отдельные фракции нефти деструктируются с образованием низкомолекулярных гомологов, а также водорода и углерода. Деструкция насыщенных углеводородов представляет собой разрыв цепей, а непредельные разрушаются через образование насыщенных продуктов. Возможно гидрирование продуктами деструкции исходного вещества. Исследована механохимия топлив на примере комбинированного статического смесителя-активатора. Активатор в форме цилиндра длиной 150 мм и диаметром 30-50 мм, используемый для модификации моторных топлив, имеет три последовательные камеры, встраивается в любую топливную систему двигателя внутреннего сгорания, не требует привода, не содержит химических веществ, не ухудшает рабочие показатели бензина, дизельного топлива, авиационного керосина, мазута, не уменьшает ресурс двигателя. Испытания проведены на стенде с дизелем ЯМЗ-236 на трех разных дизельных топливах при установке активатора в магистраль подачи топлива в топливный насос высокого давления, а затем в магистраль слива из него. На холостом ходу дизеля при частоте вращения коленчатого вала 900-1300 минут в минус первой степени в одиннадцати испытаниях выявлено уменьшение расхода активированного топлива в среднем на 26,3%. Дан обзор методов повышения теплотворной способности топлив путем различных воздействий.