Том 83, № 12 (2016)

Истощение нефтяных месторождений и ухудшение экологической обстановки требуют поиска альтернативных источников энергии. Актуальность статьи обусловлена необходимостью более широкого использования альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. В качестве перспективных альтернативных топлив для дизельных двигателей рассматриваются топлива, получаемые из растительных масел и животных жиров. Эти топлива вырабатываются из возобновляемого сырья и отличаются хорошими экологическими свойствами. Показаны преимущества использования топлив растительного происхождения в качестве моторных топлив. Одна из проблем применения топлив на основе растительных масел - повышенная вязкость. Исследованы вязкостные характеристики смесей нефтяного дизельного топлива и растительных масел. Рассмотрены различные растительные масла: рапсовое, подсолнечное, соевое, кукурузное, горчичное, а также масло, получаемое из растения Pongamia Pinnata. Предложена методика аппроксимации вязкостных характеристик смесевых биотоплив в виде алгебраического многочлена. В расчетных исследованиях использованы экспериментальные данные о вязкости указанных растительных масел и их смесей с нефтяным дизельным топливом. Получены аппроксимирующие зависимости этих экспериментальных данных с использованием известного логарифмического и предложенного алгебраического методов. Проведен анализ погрешности аппроксимации экспериментальных данных по вязкости биотоплив с использованием указанных методов. Приведены показатели дизеля Д-245.12С, работающего на смесях рапсового и подсолнечного масел с нефтяным дизельным топливом. Отмечена эффективность предложенной методики аппроксимации вязкостных характеристик смесей нефтяного дизельного топлива с растительными маслами. Методика обладает высокой точностью и может быть использована для аппроксимации вязкостных характеристик различных смесевых топлив.

Известны различные способы управления величиной нормальных реакций поверхности под движителями трактора. Один из них - регулирование высоты точки прицепа и угла приложения силы тяги. Преимущество этого способа заключается в создании необходимых условий для автоматического управления положением центра давления, что обеспечивает оптимизацию технико-экономических показателей работы машинно-тракторного агрегата. Для проверки работоспособности данного способа необходимо провести испытания с определением параметров работы трактора, в том числе коэффициента сцепления ведущих колес. Предлагаются два варианта его определения: буксирование трактора с заблокированными ведущими колесами и тяговые испытания. В обоих вариантах сила тяги на крюке прикладывается под углом. Результатом тяговых испытаний также будет экспериментальная тяговая характеристика трактора. В ходе предварительных расчетов определено распределение веса по осям в зависимости от величины и угла приложения силы тяги. Изменение веса на задней оси идет интенсивнее, чем на передней. Необходимо использовать балластные грузы в задней части трактора, чтобы компенсировать ее разгрузку. Для проектируемых тракторов и сельскохозяйственных орудий следует выбирать рациональную компоновку и конструкцию, учитывая перераспределение веса при агрегатировании. Предварительная расчетная проверка подтверждает возможность применения буксирования трактора задним ходом с заблокированными ведущими колесами для определения коэффициента сцепления ведущих колес. Приложение силы тяги под углом позволяет увеличивать или уменьшать реакции опорной поверхности на движители трактора во время выполнения конкретной работы и поэтому имеет преимущество по сравнению с традиционным балластированием передней части трактора. В сочетании с возможностью независимого изменения момента опрокидывания трактора назад это позволяет оптимизировать его тягово-сцепные характеристики.

Решетные сепараторы находят широкое применение в зерноочистительных машинах. Сепарация происходит в процессе перемещения материала по поверхности решета. Относительное перемещение материала обеспечивается различными устройствами, сообщающими решету тот или иной характер движения. Наибольшее распространение получил качающийся решетный стан (грохот), в котором сдвиги зерна по решету происходят за счет инерции. Грохот имеет высокую производительность, однако знакопеременные динамические нагрузки вызывают усталость металла и снижают надежность машин. Сепараторы зерна с цилиндрическими решетами работают без динамических нагрузок и имеют простую конструкцию. Они менее чувствительны к влажности и засоренности очищаемого материала. Однако в процессе сепарации используется лишь 1/4-1/6 часть поверхности цилиндрического решета. Это снижает пропускную способность и ограничивает применение цилиндрических решет. Долю площади поверхности решета, используемую в процессе сепарации, можно увеличить за счет одновременного использования двух цилиндрических решет, которые расположены одно в другом и вращаются в противоположные стороны. Зерновой материал подается на внутреннюю поверхность внутреннего решета и образует подвижный слой, перемещающийся в осевом направлении. В процессе перемещения зерно проходит через отверстия, а крупные примеси сходят с решета. Зерно, прошедшее через отверстия внутреннего решета, благодаря вращению решет в разных направлениях попадает на ту часть наружного решета, которая свободна от образовавшегося подвижного зернового слоя. Определены рациональные режимы совместной работы решет, при которых процесс сепарации на наружном решете начинается сразу после касания зернового материала, прошедшего через отверстия внутреннего решета. Благодаря этому сепарирующая площадь решет увеличивается на 34-57%.

Для обеспечения эффективности работы пахотного агрегата требуется соблюдение заданного скоростного режима движения и оптимальной загрузки двигателя трактора. Различие тяговых сопротивлений почвы на полях при условии сохранения постоянной скорости движения затрудняет выбор оптимального режима работы тракторного двигателя. Так, для полей с удельным сопротивлением 20 000 и 30 000 ньютонов на квадратный метр требуются орудия с шириной захвата соответственно 2,4 и 1,9 м. Цель исследования - изыскание конструкционной схемы почвообрабатывающего орудия с изменяемой шириной захвата, которая обеспечит необходимую надежность и позволит снизить трудоемкость регулирования ширины захвата. Главным методом при изыскании конструкционной схемы стало рациональное использование характера внешнего силового нагружения рабочих органов почвообрабатывающего орудия для реализации поставленной цели. В ходе исследования изучался характер внешнего нагружения рабочих органов. В качестве эквивалентов внешнего нагружения приняты главный вектор и главный момент. Условный центр внешнего силового давления почвы на рабочий орган определялся путем нахождения точек пересечения оси динамического винта с рабочей поверхностью корпуса плуга. В результате исследования предложена конструкционная схема почвообрабатывающего орудия, обеспечивающая необходимую надежность и снижающая трудоемкость изменения ширины захвата. Величина внешних сил резания в предложенной схеме используется как датчик удельного сопротивления почвы на конкретном поле и обеспечивает настраивание необходимой ширины захвата орудия при оптимальной загрузке двигателя трактора.

Единая система допусков и посадок - важнейшая система, обеспечивающая взаимозаменяемость изделий на международном уровне, которая находит широчайшее применение в машиностроении, приборостроении, при ремонте и техническом обслуживании техники и в других областях. В новом стандарте Международной организации по стандартизации 286-1:2010 приводится усовершенствованная международная система допусков на линейные размеры, содержащая ряды допусков и отклонений. Дано четкое уточнение, что система относится к двум видам размерных элементов: цилиндру и двум параллельным плоскостям. В старой версии стандарта 286-1:88 для интерпретации размера элемента детали априори применялось правило внешней границы, однако в международном стандарте 14405-1:2010 установлена интерпретация размера по двухточечному измерению. Это означает, что точность отклонения формы больше не зависит от точности размера, и требования к форме должны назначаться отдельно. Теперь во многих случаях нормирования только допуска диаметра недостаточно для контроля конструкционных и эксплуатационных свойств соединения. Теоретически, согласно положениям геометрических характеристик изделий, необходимо установить требования и определить внешнюю границу, а также в ряде случаев нормировать требования к допускам формы, волнистости и шероховатости поверхности. В статье рассмотрены изменения терминологии с позиции теории точности и взаимозаменяемости. Сделан вывод, что все незначительные изменения терминов, понятий и положений не влияют на общее построение единой системы допусков и посадок, однако произошло уточнение ряда старых терминов, введены новые понятия. Главное, что появилась связь между стандартами на геометрические характеристики изделий по принципу общего построения моделей точности и единой терминологии. Особо следует отметить плохой перевод английской версии на русский язык. В переводе не участвовали ученые, занимающиеся вопросами теории точности и взаимозаменяемости. Большинство введенных терминов можно было бы трактовать гораздо техничнее и понятнее.