Том 84, № 7 (2017)

Эффективная работы колесного трактора во многом определяется таким эксплуатационным свойством, как проходимость. Для ее повышения используются системы автоматической блокировки межколесного дифференциала, которые блокируют его только при выполнении поворота колесным трактором, а при прямолинейном движении дифференциал находится в разблокированном состоянии. Это снижает проходимость колесного трактора в тяжелых дорожных условиях при его прямолинейном движении. Авторами предлагается автоматическое устройство блокировки и разблокировки межколесного дифференциала, работающее на основе обобщенного информационного параметра, - разности частот вращения ведущих колес одной оси при движении трактора как при прямолинейном движении, так и при поворотах. Оно состоит из включателя устройства, муфты с фрикционными дисками для блокировки дифференциала, гидропривода ее срабатывания, состоящего из бака, насоса, редукционного клапана, электромагнитного двухпозиционного золотника с обмоткой, двух датчиков частоты вращения первого и второго ведущих колес, сумматора с двумя входами и выходом, входами соединенного с первым и вторым датчиками частоты вращения, усилителя, выходом соединенного с обмоткой золотника. При достижении установленной разности частот вращения колес ведущей оси, формируется управляющее напряжение, которое усиливается и подается на обмотку золотника. Перемещаясь, он обеспечивает включение муфты блокировки дифференциала. При снижении разности частот вращения ведущих колес до нуля происходит автоматическое разблокирование межколесного дифференциала. Применение разработанного устройства автоматического управления блокировкой и разблокировкой межколесного дифференциала, по сравнению с известным, обеспечивает повышение проходимости колесного трактора.

Стандартные Г-образные ножи при работе подвергаются воздействию различного рода нагрузкам. Форма лезвий Г-образных ножей не отвечает требованию выполнения скользящего резания, что приводит к повышению энергоемкости фрезерования почвы. Для обеспечения оптимальных условий резания без обволакивания сорняками и забивания ножей необходимо, чтобы в любом сечении лезвия (в плоскости вращения) угол его установки у (резания) был постоянен. Поэтому лезвие ножа следует выполнить по винтовой линии, что позволит обеспечить его плавное вхождение и скользящее резание при движении в почве. Цель исследования - повышение качества и снижение энергозатрат обработки почвы путем выбора рационального угла установки лезвия и оптимизации параметров винтовых Г-образных ножей фрезы. Для изучения работы и процесса нагружения винтового Г-образного ножа фрезы использовался метод конечных элементов из прикладной библиотеки APM FEM системы КОМПАС-3Б. Конструкцию ножа разбивали на элементы, чтобы показать их перемещения и деформации через смещения граничных точек (узлов) элемента, затем определяли узловые смещения, деформации и напряжения. В ходе исследования изучалась зависимость значений линейных перемещений и величин напряжений в зависимости от угла установки лезвия ножа (у = 35°...60°). Результаты исследования показали, что при увеличении угла установки лезвия до у = 60° суммарные линейные перемещения уменьшились на 18 % достигнув 0,6978 мм, по сравнению с у = 35° (0,8455 мм) при максимальной нагрузке 2000 Н. Нож с углом установки у = 60° имеет значения коэффициента запаса прочности выше, чем нож с у = 35° по всем ступеням нагрузки (500, 1000, 1500 и 2000 Н). Винтовой нож с большим углом установки наиболее приемлем для фрезерования почвы со скольжением, что характерно при обработке дернины. В результате исследования предложено для фрезерования почвы с высоким качеством использовать ножи с винтовой рабочей поверхностью.

Расчет оптимальных значений мощности, эксплуатационной массы и энергонасыщенности сельскохозяйственного трактора, при которых достигаются минимальный расход топлива и оптимальная производительность, -актуальная задача теории трактора. Цель исследования заключается в определении оптимальных значений мощности, эксплуатационной массы и энергонасыщенности сельскохозяйственного трактора по минимуму удельных энергозатрат - отношения энергозатрат при обработке единицы площади к достигнутой производительности. Объекты исследования: комбинированные пахотные агрегаты с колесными и гусеничными тракторами общего назначения. Исходный материал: номинальные тяговые усилия, принятые для разных тяговых классов; коэффициенты, характеризующие тягово-сцепные свойства трактора; уравнение мощностного баланса трактора; функция буксования; компьютерная программа минимизации функции методом дихотомии; зависимости для безразмерных коэффициентов, учитывающих увеличение удельного тягового сопротивления агрегата с повышением рабочей скорости. Основной метод исследования - расчет с использованием нелинейного программирования при изменении энергонасыщенности способом дихотомии. При загрузке номинальным тяговым усилием номинальную мощность трактора общего назначения и его максимальную энергонасыщенность определяют удельные энергозатраты, соответствующие работе пахотного агрегата с допустимыми значениями рабочей скорости и буксования. Минимальная энергонасыщенность трактора определяется отношением минимальной эксплуатационной мощности к максимальной эксплуатационной массе трактора, соответствующей максимуму тягового кпд. Основные выводы: удельные энергозатраты трактора на технологической операции зависят от ее вида и безразмерного коэффициента, учитывающего повышение удельного тягового сопротивления агрегата при увеличении скорости и изменяющегося по параболе; номинальная мощность колесного трактора находится в интервале, нижний предел которого определяют минимальные удельные энергозатраты при максимальном тяговом кпд, верхний - удельные энергозатраты при максимальной допустимой скорости и допустимом буксовании; номинальную мощность гусеничного трактора определяют удельные энергозатраты при максимальной допустимой скорости и допустимом буксовании.

Качество топливо-смазочных материалов, применяемых в сельскохозяйственном производстве, изучалось с целью оценки влияния их свойств на работоспособность двигателя. При анализе бензина определялись следующие показатели качества: плотность, наличие механических примесей, содержание воды, кислотное число, наличие минеральных кислот и щелочей, фракционная разгонка топлива (определение температур начала кипения и выкипания 10 % топлива, 50 % топлива и 90 % топлива). При анализе свойств дизельного топлива определялись следующие показатели его качества: плотность, наличие механических примесей, содержание воды, температура вспышки, вязкость при 20 °С, наличие минеральных кислот и щелочей. Оценка качества моторных масел проводилась по следующим показателям: плотность, вязкость при температуре 50 °С, вязкость при температуре 100 °С, индекс вязкости, температура вспышки, наличие минеральных кислот и щелочей, механических примесей и воды, кислотное число. Наиболее часто отклоняющиеся от стандарта показатели качества бензина - это плотность, пусковые свойства, склонность к образованию летом паровых пробок в системе питания. Иногда к этому добавляется неполнота сгорания. Для дизельных топлив характерны следующие нарушения стандартных показателей качества: повышенное содержание фактических смол, пониженная вязкость и очень высокая (выше 100 °С) температура вспышки. Наиболее часто встречающимися показателями качества моторных масел, отклонение от нормы которых может привести к нарушению работы двигателя, являются: вязкость при 100 °С, индекс вязкости, кислая реакция, наличие воды, низкая температура вспышки. После оценки качества моторных масел установили наиболее часто встречающиеся причины нарушения работы двигателя. Большинство нарушений качества масел связано с его неправильным хранением или умышленным смешиванием его с более дешевыми компонентами.

Для определения вероятностного времени кормления животных мобильными кормоцехами на фермах КРС требуется решить систему уравнений Колмогорова. Из-за массивности расчетов эту работу можно выполнить только при использовании вычислительной техники. Однако конкретная система уравнений Колмогорова подходит только для определенного количества компонентов в кормосмеси. В зависимости от выбранного рациона кормления это количество может существенно меняться. Решение систем уравнений Колмогорова для кор-мосмесей с различным количеством компонентов является очень трудоемким процессом. Поэтому требуется разработать математическую модель, позволяющую решать задачу по определению вероятностного времени кормления для многокомпонентных кормосмесей. В ходе работы использовались положения теории случайных процессов, теории графов и основы математического моделирования. Для выполнения поставленной задачи были составлены и решены системы уравнений Колмогорова для 2-, 3- и 4-компонентной кормосмесей. Сочетания интенсивностей «X,» заменялись коэффициентами «К», введенными для визуального восприятия формул и возможности выявить закономерности их развития при изменении количества компонентов. Обнаруженные закономерности отражены в алгоритме. Также представлено итоговое решение рассмотренных систем уравнений Колмогорова, и получена общая формула для вычисления вероятности нахождения мобильного кормоцеха в состоянии раздачи корма. Формула состоит из коэффициентов «К», которые вычисляются по разработанному алгоритму. Таким образом, при использовании предложенного алгоритма исключается необходимость в составлении и решении систем уравнений Колмогорова для определения вероятности нахождения мобильного кормоцеха в состоянии раздачи корма. Обнаруженные закономерности удобно реализовать в электронной среде, например MS Excel, что позволит осуществлять моделирование технологического процесса приготовления и раздачи кормосмесей с различным количеством компонентов.