Том 85, № 1 (2018)

Рабочие органы почвообрабатывающих машин выполняют наиболее важную роль с точки зрения технологического процесса обработки почвы, так как именно они обеспечивают все показатели его назначения. Цель исследования - обоснование параметров стойки рабочего органа почвообрабатывающей машины. На тяговое сопротивление как основной параметр рабочего органа оказывает влияние форма бокового профиля и поперечного сечения стойки. В общем случае в поперечном сечении стойки рабочих органов могут иметь: плоскость с прямолинейными границами, плоскость с криволинейными выпуклыми границами или плоскость с криволинейными вогнутыми границами. Уплотненное ядро почвы перед стойкой не образуется при угле заточки не более 50°. Во всех остальных случаях такое ядро образуется даже при несимметричных углах заточки. Следовательно, необходимым условием формы поперечного сечения стойки должно быть соблюдение величины указанного угла. Поперечное сечение стойки (декартов лист) отвечает предъявляемым к ней требованиям, так как угол заточки не превышает 50°, что не способствует образованию ядра уплотнения, а граница имеет форму выпуклой линии, что обеспечивает получение минимального значения абсолютной скорости, а следовательно, небольшие энергетические затраты на перемещение почвы. Стойка рабочего органа почвообрабатывающей машины должна иметь форму бокового профиля, близкую к логарифмической кривой, что снижает энергоемкость процесса на 20…45 %. В поперечном сечении стойки должна быть плоскость, ограниченная дугами эллипса и касательными к этим дугам, проведенными таким образом, чтобы угол при вершине эллипса не превышал 50°. Это уменьшает тяговое сопротивление стойки на 40…52 %.

На сегодняшний день основным методом борьбы с зараженностью зерна и семян в сельском хозяйстве является химическое протравливание. Суть его заключается в нанесении на поверхность семян химически активных веществ, уничтожающих паразитную микрофлору. Однако химический метод стерилизации не лишен серьезных недостатков. Известно, что наиболее эффективные протравители - системные фунгициды - ядовиты, в том числе для человека. Применение подобных веществ помимо токсикологических последствий способствует выработке резистентности паразитных микроорганизмов, их мутациям в сторону чрезвычайно опасных и устойчивых видов. Во избежание этого нужны альтернативные методы и соответствующее оборудование. Обеззараживающим эффектом обладают электрофизические воздействия, в частности сверхвысокочастотная (СВЧ) энергия. При этом механизм подавления паразитной микрофлоры принципиально иной и заключается во влиянии на внутреннюю естественную среду биоорганизмов - биологическую влагу. В этой среде протекают все клеточные процессы живых организмов, поэтому изменение ее параметров, сопровождающееся образованием активных ионов, оказывается критичным для жизнедеятельности паразитных микроорганизмов. Чтобы процесс ионизации вызывал значимый эффект, необходимы определенные характеристики СВЧ-облучения: мощность, длительность, равномерность подвода к материалу, что зависит от применяемого оборудования. В статье сформулированы основные требования к обеззараживающему СВЧ-оборудованию, способному эффективно использоваться в сельском хозяйстве. Рассмотрены наиболее важные параметры существующих СВЧ-установок. Для сравнительной оценки предложен практически удобный критерий - коэффициент эффективности обеззараживания, учитывающий важнейшие характеристики рассматриваемого оборудования в одной цифре. Выполнен расчет вновь введенного коэффициента для ряда СВЧ-установок, и дана его графическая интерпретация. Показано, что инновационная установка «СИГМА-1», разработанная в Аграрном научном центре «Донской», превосходит аналоги по коэффициенту эффективности обеззараживания в 1,5…3 раза. К ее преимуществам также относится возможность дальнейшего совершенствования путем наращивания числа волноводных секций, что кратно увеличивает производительность.

Особенность компоновки современных гусеничных тракторов такова, что центр масс трактора, как правило, расположен со смещением от середины опорной поверхности гусеницы вперед. Такое компоновочное решение в сочетании с использованием балластных грузов, размещаемых чаще всего спереди трактора, позволяет обеспечить его требуемые тягово-сцепные свойства при агрегатировании с орудиями. Однако, поскольку трактор работает с широким диапазоном нагрузок, при смене орудия с высоким тяговым сопротивлением, к примеру, на прицеп с низким сопротивлением возникает необходимость и регулировки массы балласта. На практике такая регулировка зачастую не осуществляется, т.е. один раз установленный передний балласт используется в течение всего срока эксплуатации машины, ухудшая ее топливную экономичность и не обеспечивая оптимальные тягово-сцепные свойства. В связи с этим важной представляется задача поиска решений, которые бы позволили устранить необходимость регулировки массы балласта в зависимости от крюковой нагрузки. Для этого в статье рассмотрена схема балластирования гусеничного трактора при приложении силы тяги под положительным углом. Также для трактора Challenger MT865B при ряде допущений о его геометрических параметрах была построена расчетная зависимость коэффициента балластирования от коэффициента использования сцепного веса и угла приложения силы тяги. Анализ зависимости позволил прийти к выводу о возможности обеспечения совпадения центра давления с серединой опорной поверхности трактора на всем диапазоне его нагрузок при неизменных значениях коэффициента балластирования и угла приложения силы тяги. Для расчета данных оптимальных значений указанных параметров в работе представлены соответствующие формулы.

При обработке почвы в рядах многолетних насаждений рабочие органы должны перемещаться в поперечном направлении при обходе штамба. Траектория перемещения рабочих органов обусловлена требуемой защитной зоной. Необходимо соблюдать заданную траекторию перемещения рабочих органов при минимальных энергозатратах на осуществление технологического процесса обработки почвы. Перемещение рабочих органов осуществляется четырехзвенным механизмом, управляемым гидроприводом. Энергозатраты зависят от принудительного усилия, приложенного к ведущему звену механизма и сил сопротивления почвы, действующих на рабочие органы в виде распределенной нагрузки. Принудительное усилие пропорционально создаваемому давлению в гидроприводе. Энергозатраты можно уменьшить при использовании сил сопротивления почвы, действующих на рабочие органы. При определенном соотношении параметров механизма перемещения рабочие органы под действием сил сопротивления почвы стремятся в ряд многолетних насаждений и удерживаются в нем без использования гидропривода. Цель исследования: обоснование способа снижения энергозатрат на осуществление технологического процесса обработки почвы путем анализа механизмов перемещения рабочих органов. Исследованию подвергались механизмы: подъемного крана, трапецеидальный, параллелограммный и культиватора Н-7 фирмы «Холдер» с леворежущим, праворежущим и симметричным перемещением рабочих органов. Снижение энергозатрат возможно при перемещении трапецеидальным механизмом леворежущего или праворежущего, а также симметричного рабочих органов. Другие механизмы при этом характеризуются дополнительными затратами энергии. Основная часть энергии расходуется на отвод посредством гидропривода рабочих органов из ряда насаждений. Возврат леворежущего или праворежущего, а также симметричного рабочих органов в ряд осуществляется под действием сил сопротивления почвы трапецеидальным механизмом с соотношением звеньев 1:0,448:0,325:0,896:1,563.

Обоснование и использование допусков на эргономические параметры обеспечивает безопасность и улучшает условия и охрану труда операторов машинно-тракторных агрегатов. Предметом исследования является разработка математических моделей для определения эргономических параметров машинно-тракторных агрегатов с газотурбинными двигателями. Целью исследований является разработка вероятностно-статистического метода определения эргономических допусков машинно-тракторных агрегатов, оснащенных газотурбинными двигателями. Новизна исследований заключается в разработанных математических моделях и алгоритме расчета допусков на эргономические параметры машинно-тракторных агрегатов с газотурбинными двигателями. Предложенный метод разработан на основе системного анализа и методах сбора и обработки информации, математического моделирования. При этом также использовались государственные стандарты ГОСТ 26387-8, ГОСТ Р ИСО 15005-2012, ГОСТ Р ИСО 15534-1-2009. Эргономические параметры машинно-тракторных агрегатов разделены на следующие основные группы: антропометрические, гигиенические, физиологические и психологические. В качестве основных количественных характеристик допусков на эргономические параметры машинно-тракторных агрегатов определены: установочные допуски на уровень настройки, установочные допуски на точность настройки и контрольные допуски. Предложенные метод и алгоритм расчета позволяют с вероятностью 0,95 прогнозировать оптимальные значения эргономических допусков машинно-тракторных агрегатов. В качестве примера в статье приведены примеры расчета допусков температуры на рабочем месте механизатора машинно-тракторного агрегата с газотурбинным двигателем ГТД-350Т. Установлено, что оптимальное значение установочного допуска на уровень настройки температуры на рабочем месте механизатора равно 20±1 °C, а установочного допуска на точность настройки - ±0,7 °C. Установленные эргономические допуски и вероятностно-статистический метод их определения предназначены для обоснования, непрерывного контроля и оценки эргономических параметров, обеспечивающих безопасность и улучшение условий и охраны труда оператора машинно-тракторных агрегатов с газотурбинным двигателем. Предложенный вероятностно-статистический метод обеспечивает определение и оптимизацию эргономических параметров машинно-тракторных агрегатов с газотурбинным двигателем с учетом вероятностного характера их изменения в конкретных условиях их эксплуатации.