Том 90, № 1 (2023)

Введение. Эксплуатация гидроприводов сельскохозяйственной техники сопряжена с проблемой утечек горюче-смазочных материалов и, вследствие этого, – загрязнения воды и почвы. В реальности при разрыве рукава высокого давления у гидравлического оборудования наблюдается наибольшая утечка масла.

В настоящее время, существующие методы решения проблемы утечки масла из рукавов высокого давления имеют значительные ограничения по их использованию и значительную стоимость их применения. Эффективным методом решения данной проблемы может быть применение устройства защиты гидропривода, которое будет изолировать разгерметизированный участок от насоса.

Цель исследования – разработка усовершенствованного защитного средства – устройства аварийного отключения, контролирующего гидропривод с несколькими типами гидродвигателей, при минимальном количестве узлов устройства.

Материал и методы. Разработана конструкция устройства аварийного отключения гидропривода (патент РФ № 2522013), устанавливаемого в гидросистеме трактора с гидроцилиндрами одно- и двустороннего действия. Применяемый метод – морфологический анализ структуры и отличительных признаков существующих технических решений.

Результаты и обсуждение. Узел отключения и конечный датчик защитного устройства сравнивают величину подачи насоса гидросистемы с расходом в сливной магистрали. При этом устройство способно автоматически настраиваться на допустимую их разность, обеспечивая отсутствие ложных срабатываний при использовании двуполостных гидроцилиндров с одним штоком. Ложные срабатывания при подключении однополостного гидроцилиндра предотвращаются за счет применения дополнительного датчика расхода, блокирующего узел отключения. Поток жидкости дросселируется в кольцевых зазорах между поршнями и корпусами датчика и отключающего узла; при этом оба поршня взаимно уравновешены.

Выводы или заключение. Предложенное решение направлено на устранение значительных выбросов масла из рукава высокого давления и позволяет использовать одно устройство для контроля всей гидросистемы трактора. За счет этого снижается вес защитного средства, его стоимость, а первоначальная гидравлическая схема практически не изменяется.

Обоснование. Одной из наиболее часто фиксируемых поломок элементов конструкции шнека жатки зерноуборочного комбайна является выход из строя пальцев пальчикового механизма. Многие производители зерноуборочной техники вводят в конструкцию пальчикового механизма предохранительный элемент (проточку на пальце). Оптимальное расположение данной проточки по отношению к оси вращения пальца позволяет, на определенном участке рабочего хода механизма, гарантировать поломку пальца шнека не по основному диаметру, а по проточке.

Цель работы. В специальной технической литературе не уделяется особого внимания аналитическим расчетам элементов конструкции пальчикового механизма шнека жатки, что требует разработки соответствующих математических моделей в зависимости от поставленных целевых показателей.

Материалы и методы. В данной работе представлена математическая модель пальчикового механизма шнека жатки зерноуборочного комбайна, основанная на применении векторного анализа, который долгое время успешно применяется автором при проектировании различных рычажных механизмов. Предлагаемый метод векторного анализа базируется на методе преобразования координат.

Результаты. Представленная в статье математическая модель пальчикового механизма шнека позволила описать кинематику всех его характерных точек, определить вектора угловых скоростей и ускорений звеньев, провести силовой анализ с оптимизацией положения предохранительного элемента на пальце, а также получить и исследовать различные графические зависимости. Разработанная математическая модель дает исчерпывающее описание кинематических и силовых параметров рассматриваемого механизма для всех его положений.

Заключение. Предложенная математическая модель пальчикового механизма позволила успешно провести оптимизацию параметров расположения предохранительного элемента на пальце (проточки), обеспечив тем самым максимальный угол охвата зоны возможной поломки пальца по проточке.

Обоснование. Современная сельскохозяйственная деятельность требует применения высокотехнологичного оборудования, в частности, – многофункционального трактора, который, в современных тенденциях, должен являться мобильной электростанцией с автономным управлением.

В современных тракторах, удовлетворяющих актуальным требованиям, применяются многопоточные вальнопланетарные коробки передач, обладающих кумулятивным эффектом.

Цель работы – сравнение принципов работы двух разновидностей автоматических трансмиссий тракторов: с гидростатическим приводом и электромеханическим.

Материалы и методы. При проведении исследования выполнен литературный обзор печатных и сетевых изданий с техническим описанием трансмиссий рассматриваемых конструкций.

Результаты. Рассмотрены принципы работы двух разновидностей автоматических трансмиссий тракторов: с гидростатическим (Fendt VarioDrive) и электромеханическим (ООО «Русэлпром-электропривод») приводом.

Принцип действия трансмиссии Fendt VarioDrive (планетарная разветвленная передача с механической и гидростатической ветвями) состоит в делении крутящего момента, поступающего от ДВС, планетарным редуктором на механическую и гидростатическую ветви, с последующим суммированием потоков собирающим валом. Изменение передаточного числа и направления движения трактора контролируется ЭБУ посредством управления гидростатической ветвью трансмиссии. Трансмиссия номинально является бесступенчатой ввиду отсутствия передач как таковых.

Комплект тягового электрооборудования трансмиссии, разработанной ООО «Русэлпром-электропривод», установленный на трактор, включает:

– асинхронный мотор-генератор с силовым преобразователем и микропроцессорной системой управления;

– тяговый асинхронный двигатель центрального привода с силовым преобразователем и микропроцессорной системой управления;

– преобразователь постоянно-постоянного тока для питания вспомогательного оборудования.

– силовые преобразователи и преобразователь постоянно-постоянного тока встроены в блок силовой электроники;

– контроллер верхнего уровня с управлением и панелью индикаторов в кабине водителя.

Система управления электромеханической трансмиссии позволяет полностью контролировать ее работу и функционирование двигателя внутреннего сгорания. Принцип действия системы базируется на основах работы гибридного транспорта. Движение трактора возможно в одном из двух диапазонов: «диапазон 1» – рабочий (0…18 км/ч) и «диапазон «2» – транспортный (0…42 км/ч)

Заключение. Ввиду современной концепции агрегатов с электроприводом компоновочные решения с электромеханическим приводом, имеющим в своей конструкции электрический генератор, более перспективны и применимы в будущем, особенно ввиду направления прицепной техники.

Обоснование. Воздействие шин на деформируемую опорную поверхность определяет не только возможности машины по передвижению, но и давление на грунт через геометрические характеристики пятен контакта. Давление на грунт нормируется и ограничивается условиями сохранности его агрофизических свойств. Поэтому, при создании машин различного назначения для передвижения по деформируемым опорным поверхностям или их прицепов требуется в процессе проектирования рассчитывать давление на грунт. Однако, на сегодняшний день отсутствуют универсальные зависимости для расчета указанных параметров шин сверхнизкого давления. Это относится и к вертикальному, и к наклонному расположению шин.

Цель работы – разработка и реализация универсальных методик расчета нормальной жесткости и параметров пятен контакта шин сверхнизкого давления для сельскохозяйственной техники.

Материалы и методы. При моделировании использовались программные продукты: Excel; MatLab; Curve Expert Professional.

Результаты. Получена универсальная расчетно-экспериментальная зависимость для определения нормальной жесткости шин сверхнизкого давления, в том числе при возможном наклоне оси вращения колеса. Зависимость учитывает давление в шине, нормальную нагрузку на колесо, угол наклона оси вращения и геометрические характеристики шины. Получена формула для определения контурной площади пятна контакта шины сверхнизкого давления. Она позволяет рассчитывать текущее давление на грунт, которое не должно превышать нормируемой величины.

Заключение. Разработана и реализована методика расчета нормальной жесткости и параметров пятна контакта для шин сверхнизкого давления: длины контакта, контурной площади и давления в контакте. Методика является универсальной для всех шин сверхнизкого давления.

Обоснование. При обмолоте селекционного материала кукурузы влажность имеет основополагающую роль, так как при слишком малой влажности (сухой материал) в процессе обмолота происходит дробление зерновки и посевной материал получается непригодным для использования, а при увеличенной влажности происходит недомолот, а также появляются микродефекты незаметные человеческому глазу, что заметно снижает всхожесть селекционного материала.

Цель исследования. Определить зависимость прочности кукурузного зерна от влажности, произвести эксперимент, выявив усилие достаточное для разрушения семени.

Материалы и методы. В представленной работе проведен анализ научных исследований Г.К. Такоева, М.Г. Голикова и Н.С. Буддо, которые установили зависимости дробления семян во время обмолота початков кукурузы от влажности семени. В настоящей статье представлены данные опытов по изучению прочности зерна кукурузы с различной влажностью при обмолоте на комбайнах Rostselmash NOVA 330 и Claas Мега 370. Данные были получены при помощи осциллографа. Влажность кукурузы оказывает существенное влияние на качество обмолота початков. Представлена схема винтового пресса, который использовался для определения усилия разрушения зерна.

Результаты. Установлено, что с увеличением влажности зерна в початках производительность кукурузных молотилок снижается, что влечет за собой усложнение конструкций молотильных аппаратов. Опыты показали, что при влажности 18,21% зерно кукурузы гибрида Краснодарский 425 МВ выдерживает статическую нагрузку в среднем равную 108 Н, а при влажности 29,28% нагрузка разрушения снижается до 90–100 Н.

Заключение. Проведя анализ полученных экспериментальных данных и, построив соответствующие графики, нами доказано, что при снижении влажности зерна кукурузы с 30 до 17% прочность зерна увеличивается.

Обоснование. В связи с известными преимуществами гусеничных тракторов: лучшие сцепные качества, более высокий, тяговый КПД, меньшее вредное воздействие на почву представляет интерес сравнение их эксплуатационно-технологических показателей, в частности, на возделывании подсолнечника, с применяемыми в настоящее время для этих целей колесными тракторами.

Цель работы. Провести анализ такого важного показателя, как погектарный расход топлива, на всем комплексе полевых работ по возделыванию подсолнечника гусеничного трактора Агромаш-90ТГА, пригодного для выполнения всех полевых операций по возделыванию подсолнечника, включая междурядную обработку, и колесных тракторов МТЗ-1221.2 и МТЗ-82.1.

Материалы и методы. Анализ выполнен на примере типичного, занимающегося возделыванием подсолнечника, фермерского хозяйства Саратовской области, использующего колесные тракторы МТЗ-1221.2 и МТЗ-82.1. Вначале было выявлено, с какими орудиями и на каких режимах работают на возделывании подсолнечника колесные тракторы. Затем были выполнены тяговые расчеты колесных тракторов МТЗ-1221.2 на стерне, МТЗ-82.1 на поле, подготовленном к посеву, и гусеничного трактора Агромаш-90ТГА на обоих указанных почвенных фонах. По результатам расчетов определены составы агрегатов и режимы работы гусеничного трактора Агромаш-90ТГА. После этого на каждой операции были рассчитаны сменные производительности и погектарный расход топлива, а также суммарный расход топлива на всем комплексе полевых операций.

Результаты. Выполненные расчеты показали, что суммарный расход топлива, необходимый для обработки с применением тракторов 1 га посевов подсолнечника, при использовании колесных тракторов МТЗ-1221.2 и МТЗ-82.1 составляет 52,819 кг, при использовании гусеничного трактора Агромаш-90ТГА – 41,357 кг.

Заключение. Применение на возделывании подсолнечника в условиях Саратовской области гусеничного трактора Агромаш-90ТГА обеспечит экономию топлива в 21,7% по сравнению с использованием колесных тракторов МТЗ-1221.2 и МТЗ-82.1.