CC BY
32
Коэффициенты значимости энергозатрат
Результаты исследования
Таким образом, при дифференцированной оценке транспортировки сельскохозяйственных культур наибольшее значение имеет коэффициент прямых затрат. Поэтому для снижения полных энергозатрат обходимо вводить новые технологии направленные на уменьшение прямых энергозатрат, т.е. на снижение расхода топлива при выполнении заданного объема работы, а это возможно при движении автомобилей с оптимальной необходимой скоростью движения, которой соответствует минимум расхода топлива.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемый способ определения эффективности использования транспортного средства в технологии возделывания сельскохозяйственных культур с помощью коэффициентов значимости позволит наиболее точно определить пути снижения энергетических затраты.
Литература
1. Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве I АН. Никифоров, В.А. Токарев, В.А. Борзенков [и др.]; под ред. А.Н. Никифорова. - М.: Изд-во ВИМ, 1995.-96с.
2. Баженов С.П. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей и тракторов. - М.: Академия, 2008. - 328 с.
УДК 631.34.2
Н.М. Канделя, А.М. Емельянов, Е.М. Шпилев
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕУГОЛЬНОГО МЕТАЛЛОГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ В СХЕМЕ ХОДОВОЙ ЧАСТИ
ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА «ЕНИСЕЙ КЗС-958»
В статье рассмотрены результаты использования сменного треугольного металлогусеничного движителя в схеме ходового аппарата зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958». Результаты испытаний показывают высокую эффективность его использования в конструкции мобильного энергетического средства сельскохозяйственного назначения.
Ключевые слова: зерноуборочный комбайн, металлогусеничный движитель, буксование, производительность, почва, зерновые, соя.
N.M. Candela, A.M. Emelyanov, E.M. Shpilev USE OF THE TRIANGULAR METAL TRACKDRIVE IN THE SCHEME OF THE "YENISEI K3C-958" COMBINE HARVESTER RUNNING GEAR
The results of use of the replaceable triangular metal trackdrive in the scheme of the «Yenisei КЗС-958» combine harvester running device are considered in the article. The test results show high efficiency of its use in the design of the agricultural purpose mobile power means.
Key words: combine harvester, metal trackdrive, slipping, productivity, soil, grain, soybeans.
Уборка урожая является завершающим этапом возделывания сельскохозяйственных культур. Качество выполнения данной операции определяет годовой итог эффективности всех предыдущих работ. На Дальнем Востоке зерновые культуры убираются, как правило, в период сильного переувлажнения почвы. В условиях переувлажнения почвы технико-экономические показатели уборочных работ, зачастую и возможность уборки, зависят от проходимости зерноуборочных комбайнов. Серийно выпускаемые колесные зерноуборочные комбайны «теряют» проходимость вследствие недостаточных тягово-сцепных свойств. Поэтому повышение эффективности работы зерноуборочных комбайнов является актуальной задачей сельскохозяйственного машиностроения.
Цель работы - повышение эффективности работы зерноуборочных комбайнов за счет совершенствования ходовой части.
Для достижения поставленной цели предусматривается решение следующей задачи: использование в схеме ходовой части комбайна «Енисей КЗС-958» полугусеничного шасси на резиноармированных гусеницах вместо ведущих пневматических колес.
Наиболее перспективным направлением повышения эффективности использования мобильных энергетических средств является снижение нормального давления на почву и повышение тягово-сцепных свойств за счет установки движителя треугольной формы вместо пневматических ведущих колес мобильного энергетического средства.
Использование гусеничного движителя с металлическими гусеничными лентами в схеме зерноуборочного комбайна повышает тягово-сцепные свойства, позволяет обеспечить необходимую проходимость комбайна при уборке зерновых культур в условиях переувлажнения почвы [1-6].
Отмечая, несомненно, положительное в вышеприведенных работах, следует сказать, что существующая в настоящее время конструкция металлогусеничного движителя уборочных машин не в полной мере удовлетворяет современным экологическим требованиям к ходовым системам, использующимся в сельскохозяйственном производстве. Металлогусеничный движитель оказывает техногенное воздействие на почву, приводящее к снижению ее плодородия.
Перспективным направлением совершенствования гусеничного движителя является использование резиноармированных гусениц вместо металлических. Исследования и опытно-конструкторские работы [7] подтверждают перспективность использования движителя с резиноармированными гусеницами в схеме уборочных машин. Значительный интерес представляет задача разработки сменного колесно-гусеничного хода для зерноуборочных комбайнов.
В ЗАО Биробиджанский комбайновый завод «Дапьсельмаш» разработано и запущено в серийное производство шасси полугусеничное на резиноармированных гусеницах (рис. 1). Шасси предназначено для переоборудования колесных комбайнов зерноуборочных комбайнов с целью повышения их проходимости в условиях переувлажнения почвы.
Рис. 1. Шасси полугусеничное на резиноармированных гусеницах
Принципиальная схема ходовой системы зерноуборочного комбайна «Енисей КЗС-958» с ведущим полугусеничным шасси представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Принципиальная схема ходовой системы зерноуборочного комбайна с ведущим полугусеничным шасси Движение гусеничной машины осуществляется за счет взаимодействия опорного участка движителя с почвой. Под воздействием крутящего момента на ведущих звездочках между опорной поверхностью и почвой возникают касательные реакции. Касательные реакции, действуя на движитель, толкают машину впе-
ред. Равнодействующая касательных реакций почвы (без учета внутренних потерь) является касательной силой тяги. В результате взаимодействия гусеничного движителя с почвой последняя подвергается деформации. Со стороны почвы возникают реакции, обуславливающие силу сопротивления движению машины. Возможность передвижения определяется преобладанием касательной силы тяги над сопротивлением движению.
Сила сопротивления перекатыванию вследствие деформации почвы определяется двумя составляющими: сопротивлением перекатыванию колес управляемого моста и сопротивлением перекатыванию гусеничного движителя.
Сопротивление движению вследствие деформации почвы колесами управляемого моста определяется по выражению
Ру =[ с0НЪгсозагсзт—^• агсзт —
где С() - коэффициент объемного смятия почвы;
И - глубина колеи;
Ъ - ширина колеса;
Г - динамический радиус колеса.
Сопротивление движению вследствие деформации почвы гусеничным движителем рассчитывается по формуле
/ “
где Ъ - ширина гусеницы.
Схема для расчета касательной силы тяги приведена на рисунке 3.
Мк
Рис. 3. Схема для расчета касательной силы тяги гусеничного движителя: 3 - буксование; X - длина
опорной поверхности гусеничного движителя
Конечная формула для расчета касательной силы тяги, развиваемой движителем, имеет вид
X
х
п к=1
п к=1
к^\п1кя_
где Я. к~ коэффициент нормального давления;
Р - коэффициент внутреннего трения;
К - коэффициент деформации почвы;
3 - коэффициент буксования.
Данная формула определяет касательную силу тяги гусеничного движителя. В этом выражении учитываются неравномерность распределения нормального давления по длине гусеничного движителя, буксование, геометрические параметры движителя, физико-механические свойства почвы. Впервые в теории гусеничного движителя получено утверждение, что использование тригонометрического ряда Фурье позволяет учесть неравномерность распределения давления по длине опорной поверхности гусеничного движителя при расчете тягово-сцепных свойств мобильного энергетического средства.
Экспериментальные исследования по определению функциональной работоспособности полугусеничного шасси проведены на ФГУ «Амурская МИС». Рабочий момент проведения экспериментальных исследований приведен на рисунке 4.
Рис. 4. Комбайн «Енисей КЗС-958» на полугусеничном шасси с резиноазрмированными гусеницами
на уборке сои
Эксплуатационно-технологические показатели работы серийного и опытного комбайнов приведены в таблице.
Эксплуатационно-технологические показатели
Показатель Значение показателя
по ТУ поданным испытаний
Дата и место проведения оценки - 16.10.2007 г. ФГУ "Амурская МИС" 17.10.2007 г. ФГУ "Амурская МИС"
Состав агрегата КЗС 950 и его модификации КЗС-958 полугусеничный КЗС-958 колесный
Режим работы: скорость движения, км/ч 0,77 - 8 4,5 4,6
ширина захвата, м 6 5,8 5,78
Производительность за 1 ч, га: основного времени Нет данных 2,61 2,66
сменного времени Тоже 2,17 2,2
эксплуатационного времени - 2,11 2,08
удельный расход топлива за время сменной работы, кг/га - Не определялся
Эксплуатационно-технические коэффициенты: технологического обслуживания 0,94 0,94
надежности технологического про- - 1 1
использование сменного времени - 0,83 0,83
использование эксплуатационного времени - 0,81 0,78
Количество обслуживающего персонала 1 1 1
Показатели качества выполнения технологического процесса: высота среза фактическая, средняя Нет данных 9,8 10,6
суммарные потери зерна за комбайном Не более 2 4,45 4,69
качество зерна из бункера комбайна дробление зерна До 2 7,5 7,4
сорная примесь ДоЗ 0,4 0,46
Анализ данных таблицы показывает, что производительность опытного комбайна на полугусеничном ходу за час основного времени при урожайности на уборке сои 15,2 ц/га составила 2,61 га при рабочей скорости 4,5 км/ч. По базовому комбайну - 2,66 га при скорости 4,6 км/ч. Комбайн с шасси на полугусеничном ходу обеспечивает устойчивый технологический процесс, что подтверждается коэффициентом надежности технологического процесса, равным 1,0. Коэффициент технологического обслуживания опытного шасси и базового комбайна на уборке сои составил 0,94. Коэффициент использования сменного времени по шасси и по базовой машине составил 0,83. Коэффициент эксплуатационного времени по новой машине составил
0,81, по базовой - 0,78.
Выводы
1. Комбайн, переоборудованный с ведущих колес на полугусеничное шасси, вписывается в технологию уборки зерновых и сои в период переувлажнения посвы.
2. Установлено, что полугусеничное шасси технологично монтируется на комбайн взамен ведущих пневматических колес, удовлетворительно выполняет технологический процесс за счет плавного хода ходовой системы, обеспечивается устойчивая работа жатки и более низкий срез, движитель надежен в работе, достаточно хорошо приспособлен к техническому обслуживанию, имеет высокий коэффициент готовности,
уменьшает шум и вибрацию в кабине комбайна, снижает нормальное давление на почву, что обеспечивает
уменьшение техногенного воздействия на почв.
Литература
1. Емельянов А.М., Бумбар И.В., Канделя М.В., Рябченко В.Н. Гусеничные уборочные машины. Основы теории и конструктивно-технологические устройства: моногр. - Благовещенск: Изд-во ДальГАУ, 2007. -248 с.
2. Воронин В.А. Основы теории проходимости двухзвенных гусеничных движителей треугольной формы с общими ведущими звеньями. - Благовещенск: Изд-во БСХИ, 1973.-114с.
3. Антонов Г.А. Исследование эксплуатационных характеристик гусеничных движителей уборочнотранспортных машин в условиях Дальнего Востока: дис. ... канд. техн. наук. - Благовещенск, 1981. -214 с.
4. Баскин В.Б. Исследование источников, величины и характера нагрузок на опорные катки гусеничного движителя самоходных уборочно-транспортных машин: дис. ... канд. техн. наук. - Благовещенск, 1972.-183 с.
5. Воронин В.А. Исследование распределения удельного давления по длине опорной поверхности гусеничного движителя самоходных уборочно-транспортных машин: дис. ... канд. техн. наук. - М., 1966. -195 с.
6. Рябченко В.Н. Исследование влияние удельного давления на проходимость гусеничного движителя уборочно-транспортных машин: дис.... канд. техн. наук. - Благовещенск, 1971. - 150 с.
7. Канделя М.В. Исследование и обоснование уровня различных типов гусеничных ходовых систем уборочно-тракторных машин: дис. ... канд. техн. наук. - Биробиджан, 1997. -162 с.
