Обоснование параметров рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Белов Александр Викторович

• Белов Александр Викторович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Белов Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ

1. Особенности поверхностной обработки почвы, постановка вопроса, цель и задачи исследования

1.1. Особенности почвенных условий при механической обработке рабочими органами

1.2. Анализ существующих конструкций рабочих органов культиваторов вибрационного и ударного действия на почву

1.3. Анализ теорий по обоснованию конструкций и параметров вибрационных почвообрабатывающих рабочих органов

1.4. Выводы по главе

2. Теоретические предпосылки процесса воздействия виброударных рабочих органов культиватора на почву

2.1 Теоретические положения деформации почвы при виброударном воздействии на основе реологических свойств почвы и переменных фаз сжатия и разрушающего воздействия

2.2 Теоретическое обоснование колебательного взаимодействия рабочего органа с почвой

2.3 Выбор оптимальных значений амплитудно-частотной характеристики при виброударном взаимодействии рабочего органа с почвой

2.4 Обоснование места приложения силы от рычажного виброударного механизма к стойке культиваторной лапы

2.5 Теоретические основы автоколебательного виброударного взаимодействия рабочих органов с почвой

2.6 Теоретические предпосылки виброударного воздействия крыльев культиваторной лапы на почву

2.7 Выводы по главе

3. Программа и методика экспериментальных исследований

3.1. Программа экспериментальных исследований

3.2. Описание экспериментальных образцов рабочих органов

3.3. Установки, приборы и оборудование, используемые для проведения исследований

3.4. Методика определения физико-механических свойств почвы

3.5. Методика проведения лабораторных исследований

3.5.1. Методика определения тягового сопротивления и качественных показателей обработки почвы

3.5.2. Методика проведения измерений усилия и амплитудно-частотной характеристики с использованием тензостанции 7БТЬаЬ

3.5.3. Методика исследования процесса деформации почвы рабочими органами культиватора с рычажными виброударными механизмами

3.6. Методика проведения полевых исследований

3.6.1. Методика определения качественных показателей обработки почвы

3.6.2. Методика определения энергетических показателей обработки почвы

3.6.3. Методика определения амплитудно-частотных характеристик процесса взаимодействия рычажных виброударных рабочих органов с почвой

3.7. Методика обработки экспериментальных данных

3.8. Выводы по главе

4. Результаты экспериментальных исследований

4.1. Результат лабораторных исследований

4.1.1. Тяговое сопротивление виброударных рабочих органов культиваторов в лабораторных условиях

4.1.2. Процесс деформации почвы виброударной культиваторной лапой в малом почвенном канале

4.1.3. Качественные показатели обработки почвы виброударными рабочими органами в лабораторных условиях

4.2. Результаты полевых исследований

4.2.1. Исследование тягового сопротивления виброударных рабочих органов культиваторов в полевых условиях

4.2.2. Анализ качественных показателей работы рабочих органов культиватора с рычажными виброударными механизмами по результатам полевых исследований

4.3. Выводы по главе

5. Технико-экономическая эффективность рабочих органов культиваторов с рычажными виброударными механизмами

5.1. Определение эксплуатационных показателей работы агрегата

5.2. Обоснование дополнительных капитальных вложений

5.3. Определение экономических показателей

5.4. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 «Методика проектирования рычажных виброударных

механизмов рабочих органов культиваторов

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 «Описание используемого оборудования для анализа тягового сопротивления и амплитудно-частотной характеристики в лабораторных условиях»

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 «Лист математического процессора Excel 2010 по расчету тягового сопротивления серийного и экспериментального виброударного

рабочего органа»

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 «Полученные значения тягового сопротивления культиватора КПЭ-3,8М с серийными и экспериментальными рабочими

органами»

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 «Достижения автора в научной деятельности»

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 «Полученные патенты»

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 «Акты внедрения результатов работы»

ПРИЛОЖЕНИЕ 8 «Расчет амплитуды и частоты колебаний рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиватора КПЭ-3,8М»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Обработка почвы является наиболее энергоемкой операцией сельскохозяйственного производства, на её долю приходится до 40% энергетических затрат от общего объема [24]. Если рассматривать предпосевную обработку, то её доля в общих энергозатратах на обработку почвы составляет 20% [8]. В совершенствовании рабочих органов культиваторов, все актуальнее становится решение задач по разработке малоэнергоемких рабочих органов культиваторов, адаптированных по принципу действия к почвенным условиям с совершенствованием их конструктивных схем и методов проектирования.

Использование принципа вибрационного воздействия рабочих органов культиваторов на почву не позволяет в полной мере обеспечить значительного снижения сопротивления, особенно с использованием принудительного привода. Применение в конструкциях рабочих органов культиваторов принципа совместного действия рычага и удара, достигаемого оснащением рабочих органов рычажными виброударными механизмами, позволит уменьшить трение почвы о рабочие поверхности лапы, сократит продолжительность периода скола почвенного пласта с одновременным снижением усилия для перемещения пласта почвы и, в конечном итоге, уменьшить энергоемкость процесса поверхностной обработки почвы и обеспечивать оптимальное качество её обработки [2,11].

Степень разработанности темы. В.П. Горячкин разработал фундаментальную теорию разрушения сельскохозяйственных материалов ударом [55]. Фундаментальные исследования виброударных процессов и применения созданных на их основе механизмов в промышленности и сельском хозяйстве проводили академик К.В. Фролов [60], П.М. Василенко [43,44], Л.В. Погорелый [119], В.В. Бородкин [39], Ю.Ф. Новиков [100], В.И. Бабицкий [8], Л.Ф. Бабицкий [7,9,12,13], А.С. Кушнарев [93,95].

Г.А. Рябцев в своих работах описывал процесс воздействия на почву почвообрабатывающих машин с упругой подвеской рабочих органов [124].

Известны конструкции рабочих органов культиваторов [91], [97], [111], [121], [122], [123], [132], в которых использован принцип вибрации для снижения тягового сопротивления при обработке почвы.

Под руководством основателя научной школы «Механико-бионические основы разработки почвообрабатывающих машин» д.т.н., профессора Л.Ф. Бабицкого разработаны конструкции виброударных рыхлителей, обеспечивающие снижение тягового сопротивления при рыхлении почвы с одновременным соблюдением агротехнических требований к поверхностной обработке почвы. Однако остались не изученными вопросы по определению закономерностей совместного действия рычага и удара в конструкциях рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов для поверхностной обработки почвы.

Научная гипотеза - достичь снижения тягового сопротивления и улучшения качества обработки почвы можно за счёт использования рычажных виброударных механизмов в конструкции рабочих органов культиваторов с переменной степенью подвижности.

Объектом исследований - является технологический процесс обработки почвы рабочими органами культиваторов с рычажными виброударными механизмами.

Предметом исследований - является взаимосвязь основных параметров рычажных виброударных механизмов, обладающих переменной степенью подвижности рабочих органов культиваторов, с энергетическими и качественными показателями обработки почвы.

Цель исследования - улучшение энергетических и качественных показателей поверхностной обработки почвы, путем обоснования рациональных параметров рычажных виброударных механизмов с переменной степенью подвижности рабочих органов культиваторов.

Задачи исследований:

1. Провести анализ существующих конструкций и теорий по обоснованию параметров и режимов работы культиваторов с рабочими органами вибрационного и ударного действия на почву.

2. Теоретически обосновать процесс взаимодействия с почвой рабочих органов культиваторов с рычажными виброударными механизмами с переменной степенью подвижности.

3. На основе физико-механических и деформационных свойств почвы определить рациональные параметры рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов. Экспериментально определить влияние параметров рычажных виброударных механизмов рабочих органов на энергетические и качественные показатели обработки почвы.

4. Определить основные технико-экономические показатели предложенных рабочих органов виброударного действия на почву и экономическую эффективность их внедрения.

Научную новизну составляют:

1) усовершенствованная реологическая модель почвы с новым виброударным телом, отражающая связь напряжений и деформаций в почве под воздействием рычажных виброударных механизмов с переменной степенью подвижности рабочих органов культиваторов, оказывающих виброимпульсное воздействие на почву;

2) полученные теоретические и эмпирические зависимости, позволяющие определять амплитудно-частотные характеристики, влияющие на величину тягового сопротивления рабочих органов культиваторов с рычажными виброударными механизмами в зависимости от физико-механических свойств почвы и технологических режимов работы;

3) полученная зависимость по определению степени подвижности рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов, позволяющих снизить энергоемкость процесса при обеспечении агротехнических показателей обработки почвы.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что в ней обоснована реологическая модель почвы при воздействии виброударным рабочим органом культиватора; определено оптимальное место крепления рычажного виброударного механизма на рабочем органе культиватора; получены теоретические зависимости тягового сопротивления рабочего органа культиватора и амплитудно-частотной характеристики воздействия рычажного виброударного механизма на культиваторную лапу; спроектированы варианты конструктивных решений, позволяющих применять принцип рычажно-ударного действия для снижения тягового сопротивления культиваторных лап.

Практическая значимость работы заключается в том, что в ней экспериментальным путем подтверждено снижение на 17-19% тягового сопротивления экспериментальных рабочих органов культиватора по сравнению с серийными образцами, повышение степени крошения почвы на 12-14%, уменьшение глыбистости в 1,7-1,8 раза благодаря применению рычажных виброударных механизмов. Приоритеты технических решений конструкций рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов защищены патентами Российской Федерации на изобретение №2757032 и полезную модель № 210070.

Методология и методы исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений, законов и методов механики сплошных сред, классической механики, теории колебаний. Экспериментальные исследования и обработка полученных данных выполнены с использованием методов планирования экспериментов, математической статистики и пакета прикладных программ на ПК.

Положения, выносимые на защиту.

1. Обобщенная реологическая модель почвы при виброударном воздействии с впервые последовательно введенным виброударным телом с ударными подпружиненными контактными элементами, позволяющим

совместить деформационный показатель почвы и коэффициент ее бокового расширения.

2. Теоретические зависимости по определению основных параметров и режимов работы виброударной системы с рычажными виброударными механизмами рабочих органов культиваторов, на основе амплитудно-частотной характеристики с обоснованием параметров рычага ударника, включая оптимальное место его соударения с наковальней.

3. Структурные и кинематические схемы рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов с переменной степенью подвижности, включая верхнюю ось подвеса рычага ударника и с расположением подвижных виброударных масс на общей оси рычага, установленного в средней части упругой стойки.

4. Зависимости энергетических и качественных показателей работы рабочих органов с рычажными виброударными механизмами от скорости движения и глубины обработки почвы, а также от конструктивных параметров, таких как массы ударников и зазор между ударником и отбойником.

5. Результаты определения технико-экономических показателей применения рычажных виброударных механизмов рабочих органов культиваторов для поверхностной обработки почвы.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов работы подтверждается значительным объемом выполненных в ней теоретических и экспериментальных исследований с применением современных методов и средств измерений и общепринятых методик.

Исследования по данной теме выполнялись на базе Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского» на основании инициативных НИОКР «Обоснование параметров и повышение надежности почвообрабатывающих рабочих органов по бионическому и биоэргономическому подобию для экологического земледелия Республики Крым» (Регистрационный номер НИОКР АААА-А18-117023084114-2, дата регистрации 14.09.2016г.), «Разработка и совершенствование технологий и средств

механизации послеуборочной обработки зерна и семян полевых культур Крыма» (Регистрационный номер АААА-А18-118033090114-3 дата регистрации 28.02.2018г.).

Основные результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на Научно-практических конференциях «Молодая наука» (г. Евпатория, 10-11 ноября 2015г.; г. Евпатория, 8-9 ноября 2016г.); Теоретической и научно-практической конференции «Агробиологические основы адаптивно-ландшафтного ведения сельскохозяйственного производства» (Посвященной 100-летию создания Академии биоресурсов и природопользования) (г. Симферополь, п. Аграрное, 12-16 октября 2018г.); Международной научной конференции по результатам работы научной школы «Механико-бионические основы разработки почвообрабатывающих машин и научной лаборатории бионической агроинженерии» (г. Симферополь, п. Аграрное, 8 апреля 2020 г., 15-16 апреля 2021г.); Международной научно-технической конференции «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении 2020» (г. Севастополь, 7-11 сентября 2020 г., 6-10 сентября 2021г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одна статья в научном издании, индексируемом в МБ Scopus. Получены патенты РФ на изобретение и полезную модель. Общий объем публикаций 3,0 п.л., из них 2,3 п.л. принадлежит автору.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и 8 приложений. Она изложена на 1 77 страницах основного машинописного текста, содержит 67 рисунков, 14 таблиц и список литературы, включающий 167 наименований.

1 ОСОБЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ, ПОСТАНОВКА ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности почвенных условий при механической обработке рабочими органами

Почва - особое природное тело, характеризуемое плодородием [61]. Она состоит из твёрдых частиц, почвенной воды, почвенного воздуха и живых организмов. В земледельческой механике почву необходимо рассматривать как объект механической обработки. Для создания совершенных почвообрабатывающих машин и тракторов необходимо глубокое изучение физико-механических и технологических свойств почв [120,162].

Кроме этого, почва обладает важнейшим качеством - плодородием. Поэтому почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве и, следовательно, является объектом механической обработки.

Классификация основных физико-механических свойств почвы предложена Н.А Качинским [78] (рисунок 1.1). Свойства почвы, влияют на её механическую обработку рабочими органами.

Почва обладает многообразными свойствами, что создаёт определённые трудности при изучении и испытании создаваемых почвообрабатывающих рабочих органов. Все свойства почвы непрерывно изменяются [36,61,98,99]. Наиболее стабильными характеристиками почвы, по которым их классифицируют, являются генетический тип и механический состав.

Твёрдая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц различной величины, которые называют механическими элементами. Группировка частиц по размерам во фракции называется классификацией механических элементов, которая дана Н.А. Качинским [78].

Почва по механическому составу классифицируется соотношением песка и глины в ней.

Основные физико-механические и технологические свойства почвы

я £

го Я

о го

Л о

Ё Л о:

№ Я

го Е го

о ■а

го й Я Я го

о

^

Й я я

Твердость

О

а

го

Ь

Я

я

го

ч

Й

я

я

№

со

го о №

о: Я

Я

№ В

го Я Я

ё

5

го Ь го Й № Я

0

1

я

№ В

го Я Я

ё

со

Е

о о я

я Й

о 02

я Й О н

н я

§ Е го

я

№

го

О Й 02 о» о я

ё о н

я 5

го го

Я й

й го

05 О е

н я

§ о (Я

я »

Е

Й го

О Я Й № я о

и »

и Я Я го

о

а

го

ь

я

го

(Я

»

§

го

О

ё о» о

и »

и

я я

го

Удельное сопротивление

Деформация почвы

о о

я а

е го ь

я я

о го

я я

1

го го

я я

я я

о о

н н

Е Е

го го

о

ё о» о я рэ

го Я Я о н

е

го

X

го

Я 05

го Я Я о н е го

Е

е

го

е

X

ё (Я

й к

о н я о

(Я

е

го

я

ё н я №

СО го о №

о:

Я

ё н я

к

о я

Е

го

5

го Й Я Я го

Н

Е §

го

СО го о №

о: н

го Й е го

р (Я

я

>-1

о

н ■а е

(Я

О

н я

го

Я

О»

Рисунок 1.1

- Классификация основных (Ьизико-механических и технологических свойств почвы

Зная механический состав почвы, можно менять условия обработки, сроки выполнения работ, нормы внесения удобрений и т.д. Песчаные и супесчаные почвы легко обрабатываются, так как в них хорошая водопроницаемость и они достаточно насыщены воздухом.

Водно-воздушные свойства почвы оказывают существенное влияние на качество обработки. Для обработки почвы орудиями важно, чтобы почва находилась в состоянии «спелости», то есть влажность составляла 50-70% [101]. При создании новых почвообрабатывающих машин важно учитывать физико-механические и технологические свойства почвы. Физико-механические свойства -это прежде всего липкость, пластичность, усадка, набухание, связность, сопротивление при обработке и твёрдость.

В зависимости от влажности почвы различают следующие константы пластичности: первый - высокопластичные глинистые почвы с числом пластичности свыше 17, второй - пластичные суглинки с числом пластичности от 17 до 7, третий - слабопластичные (супеси) с числом пластичности меньше 7 и четвёртый - непластичные почвы.

Качество и энергоёмкость культивации также зависят от прилипания почвы, то есть липкости. Липкость отрицательно влияет на технологические свойства почвы - прилипание почвы к орудиям и ходовым частям машин увеличивает тяговое сопротивление и ухудшает качество обработки.

Прилипание зависит от механического состава: она наибольшая у глинистых и наименьшая - у песчаных почв. Прилипание также зависит как от пластичности, так и от поверхности трения [80]. Б.А. Кин отмечает, что состояние, при котором почва ещё не прилипает или только начинает прилипать к пальцам, называется «точкой прилипания». Это же свойство отражено в работах П.Н. Бурченко [40], где отмечается, что прилипание количества глины к рабочим органам обуславливается присутствием гумуса.

Липкость определяется силой, требующейся для отрыва металлической пластинки от почвы, и выражается в (Н/см). По величине липкости к стали почвы, подразделяются (по Н.А. Качинскому [78]) на предельно вязкие (>15x10 Н/см ),

сильновязкие (5х102... 15х102 Н/см2), средневязкие (2х102...4х102 Н/см2),

2 2 2 слабовязкие (0,5 х 102.1,5х102 Н/см2) и рассыпчатые почвы

(0,1х102.0,4х102 Н/см2).

Важно ещё одно физико-механические свойство - удельное сопротивление

как усилие, затраченное на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую

поверхность. Под удельным сопротивлением почвы при культивации принимают

удельное сопротивление культиватора (Н/м) при скорости движения 5 км/ч. В

зависимости от механического состояния удельное сопротивление колеблется в

пределах 12-30 Н/см [143,144,145]. Это важнейшая физико-механическая

характеристика почвы. Её необходимо учитывать при конструировании

культиваторов, составлении норм выработки тракторов, при районировании

почвообрабатывающих орудий и тракторов.

С.А. Иофинов [75] приводит график влияния влажности почвы на удельное

сопротивление культиватора (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Изменение удельного сопротивления в зависимости от влажности

почвы при проведении культивации

Из графика видно, что в диапазоне нормальной влажности почвы удельное сопротивление культиватора минимально. Этот диапазон влажности определяет механическую «спелость» почвы. При увеличении или уменьшении влажности относительно диапазона механической «спелости» почвы удельное сопротивление из-за большой влажности начинает уменьшаться.

Изменение глубины культивации вызывает линейное увеличение удельного сопротивления, если свойства почвы неизменны в различных горизонтах и связность с твёрдостью почвы неизменно в различных горизонтах и связность с твёрдостью почвы увеличивается по мере углубления обработки [2].

Важнейшим и основным свойством почвы является твёрдость. По ГОСТ 20915 (ОСТ 70.4.1-80), твёрдость - способность почвы сопротивляться

смятию (внедрению твёрдого тела - деформатора). По твёрдости Н.А. Качинский

2 2 различает такие почвы: слитную (10 Н/см ); весьма плотную (5-10 Н/см ),

2 2 2 плотную (3-5 Н/см ), плотноватую (2-3 Н/см ), рыхловатую (1-2 Н/см ) и рыхлую

Л

(1 Н/см ). Исследователи [18,36,38,55] считают, что интегральным показателем почвенных свойств является твёрдость почвы, её определение методически проще и требует меньших затрат. Ими установлено, что величина средней твёрдости зависит от толщины гумусового слоя. В исследованиях Е.И. Давидсона [59] отмечается, что твёрдость почвы должна найти более широкое применение для оценки поля и культуры земледелия.

А. Кулен [92] отмечает, что твёрдость почвы меняется под влиянием климатических условий, обработки почвы и роста растений. Он утверждает, что изменения твёрдости почвы во времени выражены в большей степени, чем её величина в зависимости от типа почвы.

Все свойства почвы обладают непостоянством и подвержены значительным изменениям. Изменения свойств почвы происходит из-за смены культур на полях севооборота, погодных условий, неравномерности степени покрытия растениями, внесения разных видов удобрений, уплотнения почвы ходовыми системами машин, вида и способов механической обработки и других факторов.

Различают продольную и вертикальную твёрдость почвы. Е.И. Давидсон [59] указывает, что существующие механические твердомеры разной конструкции являются приборами дискретного действия и регистрируют сопротивление почвы вертикальному вдавливанию деформаторов различной формы. Оценка по вертикальной твёрдости почвы при моделировании технологических процессов почвообрабатывающих машин недостаточно полно отражает её свойства,

проявляющиеся при их движении. Поэтому для построения технологических моделей необходим обобщённый показатель, характеризующий почву как объект обработки машинами. Таким показателем может быть продольная твёрдость почвы [59]. Е.И Давидсон при исследовании условий работы почвообрабатывающих машин анализирует продольную твёрдость почвы, которую непрерывно регистрируют специальным твердомером. Принято, что при оптимизации параметров рабочего органа достаточно пользоваться средней величиной твёрдости в одном сечении обработанного пласта.

Следует отметить, что в Крыму наблюдается большое разнообразие почвенно-климатических условий. Почвы различны в степных районах полуострова, предгорных и района вокруг Севастополя, а также на Южном берегу Крыма [61].

Общими являются недостаток влаги и ускоренные эрозионные процессы. В предгорной части Крыма почвы, в основном, чернозёмы предгорные, карбонатные и южные. Встречаются дерновые, лугово-чернозёмные, дерново-карбонатные почвы. Южный берег Крыма - это, в основном, коричневые почвы. Для всех перечисленных почв характерна небольшая мощность гумусового горизонта, наличие камней, близкое залегание плотных пород [61,120].

В Крыму среднее количество осадков в степных районах составляет 300400 мм, на Южном берегу и в предгорных районах - 500-700 мм. Основная часть осадков выпадает в осенне-зимний период. Летом осадки выпадают в виде кратковременных ливней, которые смывают верхний плодородный гумусовый слой. Часто наблюдаются засушливые периоды без осадков. В степных районах Крыма проявляется дефляционная эрозия почвы. Все это ведёт к деградации почвы и потери плодородия.

Анализ научных публикаций показывает, что многие исследователи не изучали почву с точки зрения механической обработки. Также они не учитывают их изменчивость во времени и пространстве и не рассматривают их как основу для адаптации почвообрабатывающих орудий.

Анализируя материалы по изучению физико-механических свойств почвы разных видов, можно сделать важные выводы, определяющие, по существу, направления исследований по созданию рабочих органов и машин для обработки почвы. Это, прежде всего, соотношения прочностных характеристик почвы с воздействием разных видов деформаций. Так, А.Н. Гудков [57] отмечает, что предел прочности почвы на сжатие в 6-10 раз больше, чем на срез и в 10-30 раз больше, чем на разрыв. Кроме того, в ряде работ установлено, что сухие твёрдые почвы по своим свойствам близки к хрупким телам, особенностью которых является малая прочность при деформации растяжения и низкая ударная вязкость [31,34,35,38,55,68,98].

1.2 Анализ существующих конструкций рабочих органов культиваторов вибрационного и ударного действия на почву

Среди большой группы рабочих органов культиваторов, используемых для механизации процессов поверхностной обработки почвы, значительное место занимают вибрационные рабочие органы с использованием вибрации и ударного действия. Анализ существующих конструкций рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почвы [22,42,83,159,165] показывает, что имеется большое количество разработок, направленных на снижение тягового сопротивления рабочего органа и в целом машины. Остановимся на некоторых из них.

Тяговое сопротивление рабочего органа можно снизить, усовершенствовав стойку. Так, предлагаемый рабочий орган культиватора-плоскореза [123] (рисунок 1.3) включает кронштейн, имеющий в продольно-вертикальной плоскости форму трапеции, жесткие передняя 1 и задняя 2 стороны которой параллельны одна другой, причем задняя сторона 2 короче передней стороны 1, верхняя 3 и нижняя 4 стороны выполнены упругими в горизонтальной плоскости. К выступу А стороны 2 кронштейна болтами 5 прикреплены планки 6 и 7, к которым хомутом 8 жестко прикреплен поперечный брус 9. К последнему хомутом 10 с накладкой 11 прикреплены с возможностью смещения в его осевом

направлении и фиксации в нужном положении планки 12 и 13, жестко закрепленные на корпусе 14 держателя стойки 15 лапы 16.

Стойка 15 установлена в корпусе 14 с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации в нужном положении. Для этого на корпусе 14 держателя выполнены зубчатые рифы Э, выполненные на втулке 17, надетой на участок Е квадратного поперечного сечения на стойке 15. Втулка 17 гайкой 18 через прокладку 19 прижимается к корпусу 14, который через прокладку 20 упирается в выступ на стойке 15.

На втулке 17 жестко закреплен рычаг 21, сориентированный так, что его ось совпадает по направлению с продольной осью лапы 16.

Сторона 1 кронштейна жестко закреплена на раме 22 культиватора. Лезвие лапы 16 выполнено по дуге окружности.

Рисунок 1.3 - Рабочий орган культиватора-плоскореза: 1 - передняя сторона трапеции; 2 - задняя сторона трапеции; 3 - верхняя сторона трапеции; 4 - нижняя сторона трапеции; 9 - поперечный брус; 10 - хомут; 11 - накладка; 13 - планка; 14 - корпус; 15 - стойка; 16 - лапа; 17 - втулка; 18 - гайка; 21 - рычаг; 22 - рама.

Благодаря смещению продольной оси лапы 16 относительно продольных осей сторон 3 и 4 кронштейна последние изгибаются в горизонтальной плоскости. Необходимую величину изгиба этих сторон кронштейна культиватора в зависимости от твердости обрабатываемой почвы устанавливают изменением

величины смещения С путем перемещения держателя 14 по брусу 9 в нужном направлении.

При движении культиватора кронштейн, а вместе с ним и лапа совершает автоколебания. Этим обеспечивается лучшее крошение почвы и более полное перерезание находящихся на ней сорняков.

Недостатком является сложность конструкции, что обуславливает дороговизну изготовления и высокую себестоимость.

В следующей конструкции предложена усовершенствованная стойка почвообрабатывающего рабочего органа [132] (рисунок 1.4). Разработка направлена на снижение тягового сопротивления, а также на повышение качества обработки. Стойка включает С-образный участок 1, расположенный ближе к рабочему органу, и цилиндрический участок 2, находящийся ближе к стойке (в виде спиральной цилиндрической пружины). Ось спиральной цилиндрической пружины располагается к С-образному участку 1 под углом, равным 43-48°. При движении культиваторной лапы в почве, С-образная стойка будет изгибаться как в продольном, так и в поперечном направлениях, что приводит к колебаниям.

3 2 1 1

Рисунок 1.4 - Стойка почвообрабатывающего рабочего органа: 1 - С-образный участок стойки, 2 - участок стойки в виде цилиндрической спиральной пружины,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Белов Александр Викторович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. - 280с.

2. Александров Е.В. Коэффициент восстановления или коэффициент потери относительной скорости [Текст] / Е.В. Александров // Совершенствование разработки угольных месторождений. - М.: Углетехиздат, 1959. - С.654-673.

3. Александров Е.В., Соколинский Б.В. Прикладная теория и расчеты ударных систем [Текст]. М. : наука, 1969. - 200 с.

4. Андрианов И.В., Данишевский В.В., Иванков А.О. Асимптотические методы в теории колебаний балок и пластин [Текст]. -Днепропетровск: Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, 2010. - 216 с.

5. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Элементы механизмов. Простейшие рычажные и шарнирно-рычажные механизмы [Текст]. М.: Наука, - Т. 1. - 1979. - 496 с.

6. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин [Текст]: Учеб. для втузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 640с.

7. Бабицкий, В.И. Теория виброударных систем [Текст] / В.И. Бабицкий. М.: Наука, 1978. - 352 с.

8. Бабицкий В. И. Машины ударного действия [Текст] : (Традиц. и нетрадиц. техника) / В. И. Бабицкий, В. Л. Крупенин. - М. : Знание, 1985. -№6. - 64с. : ил.; 20 см. - (Новое в жизни, науке, технике).

9. Бабицкий В.И. Покорение резонанса [Текст] / В.И. Бабицкий // Международный ежегодник: Наука и человечество. - М.: Знание, 1991. -С.380-391.

10. Бабицкий Л. Ф. Методика определения деформативной постоянной почвы в полевых условиях [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Бауков, П. Н. Рожков // Научные труды УСХА / УСХА. - К., 1975. - Вып. 162: Совершенствование процессов и рабочих органов сельскохозяйственных машин. - С. 58-62.

11. Бабицкий Л.Ф. Деформация почвы в зависимости от формы рабочего органа [Текст] / Л.Ф. Бабицкий // Вюник сшьськогосподарсько!' науки. - Кшв: Урожай. - 1978. - №6. - С.84-87.

12. Бабицкий Л.Ф. Структура и кинематика повчвообрабатывающих виброударных механизмов [Текст] / Л.Ф. Бабицкий // Вюник аграрно! науки.

- Ки!в: Нива, 1991. - №12. - С.44-46.

13. Бабицький Л.Ф. Бюшчш напрями розробки грунтообробних машин [Текст] / Л.Ф. Бабицький. - Ки!в: Урожай, 1998. - 164с.

14. Бабицкий Л.Ф. Основы научных исследований [Текст] / Л.Ф. Бабицкий, В.М. Булгаков, Д.Г. Войтюк, В.И. Рябец. - К.: НАУ. - 1999.

- 228с.

15. Бабицкий Л.Ф., Витвицкий А.Г. Теоретическое обоснование виброударного воздействия деформатора на почву [Текст] / Л.Ф. Бабицкий,

A.Г. Витвицкий // Вибрации в технике и технологиях. Всеукра!нський науково-техшчний журнал ВДАУ. - Винница, 2002. - №4(25). - С.53-56.

16. Бабицкий Л.Ф., Кусенко Ю.Ю. Возбуждение колебаний в системе рабочий орган-почва [Текст] / Л.Ф. Бабицкий, Ю.Ю. Кусенко // Вибрации в технике и технологиях. Всеукра!нський науково-техшчний журнал ВДАУ. -Винница, 2002. - №4(25). - С.57-59.

17. Бабицкий Л.Ф., Москалевич В.Ю. Методика лабораторных исследований виброударного чизельного рыхлителя почвы [Текст] / Л.Ф.Бабицкий, В.Ю. Москалевич // Машины и способы механизации сельскохозяйственного производства: Сборник научных работ Крымского ГАУ. - Симферополь, 2005. - С.80-87.

18. Бабицкий Л.Ф., Тарасенко В.И., Куклин В.А. Исследование факторов, влияющих на энергоемкость и надежность технологического процесса обработки почвы [Текст] / Л.Ф. Бабицкий, В.И. Тарасенко,

B.А.Куклин // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2009. №20. - С.75-77.

19. Бабицкий Л.Ф., Куклин В.А. Анализ и тенденции развития орудий для экологического земледелия [Текст] / Л.Ф. Бабицкий, В.А.Куклин // Научные труды Южного филиала Национального университета биоресурсов и природопользования Украины «Крымский агротехнологический аниверситет». Серия: Технические науки. 2013. №156.

- С.19-25.

20. Бабицкий Л.Ф Основы бионических исследований [Текст]: Учебник / Л.Ф. Бабицкий, В.Ю. Москалевич, И.В. Соболевский. -Симферополь: ЧП «Антиква», 2014. - 328с.

21. Бабицкий, Л. Ф. Методика лабораторных исследований торсионно-ударного плоскорезного рыхлителя для поверхностной обработки почвы [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов // Научные труды Южного филиала Национального университета биоресурсов и природопользования

Украины "Крымский агротехнологический университет". Серия: Технические науки. - 2014. - № 163. - С. 22-26.

22. Белов, А. В. Пути совершенствования почвообрабатывающих органов на основе бионики [Текст] / А. В. Белов // Молодая наука : Сборник трудов, Евпатория, 08-09 ноября 2015 года. - Евпатория: Общество с ограниченной ответственностью «Издательство Типография «Ариал», 2015. -С. 26-28.

23. Бабицкий Л.Ф. Обоснование конструкции устройства для определения динамического деформационного показателя почвы [Текст] / Л.Ф. Бабицкий, И.В. Соболевский, В.А. Куклин // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. Симферополь, 2016. №8 (171). - С.50-54.

24. Бабицкий, Л. Ф. Обоснование оптимальных режимов работы культиваторных лап на виброударной подвеске [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, И.В. Соболевский, В.А. Куклин // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. -2017. - № 3(58). - С. 69-73.

25. Бабицкий, Л. Ф. Использование маятникового ударника в противоэрозионных рабочих органах культиваторов [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, В. В. Шевченко // ДНИ НАУКИ КФУ им. В.И. ВЕРНАДСКОГО : сборник тезисов участников, Симферополь, 01-03 ноября 2017 года. - Симферополь: Без издательства, 2017. - С. 94-95.

26. Бабицкий, Л. Ф. Обоснование параметров сошниковой секции зерновой сеялки с прикатыванием семян [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, В. Ю. Москалевич, А. В. Белов // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2017. - № 5(60). - С. 68-72.

27. Бабицкий Л.Ф. Обоснование оптимальных режимов работы культиваторных лап на виброударной подвеске [Текст] / И.В. Соболевский,

B.А. Куклин // Аграрна наука Киров-Северо-Востока. Киров 2017. №3 (58). -

C. 69-73.

28. Бабицкий, Л. Ф. Разработка сошника зерновой сеялки с прикатывающим устройством [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов // ДНИ НАУКИ КФУ им. В.И. ВЕРНАДСКОГО : сборник тезисов участников, Симферополь, 01-03 ноября 2017 года. - Симферополь: Без издательства, 2017. - С. 87-88.

29. Бабицкий, Л. Ф. Обоснование конструкции и параметров сошника зерно вой сеялки с уплотнением на уровне залегания семян [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов // Агробиологические основы адаптивно-ландшафтного ведения сельскохозяйственного производства : Сборник тезисов докладов участников Российской теоретической и научно-

практической, юбилейной конференции, посвященной 100-летию создания Академии биоресурсов и природопользования, Симферополь, 12-16 октября 2018 года. - Симферополь: Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, 2018. - С. 119-121.

30. Бабицкий, Л. Ф. Анализ уплотняющих устройств и теоретическое обоснование вибрационного привода вдавливателя семян зерновой сеялки [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, В. А. Куклин, А. В. Белов // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2018. - № 14(177). - С. 78-88.

31. Бабицкий, Л. Ф. Повышение эффективности работы прикатывающих устройств при обработке почвы и посеве [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов, Я. Н. Исмаилов // Современное состояние, проблемы и перспективы развития аграрной науки : Материалы IV международной научно-практической конференции, Ялта, 09-13 сентября 2019 года / Научный редактор В.С. Паштецкий. - Ялта: Общество с ограниченной ответственностью «Издательство Типография «Ариал», 2019. - С. 311-312. -Б01 10.33952/09.09.2019.156.

32. Бабицкий, Л. Ф. Обоснование параметров почво - уплотняющих устройств сошниковых узлов зерновых сеялок [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, В. Ю. Москалевич, А. В. Белов // Вюник Украшського вщдшення Мiжнародноi академп аграрно! освгги. - 2019. - № 7. - С. 14-25.

33. Бабицкий, Л. Ф. Анализ влияния режимов магнитной обработки почвенного ложа с семенами на всхожесть пшеницы [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, В. А. Куклин, А. В. Белов // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2020. - № 21(184). - С. 138-143.

34. Базаров В.П. Зависимость тягового сопротивления культиватора КПЭ-3,8 от числа пружин подвески [Текст] / В.П. Базаров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1983. - № 5. - С. 59.

35. Базаров В. П. Обоснование возможности расширения диапазона устойчивых колебаний упругой подвески культиватора [Текст] / В. П. Базаров // Конструирование и технология производства сельскохозяйственных машин : республиканский межведомственный научно-техн. сборник. - К.,1988. - Вып. 18. - С. 3-6.

36. Бахтин П.У. Проблемы обработки почвы [Текст] / П.У. Бахтин // Новое в жизни, науки, техники. Сельское хозяйство. - М.: Знание, 1969. - №5. - 62с.

37. Бидерман, В.Л. Прикладная теория механических колебаний [Текст] / В.Л. Бидерман. М.: Высшая школа. 1972. - 416с.

38. Бондарев А.Г. Проблема регулирования физических свойств почвы в интенсивном земледелии [Текст] / А.Г. Бондарев // Почвоведение. -1988. - №9. - С. 64-69.

39. Бородкин В.В. Изучение деформаций почвы при вспашке [Текст]. Автореф дисс ктн. - М.: Знание, 1953, - 18 с.

40. Бурченко П.Н. Механико-технологическое обоснование параметров почвообрабатывающих машин нового поколения для работы в оптимальном диапазоне скоростей [Текст]: Автореф. дис. докт. техн. наук. М.: Знание, 1987. - 44 с.

41. Василенко Н.В. Теория колебаний [Текст] / Василенко Н.В. - К.: Вища школа, 1992. - 430 с.

42. Василенко П.М., Бабий П.Т. Культиваторы[Текст] : (Конструкция, теория и расчет). - Киев : Изд-во Укр. акад. с.-х. наук, 1961. -239 с.

43. Василенко П.М. Применение методов вариационного исчисления к решению некоторых задач земледельческой механики [Текст]: Сб. науч. тр. УСХА. / Василенко П.М. Киев: Госсельхозиздат УССР, 1953, т.6, С. 133-150.

44. Василенко П. М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин [Текст] / Под ред. акад. М. И. Медведева. - Киев : Изд-во Укр. акад. с.-х. наук, 1960. - 283 с.

45. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами [Текст]. - М.: Машиностроение, 1971. - 357с.

46. Винарский, М.С. Планирование эксперимента в технологических исследованиях [Текст] / М.С. Винарский, М.В. Лурье. Киев: Техника, 1975. -168с.

47. Верняев О.В. Активные рабочие органы культиваторов [Текст]. -М.: Машиностроение, 1983, - 80 с.

48. ГОСТ 20915-75 Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний [Текст]. - [Изменен 01.01.1988]. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 41с.

49. ГОСТ 24055-88 Техника сельскохозяйственная. Методы-эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения [Текст]. [Введен в действие 01.01.1988.]: - М.: Издательство стандартов, 1990. - 14с.

50. ГОСТ 24057-88 Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки машинных комплексов, специализированных и универсальных машин, этапы проектирования [Текст]. [Введен в действие 01.01.1988.]: - М.: Издательство стандартов, 1990. - 10с.

51. ГОСТ 28168-89 Почвы. Отбор проб [Текст]: М.: Издательство стандартов, 1989. - 10с.

52. ГОСТ 28268-89 Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений[Текст]: - М.: Издательство стандартов, 1989. - 10с.

53. ГОСТ Р 52778-2007 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки [Текст]. - [Введен в действие 13.11.2007] .]: - М.: Стандартинформ, 2008. - 27с.

54. ГОСТ 20915-2011 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий [Текст] : - М.: Стандартинформ, 2013. - 27с.

55. Горячкин, В.П. Собрание сочинений в трех томах [Текст] / В.П. Горячкин. М.: Издво Колос , 1965. - Т. 2. - 454 с.

56. Гольдман В.Б. , Школьников А.Б. Завтра земледельческой техники [Текст]. - М.: Колос, 1982. - 223с.

57. Гудков, А.Н. Теоретические основы построения рабочих прочесов с.-х. машин с учетом характера живой материи растений, животных и почвы [Текст]: Земледельческая механика: в 13 т. М.: Машиностроение, 1966. - Т.9. - С.86 - 97.

58. Гусенцев В.Б., Семенов П.Ю. Обоснование жесткости упругих стоек и схемы их расстановки в комбинированной машине для обработки почвы [Текст] / В.Б. Гусенцев // Сборник научных трудов научно -исследовательского и проектно-технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства. Нечерноземной зоны РСФСР. - 1987. -Вып.50. - С.28-33.

59. Давидсон Е.И., Квашонкин Н.И. Метод и устройство для непрерывной регистрации продольной твердости и плотности почвы / Е.И. Давидсон, Н.И. Квашонкин // Технические средства для обеспечения интенсивных технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур. М.: Наука, 1989. - 175с.

60. Диментберг Ф.М., Фролов К.В. Вибрация в технике и человек [Текст]. - М.: Знание, 1987. - 160с.

61. Драган H.A. Почвы Крыма [Текст] / Н.А. Драган. СГУ, 1983. - 95

с.

62. Дубровский А.А. Применение вибрации для снижения вибраций сельскохозяйственных машин [Текст] / А.А. Дубровский // Вестник Академии наук СССР. - М. 1962. - №1. - С.59-61.

63. Дубровский, А.А. Вибрационная техника в сельском хозяйстве [Текст] / А.А. Дубровский. М.: Машиностроение, 1968. 204 с.

64. Дубровин В.Н. Новое почвообрабатывающее орудие [Текст] / В.Н. Дубровин, В. А. Серый // Земледелие. - 1990. - № 7. - С.75-76.

65. Дубровш В.О. Основи диференщацп засобiв мехашзацп оранки [Текст]. - Чершвщ. - Кшв: НАУ, 1996 . - 64с.

66. Дубровин В.О., Шевченко 1.А., Слагш О.В. Технологiчна доцiльнiсть застосування комбшованих грунтообробних органiв в зош степу Украши [Текст] // Пращ ТДАТА. Вип.2. - Т.16. - Мелггополь: ТДАТА, 2001. - с.47-57.

67. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии с.-х. материалов / Груз. СХИ. — Тбилиси, 1960. — 146 с.

68. Зеленин А.Н. Физические основы теории разрушения грунтов [Текст]. - М.: АН СССР, 1950. - 354с.

69. Зиновьев В.А. Курс теории механизмов и машин [Текст]. - М.: Наука, 1972. - 384с.

70. Зоненберг Р.М. Разрушение почвы вибрирующим и невибрирующим деформаторами [Текст] / Р.М. Зоненберг // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1968. - №3. - С.11-14.

71. *1*Зоненберг Р.М. Исследование влияния вибрации на тягвое сопротивление рабочих органов, взаимодействующих с почвой [Текст] : Автореферат дис. На соискание ученой степени кандидата технических наук / Омский с.-х. ин-т им. С.М. Кирова. - Омск: [б.и.], 1965. - 20с.

72. Игнатенко И.В. Обобщенная динамическая модель взаимодействия рабочего органа почвообрабатывающих машин с почвой [Текст] / И.В. Игнатенко // Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства. - Ростов-на-Дону. - 1985. - С.57-66.

73. Ильюшин А. А. Механика сплошной среды [Текст] : учебник для студентов университетов, обучающихся по специальности "Механика" / А. А. Ильюшин. - Изд. 4-е. - Москва : ЛЕНАНД, сор. 2014. - 310 с.

74. Иориш Ю. И. Виброметрия [Текст] : Измерение вибрации и ударов : Общая теория, методы и приборы. - 2-е изд., перераб. и доп. -Москва : Машгиз, 1963. - 771 с.

75. Иофинов С. А. Механизация и электрификация сельского хозяйства : учебник для с. -х. техникумов / С. А. Иофинов, Б. Г. Турбин, А. А. Цырин. - М. : Сельхозгиз, 1956. - 539 с.

76. Испытания сельскохозяйственной техники [Текст] / [С.В. Кардашевский, Л.В. Погорелый, Г.М. Фудиман и др.]. - Москва : Машиностроение, 1979. - 288 с.

77. Карпуша П.П., Рябцев Г.А. Некоторые результаты исследования работы культиватора с упругой подвеской лап [Текст]. - В сб.: Почвообрабатывающие и посевные машины. Научные труды Мелитопольского ИМСХ. - Мелитополь, 1967. - Вып.3. - Т.5. - С.76-90.

78. Качинский Н. А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения [Текст] / Проф. Н. А. Качинский ; Акад. наук СССР. Почв. ин-т им. В. В. Докучаева. - Москва : Изд-во Акад. наук СССР, 1958. - 192 с.

79. Кильчевский Н. А. Динамическое контактное сжатие двух тел. Удар [Текст]. Киев: Наукова Думка, 1976, 225с.

80. Кин Б. А. Физические свойства почвы [Текст] / Б. А. Кин ; Пер. с англ. В. П. Жузе и И. Ю. Нелидова ; Под ред. акад. А. Ф. Иоффе. - Ленинград ; Москва : Гос. техн.-теоретич. изд-во, 1933- 262с.

81. Кин Н. Тонг Теория механических колебаний [Текст]. Перевод с английского Лужина О.В. Под редакцией Синицына А.П. - М.: Машгиз, 1963. - 352с.

82. Клейн В.Ф., Сергеев А.В. Оптимизация конструктивных параметров S-образных упругих стоек культиваторов[Текст] / В.Ф. Клейн, А.В. Сергеев // Сборник научных трудов Научно-исследовательского и проектно-технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР. 1988. Вып.52. - С.23-26.

83. Кленин Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины : Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы [Текст]. [По спец. 1509 "Механизация сел. хоз-ва"] / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Колос, 1980. - 671 с.

84. *2* А.Ф. Коляда Колебания клина в однородном набегающем потоке [Текст] / А.Ф. Коляда // Вестник двигателестроения. Общие вопросы двигателе строения. - Запорожье: ЗНТУ, 2007. - Вып. №1 - С.42-45.

85. *3*Клочков А.В. Величина и время деформации почвы при обработке / А.В. Клочков // Механизация и электрификация с.х. 1979. - №10. - С.49-50.

86. *4* Кобринский А.А, Двумерные виброударные системы: Динамика и устойчивость [Текст] / А.А. Кобринский, А.Е. Кобринский. - М.: Наука, 1981. - 335с.

87. Корабельский В.И. Решение некоторых геометрических задач при проектировании «активных» рабочих органов почвообрабатывающих машин[Текст] / В.И. Корабельский // Прикладная геометрия и инженерная графика. - Киев, 1983. - Вып.36. - С.68-71.

88. Косачев Г.Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники [Текст]. - М.: Колос, 1978. - 240с.

89. Краснощеков Н. В. Машины для защиты почв от ветровой коррозии [Текст] / Н.В. Краснощеков. - Москва : Россельхозиздат, 1977. -223 с.

90. Круглов Ю. А. Ударовиброзащита машин, оборудования и аппаратуры [Текст] / Ю. А. Круглов, Ю. А. Туманов. - Л. : Машиностроение : Ленингр. отд-ние, 1986. - 221,[1] с.

91. Кувшинов, А.А. Разработка и обоснование парметров виброударных рыхлителей почвы [Текст] : автореф. дис. ... канд. тех. наук : 05.20.01 / Кувшинов Андрей Алексеевич. - Симферополь, 2000. - 17 с.

92. Кулен А., Куиперс Х. Современная земледельческая механика[Текст]: Перевод с английского. - М.: Агропромиздат, 1986. - 348с.

93. Кушнарев А.С. К построению теории взаимодействия почвообрабатывающих органов с почвой [Текст] // Научные труды / УСХА. -Киев, 1975. Вып.162. - С.99-110.

94. Кушнарев А.С. К построению реологических моделей сельскохозяйственных материалов [Текст] // Совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных машин: Научные труды / УСХА. - Киев, 1976. - Вып.151. - С.53-56.

95. Кушнарев А.С. Методологические основы селекции параметров зональных рабочих органов почвообрабатывающих орудий [Текст] / А.С. Кушнарев // Техника в сельском хозяйстве. - 1991. - №3. - С.12-14.

96. Мамедова Л.В. Некоторые направления совершенствования почвообрабатывающих машин и их рабочих органов [Текст] // Техника в сельском хозяйстве. - 1991. - №3. - С.16.

97. Механический вибропривод рабочего органа почвообрабатывающих машин [Текст] : а.с. 416029 СССР : М.Кл. А01Ь 39/10 / П.И. Бутанавичюс; - № 1754995/30-15; заявл. 03.03.1972, опубл. 25.02.1974, Бюл. № 7. - 2 с. : ил.

98. Нерпин С. В. Физика почвы [Текст] / С. В. Нерпин, А. Ф. Чудновский. - Москва : Наука, 1967. - 583 с.

99. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф. Энерго- и мсообмен в системе растение-почва-воздух [Текст]. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 359с.

100. Новиков Ю. Ф. Машины в системе Человек - Машина - Земля [Текст]. - Москва : Машиностроение, 1976. - 230с.

101. Нугис Э.Ю., Лехтвеэр Р.В. Предельные показатели физического состояния почв [Текст] // Земледелие. - 1987. - №9. - С.18-20.

102. Обработка почвы при интенсивном возделывании полевых культур [Текст] / Т.Карвовский, И.Касимов, Б. Клочков и др.; Пер. с польск. Н.А. Чупеева; Под ред. и с предисл. А.С. Кушнарева. - М.: Агропромиздат,

1988. - 248с.

103. Основы научных исследований [Текст] / Крутов В.И., Грушко И.М., Попов В.В. и др. / Под редакцией Крутова В.И., Попова В.В.. - М.: Высшая школа, 1989. - 400с.

104. Определение и расчет параметров упругих стоек рабочих органов почвообрабатывающих машин [Текст]. Методические указания / Панов И.М., Завражнов А.А., Инаекян С.А., Игнатенко И.В. и др. / М.: НПО ВИСХОМ,

1989. - 60с.

105. Панов И.М., Орлов Н.М. Основные пути снижения энергозатрат при обработке почвы [Текст] // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -1987. - №8. - С.27-30.

106. Панов И.М. Вопросы развития теории разрушения почвы [Текст] / И.М. Панов // Тракторы и сельскохозяйственные машины: - 1988. - №11. -С.18-20.

107. Пановко Я. Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем [Текст]. - Москва : Физматгиз, 1960. - 193 с.

108. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара [Текст] / Я.Г. Пановко. - Москва : Наука, 1977. - 223 с.

109. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара [Текст] / Я. Г. Пановко. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л. : Политехника, 1990. -271,[1] с.

110. Патент на полезную модель № 5611 иА Украина, МПК А01В 35/02. Почвообрабатывающее орудие : № 20040705977 : заявл. 19.07.2004 : опубл. 15.03.2005 / Л. Ф. Бабицкий, В. Ю. Москалевич, А. Д. Морозов ; заявитель Крымская академия природоохранного и курортного строительства.

111. Патент № 2675528 С2 Российская Федерация, МПК А01С 7/20. Сошниковая секция сеялки : № 2017102280 : заявл. 24.01.2017 : опубл. 19.12.2018 / Л. Ф. Бабицкий, В. Ю. Москалевич, А. В. Белов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского".

112. Патент на полезную модель № 185409 Ш Российская Федерация, МПК А01С 7/20. Лаповый сошник : № 2018113872 : заявл. 16.04.2018 : опубл. 04.12.2018 / Л. Ф. Бабицкий, В. Ю. Москалевич, А. В. Белов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского".

113. Патент на полезную модель № 185260 Ш Российская Федерация, МПК А01С 7/20. Сошник сеялки-культиватора : № 2018113871 : заявл. 16.04.2018 : опубл. 28.11.2018 / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского".

114. Патент на полезную модель № 184514 Ш Российская Федерация, МПК А01С 7/20, А01В 35/24, А01В 63/24. Сошниковая секция : № 2017141833 : заявл. 30.11.2017 : опубл. 29.10.2018 / Л. Ф. Бабицкий, Э. Т. Калафатов, Э. Ш. Османов, А. В. Белов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского".

115. Патент на полезную модель № 187788 Ш Российская Федерация, МПК А01С 7/20. Почвоуплотняющее посевное устройство : № 2018137643 : заявл. 24.10.2018 : опубл. 19.03.2019 / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского".

116. Патент №2757032 С2 Российская Федерация, МПК А01В 35/22. Рабочий орган культиватора : №2021101285 : заявл. 21.01.2021 : опубл. 11.10.2021 / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов ; заявитель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского".

117. Плишкин А.А., Комплексная механизация работ по защите почв от ветровой эрозии [Текст] / А.А.Плишкин,Э.В. Блоштейн. - М.: Колос, 1976. - 184 с.

118. Погорший Л.В. Сучасш проблеми землеробсько!' мехашки i машинознавства при створенш сшьськогосподарсько!' техшки нового поколшня // Техшка АПК. - 2003. - №11. - С. 4-7.

119. Половицкий И.Я., Гусеев П.Г. Почвы Крыма и повышение их плодородия [Текст]: Справ. изд. - Симферополь: Таврия, 1987. - 152с.

120. Почвообрабатывающее орудие [Текст] : а.с. 1715220 СССР : МКИ А01В 39/10 / Л.Ф. Бабицкий, А.Л. Бабицкий; - № 4798205/15; заявл. 05.03.1990, опубл. 29.02.1992, Бюл. № 8. - 4 с. : ил.

121. Рабочий орган культиватора [Текст] : а.с. 1657078 СССР : МКИ А01В 35/24 / А.Ф.Волик, И.А.бабенко, Б.А.Волик и А.Н.Кобец; - № 4685386; заявл. 03.05.1989, опубл. 23.06.1991, Бюл. № 23. - 3 с. : ил.

122. Рабочий орган культиватора плоскореза [Текст] : а.с. 1727568 СССР : МКИ А01В 35/24 / А.Ф.Волик, И.А.бабенко, Б.А.Волик и А.Н.Кобец; - № 4837432/15; заявл. 19.04.1990, опубл. 23.04.1992, Бюл. № 15. - 4 с. : ил.

123. Рейнер М. Реология [Текст] / Перевод с англ. Н. И. Малинина ; Под ред. Э. И. Григолюка. - Москва : Наука, 1965. - 223 с.

124. Рябцев Г.А. Технологические основы применения почвообрабатывающих машин с упругой подвеской рабочих органов [Текст]: автореф. дис. ... докт. тех. наук: спец. 05.20.01. Воронеж, 1973. - 57с.

125. Сакаи К., Тэрао Х. Вибрационное резание почвы почвоуглубителем вибрационного типа [Текст]: Пер. с яп. М.: Бюро переводов ТПП, 1987. - 19с.

126. Сергеев А.В. Исследование режима функционирования культиваторных рабочих органов на упругих стойках [Текст] / А.В. Сергеев // Сборник научных трудов Научно-исследовательского и проектно-технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР. - 1987. - Вып.50. - С.22-28.

127. Симченков Г. В. Новое в обработке почвы [Текст] / Г. В. Симченков, Ф. П. Цыганов, А. П. Коробач. - Минск : Ураджай, 1988. - 79,[1] с.

128. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин [Текст]. - М.: Машиностроение, 1977. - 328с.

129. *5* Смирнов, В.И. Курс высшей математики. М. : Наука, 1967.

450 с.

130. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. В 3т. Т.1. / Под. ред. М.И. Клецнина. - М.: Машиностроение, 1967. - 242с.

131. Стойка почвообрабатывающего рабочего органа [Текст] : а.с. 1535397 СССР : МКИ А01В 35/24 / И.М. Панов, С.А. Инаекян, А.А. Завражнов и В.В. Васильев; - № 4418369/30-15; заявл. 21.03.1988, опубл. 15.01.1990, Бюл. № 2. - 2с. : ил.

132. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний [Текст]. - М.: Наука, 1964. - 438с.

133. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин [Текст] / Босой Е.С., Верняев О.В., Смирнов И.И., Султан-Шах Е.Г. - М.: Машиностроение, 1978. - 568с.

134. Теория механизмов и машин [Текст]: Учеб. для втузов / К.В.Фролов, С.А.Попов, А.К.Мусатов и др.; Под. ред. К.В.Фролова. - М.: Высш. шк., 1987. - 496 с.

135. Тимошенко С. П. Прочность и колебания элементов конструкций [Текст] : Избр. работы / С. П. Тимошенко ; Под ред. Э. И. Григолюка. -Москва : Наука, 1975. - 704 с.

136. Уфиркин Н.А. О возможности снижения тягового сопротивления плуга при ударном воздействии на почву [Текст] / Н.А. Уфиркин // Научно-технический бюллетень / ВИМ. - М.: ВАСХНИЛ, 1970. - Вып.7-8. - С.19-22.

137. Фирсов М.М. Планирование эксперимента при создании сельскохозяйственной техники [Текст]. - М.: Издательство МСХА, 1999. -130с.

138. Фролов К.В. Избранные труды : в двух томах [Текст] / К. В. Фролов. - Москва : Наука, 2007, Т.2. - 522с.

139. Христианович С. А. Механика сплошной среды [Текст] / С. А. Христианович; [Авт. предисл. Г. И. Баренблатт, О. С. Рыжов]. - М. : Наука, 1981. - 483с.

140. Хайлис Г.А. Исследование сельскохозяйственной техники и обработки опытных данных [Текст] / Г.А. Хайлис М.М. Ковалев. - М.: Колос, 1994. - 169с.

141. Цветков Э.И. Основы теории статистических измерений [Текст].

- Л.: Энергия, 1979. - 286с.

142. Цытович Н.А. Механика грунтов [Текст]. - М.: Высшая школа, 1973. - 280с.

143. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов [Текст]. - М.: Высшая школа, 1973. - 448с.

144. Черепанов Г.Г., Чудиновских В.М. Уплотнение пахотных почв и пути его устранения [Текст] / Г.Г.Черепанов, В.М.Чудиновских // ВНИИПЭИ. - М.: Агропром, 1987. - 58с.

145. Шевченко И.А. О повышении качества работы культиваторов с S-образными стойками [Текст] / И.А. Шевченко // Научно-технический бюллетень ВИМ. - 1988. - Вып.69. - С.10-11.

146. Шевченко И.А. Постановки задачи и механических колебаниях рабочих органов на упругих стойках [Текст] / И.А. Шевченко // Пращ ТДАТА. - Вип.1. - Т.5. - Мелггополь: ТДАТА, 1998. - С.108-112.

147. Шевченко 1.А., Дереза С.В. Теоретичш умови взаемодп пружних робочих оргашв iз грунтом [Текст] / 1.А Шевченко., С.В.Дереза // Пращ ТДАТА. - Вип.2. - Т.18. - Мелггополь: ТДАТА, 2001. - С.32-38.

148. Шлямина Т.А. Новый вибрационный рыхлитель почвы [Текст] / Т.А.Шлямина // Сельскохозяйственные машины и орудия: Экспресс-информация, Серия 2. - М.: ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1988. - Вып.15.

- С.1-3.

149. Экспериментальные исследования расположения ударника на упругой стойке культиваторной лапы [Текст] / Л. Ф. Бабицкий, А. В. Белов, П. С. Дудченко, Д. К. Шиков // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2021. - № 25(188). - С. 80-87.

150. Энергетическая оценка культиваторных рабочих органов на упругой стойке [Текст] / Клейн В.Ф., Сергеев А.В., Усманов А.А, Васильцев В.В. // Исследование и разработка почвообрабатывающих и посевных машин. - М., 1990. - С.97-102.

151. Яворский Б. М. Справочное руководство по физике [Текст] : Для поступающих в вузы и для самообразования / Б. М. Яворский, Ю. А. Селезнев. - 4-е изд., испр. - Москва : Наука, 1989. - 576 с.

152. Babitskiy, L. Theoretical substantiation of the parameters of the mechanism of autoresonant vibroimpact interaction of cultivator claws with soil / L. Babitskiy, A. Belov, V. Moskalevich // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Rostov-on-Don, 20-22 октября 2020 года. - Rostov-on-Don, 2020. - P. 012134. - DOI 10.1088/1757-899X/1001/1/012134.

153. Babitskiy L, Moskalevich V and Sobolevskiy I 2016 Bionic-mechanical fundamentals of agricultural machinery (Saarbruken: LAP LAMBERT Academic Publishing).

154. Belousova A.I., Moiseev A.V. Experimental researches of determination of degree of interaction of a working organ with the object of treatment in plant growing, MATEC Web of Conferences 2018. С. 05001.

155. Belousov S.V. Modern technologies of soil cultivation, Scientific provision of the agro industrial complex, FROM3-4 (2012).

156. Gabitov I., Mudarisov S., Gafurov I., et al. Evaluation of the Efficiency of Mechanized Technological Processes of Agricultural Production. Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. Vol. 13. N10 SI. 8338-8345.

157. Konstantinov M. M. Vibrational interaction of the working organ with the soil [Text] / M. M. Konstantinov, S. N. Drozdov, I. V. Trofimov // Scientific review. 2017. № 20. Pp. 58-64.

158. Kudzaev A.B., Urtaev T.A., Tsgoev A.E., Korobeynik I.A., Tsgoev D.V. Study of elastic composite rods for creating fuses of tilthers. International Journal of Civil Engineering and Technology. 2017. Vol. 8. N11. 658-666.

159. Kurdyumov, V.I. New cultivator tool/ V.I. Kurdyumov, E.S. Zykin, I.A. Sharonov// Rural mechanicizer.-2012.-№11. -p. 12. [Google Scholar]

160. Kyul E.V., Apazhev A.K., Kudzaev A.B., Borisovа N.A. Influence of anthropogenic activity on transformation of landscapes by natural hazards. Indian Journal of Ecology. 2017. Vol. 44. N2. 239-243.

161. Pines, S. 1958 An elementary explanation of the flutter mechanism. In Proc. National Specialists Meeting on Dynamics and Aeroelasticity, pp. 52-58. New York, NY: Institute of Aeronautical Sciences.

162. Rakhimov Z., Mudarisov S., Gabitov I., Rakhimov I., Rakhimov R., Farkhutdinov I., Tanylbaev M., Valiullin I., Yamaletdinov M. Aminov R. Mathematical Description of the Mechanical Erosion Process in Sloping Fields. Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. N13. 6505-6511.

163. Shreyas Mandre, L. Mahadevan. A generalized theory of viscous and inviscid flutter, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 2010, pp. 141-156, 466/2113, DOI: 10.1098/rspa.2009.0328.

164. Theoretical and experimental substantiation of the design parameters for the working body of a row cultivator 00051 Evgeny Zykin and Svetlana Lazutkina Published online: 30 October 2019 DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912600051

165. Theoretical study of the forced oscillation effect on subsoil tillage 01028 Ivan Masienko, Artem Vasilenko and Lyudmila Eranova Published online: 08 October 2020 DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019301028.

166. Trubilin E.I., Sokht K.A., Konovalov V.I., Improving the technological reliability of disk harrows and ploughs, Equipment and machinery for rural areas, v. 6, pp. 12-15 (2013) [Google Scholar]

167. Watanabe, Y., Isogai, K., Suzuki, S. & Sugihara, M. 2002a A theoretical study of paper flutter. J. Fluid Struct. 16, 543-560. (doi: 10.1006/jfls.2001.0436)

Методика проектирования рычажных виброударных механизмов рабочих

органов культиваторов

Исходя из полученных в разделе 2 теоретических зависимостей, определение параметров рычажного виброударного механизма рабочего органа культиватора проводится в следующей последовательности:

Длина рычага виброударного механизма определяется по выражению:

к — б т2 а

1Р =

^ — (к — Я )2 со ^

б т(9 0 — а)

где И - расстояние от носка лапы до шарнира подвеса;

Я - радиус упругой стойки.

а = агсЬд —-

*тах

где Р2 - сила упругости пружины; п , г, Ртах - максимальная сила сопротивления

Рисунок 1. - Схема рабочего органа 1

культиватора с рычажны\ДВИЖеНИЮ КуЛЬТИВаТ0рН0Й лапы В ПОЧВе.

виброударным механизмом

Частота колебаний культиваторной лапы И} и виброударного рычага И2 определяется по формулам:

кг <

М

д (т^ + т.2Ь.2 )

к? <

дтк2

к

к+к

где т} и т2 - массы соответственно, лапы и виброударного рычага;

Jl и J2 - моменты инерции, соответственно, лапы и виброударного рычага;

И} и И2 - вертикальные расстояния от точки соударения до центра качения, соответственно, лапы и виброударного рычага; g - ускорение свободного падения.

Амплитуды колебаний лапы А1 и виброударного рычага А2 определяются по формулам.

Н±(д т 2 к 2 —]2^2)

Аг = А2 =

[дОпцк! + т2к 2 ) — 0± + ]2 )ы2](д т2к 2 — ] 2^2) — ] г Ы

-Нг]2ау2

[дОп!^ + т 2к 2) — (к +]2)Ы2](д п-2к 2 —]2ы2) —]22ы4

Сила удара при соударении звеньев определяется величиной I А ± — А 21 равной.

1А±-А21 =

Н1дт2к2

* О

[(дт1к1 +т2Н2) - (]1 + ]2)ы2](дт21г1 - ]2^2)-Ь2^4 Определение параметров рычажного виброударного механизма с подвижными массами на общей оси рычага упругой стойки культиваторной лапы.

Высота ИР установки рычага виброударного механизма на упругой стойке культиваторной лапы определяется по формуле:

кР = з1п2а

(к-Я) +

М

Я2- (к-Я)2соз2а

Бт2а

где И - расстояние от носка лапы до шарнира подвеса;

Я - радиус упругой стойки.

Р2

а = агсЬд-

Рисунок 2. - Схема виброударногрде Р2 - Сила упругОСТИ пружины; рабочего органа культиватора с подвижными массами на общей оси

_ Ртах - максимальная сила сопротивления

рычага упругой стоики пшх 1

движению культиваторной лапы в почве. Частоты главных колебаний подвижных масс на упругих элементах определяются по выражениям:

- для нижней подвижной массы:

к± =

N

Х2тг + (А± + Х2)т2

2т1т2

N

'А2т± + (А± + А2)тЛ А^ 2т1т2 ) т1т2

- для верхней подвижной массы:

к7 =

А2т± + (А± + А2)т2

2т1т2

+

(А2тг + (А± + А2)т2\ А^ 2т1т2 ) т1т2

где т1 и т2 - массы, соответственно, нижней и верхней;

X} и Х2 - коэффициенты жесткости, соответственно, нижнего и верхнего упругих элементов.

Частота колебаний культиваторной лапы кл должна удовлетворять условию.

Условие выполняется за счет величин подвижных масс т} и т2 и жесткостей Х} и Х2 упругих элементов.

Минимальное и максимальное усилия скалывания почвы определяются по формулам:

2 5д 25д

п __ . р __

Лсктт тт-21, ' сктах п-2-1, ' Vтах ^тт

где У-тт и Утах - деформационный показатель почвы, соответственно, минимальный и максимальный;

Б - площадь рабочей поверхности лапы. Жесткость нижнего и верхнего упругих элементов определяются по формулам:

р р . о р ор2

^ _ 1Хскт1п _ 1Хскт1п сктт _ сктт _

1 (I — 1 ^ ( 2 — 1 Зтл.! Уг2 Ш1У12

р р .ор 9р2

^ _ Лсктах _ Лсктах сктах _ сктах _

2 ( I — 1 )х 2 ( 2 — 1 )Ш2У22 Ш2У22 ' Количество витков нижней п1 и верхней п2 промежуточных пружин

определяется по формулам:

_ _

Щ ~ 804,''Щ ~ 8ЙЧ~2 где О - модуль сдвига материала пружинного элемента; ё - диаметр пружины; Э - средний диаметр пружины.

Частота колебаний в системе с рычажным виброударным механизмом с одной подвижной массой т1 на упругом элементе жесткостью Х1 определяется по формуле:

После расчета параметров по вышеприведенным формулам проводится изготовление рычажных виброударных механизмов и установке их на рабочие органы культиваторов.

Описание используемого оборудования для анализа тягового сопротивления и амплитудно-частотной характеристики в лабораторных условиях

Z Е Т L А В

ПРОСТЫЕ РЕШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ЗАДАЧ

Внесено о Государственный реестр средств измерений

ФОРМУЛЯР 3 ТМС.411168.004ФО АНАЛИЗА ТОР СПЕКТРА гЕТ 017-Т8 (ТЕНЗОСТАНЦИЯ) (зав. №1623)

(наименование)

Основные метрологические и технические характеристики

Название характеристики Значение характеристики

Количество входных каналов комплекса 8

Программируемый коэффициент усиления (ПКУ) 1; 10; 100

Входное сопротивление комплекса, кОм (100 ±10)

Режим «Генератор»

Диапазон частот, Гц 0,1 -25 000

Допускаемая относительная погрешность установки частоты в диапазоне, %, не более: от 3 Гц до 25 кГц ±0,1

Напряжение выходного сигнала по постоянному току, В ±9

Напряжение выходного сигнала по переменному току, В 0,01 - 7

Коэффициент гармоник генерируемого синусоидального сигнала в частотном диапазоне от 100 Гц до 2 кГц, %, не более 0,1

Режим «Вольтметр достоянного тока»

Пределы входных постоянных напряжений ПКУ = 1 ПКУ = 10 ПКУ - 100 ±10В ±1000 мВ ±100 мВ

Пределы допускаемой noi-решности измерения постоянного напряжения. мВ от-8,5 В до +8,5 В (ПКУ = 1) от -850 мВ до +850 мВ (ПКУ = 10) от -85 мВ до +85 мВ (ПКУ = 100) 0,005U + 50 0.005U + 5 0.005U + 0,5

Режим «Вольтметр постоянного тока»

11ределы входных переменных напряжений, В ПКУ = 1 ПКУ = 10 ПКУ =100 7 0,7 0.07

Пределы допускаемой погрешности измерения переменного напряжения в диапазоне от 3 Гц до -20 кГц, мВ ПКУ = 1 ПКУ = 10 ПКУ = 100 0,005 U + 10 0.005U + 1 0.005U + 0,1

Режим «Узкополосный анализ»

Диапазон частот анализируемых сигналов разбит на пять поддиапазонов, Гц 0,0002 - 2; 0,002 - 20; 0,02 - 200; 0,2 - 2000 2,0 - 20000

Режим «Регистратор»

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в диапазоне от 3 Гц до 20 кГц, дБ, не более ±0,25

Разность АЧХ измерительных каналов, %, не более 0,5

Коэффициент гармоник входного тракта на частоте 1 кГц, %, не более 0,1

Коэффициент межканального проникновения на частоте 1 кГц, дБ, не более минус 80

Разность фаз между каналами при одинаковых коэффициентах усиления на частоте 1 кГц, не более 2

Гарантийный срок эксплуатации устройства — 10 лет со дня отгрузки его потребителю при условии соблюдения правил эксплуатации и прохождении своевременной метрологической поверки на базе метрологической службы ООО «ЭТМС».

Я HB 201G

Дата отгрузки:

Свидетельство о приемке: тензостанция изготовлена в соответствии с действующей технической документацией и пртнапа-годным для эксплуатации.

Представитель ОТК: ■ Шишов М.В

ПРИЛОЖЕНИЕ 3А

Лист математического процессора Excel 2010 по расчету тягового сопротивления Р серийного и экспериментального виброударного рабочего органа с верхней осью подвеса рычага ударника в зависимости от скорости движения V и глубины обработки почвы h

Серийный рабочий орган КПЭ-3,8

Уровни варъирования факторов_

Наименование уровней Исследуемые факторы

Скорость движения V, м/с Глубина обработки h, 1*10-2 м

Кодовое обозначение Xi X2

Верхний, +1 1,20 16

Нижний, -1 0,74 8

Основной 0,97 12

Интервал варъирования, б 0,23 4

Матрица планирования двухфакторного эксперимента

№ опыта Х0 Х1 Х2 Х1Х2 Вектор выхода Y

Повторности Среднее значение УСр

Y1 У2 У3

1 + + Уц = 2409,4 У12= 2578,3 У13= 2606,2 Уср1= 2531,3

2 + + Y21 = 2799,5 У22= 2831,5 У23= 2908,6 Уср2= 2846,5

3 + + У31= 3092,7 У32= 3163,4 У33= 3235,0 Уср3= 3163,7

4 + + + + У41 = 3447,6 У42= 3572,6 У43= 3652,3 Уср4= 3557,5

Коэффициенты

регрессии_

b0= 3024,761206 Ь,= 177,2666089 b2= 335,8421663 b12= 19,63866728

1. Проверка математической модели на воспроизводимость опытов по критерию Кохрена

№ опыта Дисперсия воспроизводимости, S^ Gт

Для 1-го опыта Для 2-го опыта Для 3-го опыта Для 4-го опыта 11340,33752 3143,939145 5056,741747 10639,64099 0,375748501

<=0,76

2. Оценка значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента

V — 0,97 Л-12

|Ы|=> 120,7394426

3. Проверка адекватности математической модели по критерию Фишера

Р= 0,204463261 ^т (7,71)

Г„ = 3024,76 + 177,26*!+ 335,В4х; Рс = 1269,67 + 770,697 + B3,96h;

Экспериментальный рычажный виброударный рабочий орган с верхней осью подвеса рычага ударника

Наименование уровней Исследуемые факторы

Скорость движения V, м/с Глубина обработки h, 1*10-2 м

Кодовое обозначение X1 X2

Верхний, +1 1,18 16

Нижний, -1 0,72 8

Основной 0,95 12

Интервал варъирования, б 0,23 4

Матрица планирования двухфакторного эксперимента

та Вектор выхода Y

п о Повторности Среднее значение

z Х0 Х1 Х2 Х1Х2 У1 У2 У3

1 + + Уц = 1975,7 У12= 2088,4 У13= 2163,1 Уср1= 2075,8

2 + + У21 = 2267,6 У22= 2350,1 У23 = 2385,1 Уср2= 2334,3

3 + + У31= 2567,0 У32= 2594,0 У33= 2620,3 Уср3= 2593,8

4 + + + + У41 = 2827,1 У42= 2893,8 У43= 3031,4 Уср4= 2917,4

Коэффициенты

регрессии_

b0= 2480,30195 b1= 145,5469337 b2= 275,2885813 b12= 16,28522753

1. Проверка математической модели на воспроизводимость опытов по критерию Кохрена

№ опыта Дисперсия воспроизводимости, S^ Gт

Для 1-го опыта Для 2-го опыта Для 3-го опыта Для 4-го опыта 8903,97475 3636,560175 711,4338769 10855,30061 0,450291587

<=0,76

2. Оценка значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента

|Ы|=> 107,9092851

3. Проверка адекватности математической модели по критерию Фишера

Р= 0,17601903 ^т (7,71)

yBt! = 2480,30 + 145,54*! + 275,29:1.,: Рэв = 1053,29 + 632,787 + 68,82ft;

ПРИЛОЖЕНИЕ 3Б

Лист математического процессора Excel 2010 по расчету тягового сопротивления Р экспериментальных виброударных рабочих органов с одной и двумя виброударными массами на общей оси рычага упругой Экспериментальный рычажный виброударный рабочий орган КПЭ-3,8М с одной виброударной массой

Уровни варъирования факторов

Наименование уровней Исследуемые факторы

Скорость движения V, м/с Глубина обработки h, 1*10-2 м

Кодовое обозначение Xi X2

Верхний, +1 1,18 16

Нижний, -1 0,76 8

Основной 0,97 12

Интервал варъирования, 5 0,21 4

Матрица планирования двухфакторного эксперимента

а Вектор выхода Y

с о Повторности Среднее значение

2 Х0 Х, Х2 Х1Х2 Y1 У2 Уз уср

1 + + Уц = 2072,1 У1 2= 2191,6 У1 3= 2228,3 Уср1= 2164,0

2 + + Y21 = 2379,6 у22= 2420,9 У23= 250 ,4 Уср2= 2434,0

3 + + У31= 2644,3 У32= 2720,5 Узз= 2749,7 Уср3= 2704,8

4 + + + + У4 1 = 2965,0 У42= 3036,7 У43= 3122,7 Уср4= 3041,5

Коэффициенты

регрессии_

Ь0= 2586,064016 Ь,= 151,6565296 b2= 287,0881074 Ь12= 16,65298409

1. Проверка математической модели на воспроизводимость опытов по критерию Кохрена

№ опыта Дисперсия воспроизводимости, S^ Gт

Для 1-го опыта Для 2-го опыта Для 3-го опыта Для 4-го опыта 6671,816564 3836,26783 2962,975468 6236,176189 0,338546539

<=0,76

2. Оценка значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента

|Ы|=> 97,56581211

3. Проверка адекватности математической модели по критерию Фишера

Р= 0,225153342 ^т (7,71)

Экспериментальный рычажный виброударный рабочий орган КПЭ-3,8М с двумя виброударными массами

Уровни варъирования факторов

Наименование уровней Исследуемые факторы