Обґрунтування процесу зменшення ущільнення ґрунту колісними рушіями машинно-тракторних : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.05.11 - Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

У дисертації наведено нове теоретичне вирішення наукового завдання, що виявляється в створеному динамічному математичному моделюванні напруженодеформованого стану ґрунту, зменшенні кінематичної невідповідності при використанні спарених коліс, русі трактора по криволінійній траєкторії. Це дозволило визначити основні експлуатаційні та конструктивно-технологічні особливості МТА, які впливають на ущільнення ґрунту. Для виконання експериментальних досліджень розроблені конструкції приладів для визначення об’ємного і плоского напруженого станів. Достовірність отриманих даних експериментально підтверджено використанням пневматичних пресіометрів. Розроблені рекомендації щодо використання конкретних типів шин під певні культури. Отримала подальший розвиток теорія розподілу тиску на ґрунт під рушіями трактора при агрегатуванні з навісним агрегатом і визначення реакцій ґрунту на колеса в умовах криволінійного руху. Обґрунтовані конструктивно-технологічні параметри використання спарених коліс та технологічної колії.

В диссертации приведен обзор известных математических моделей, которые позволяют изучить и исследовать напряженное состояние почвы под движителями МТА. Изучение данных моделей позволило привести новое теоретическое решение научной задачи, проявляющейся в математическом моделировании напряженнодеформированного состояния почвы, устранении кинематического несоответствия при использовании спаренных колес, движении трактора по криволинейной траектории. Это позволило определить основные эксплуатационные и конструктивно-технологические особенности МТА, которые влияют на уплотнение почвы. Так же в диссертации рассмотрены приборы, с помощью которых можно определить напряжения в почве. В работе приведен универсальный метод для определения напряжений и изменения плотности в почве под движителем МТА. Эффективность этого метода заключается в том, что, зная физико-механические свойства почвы, конструктивные параметры шины трактора и их удельное давление, можно определять изменение напряжений и плотности в любой точке подколесной почвы. Для удобности использования полученной теории разработана методика расчета изменения напряжений и плотности с помощью программного обеспечения MS Office и Mathcad. Разработан метод определения реакций почвы на спаренные колеса при разных их кинематических показателях. В данном случае при эксплуатации трактора со спаренными колесами, радиусы которых отличаются, возникают такие процессы как буксование и юз. Данные процессы в свою очередь приводят к увеличению уплотняющего воздействия на почву движителей МТА. Также рассмотрено кинематическое несоответствие, которое проявляется при движении трактора по криволинейной траектории. Каждое колесо имеет свой радиус кривизны траектории движения и при блокировании дифференциала пытается двигаться с одинаковой скоростью, что в свою очередь приводит к возникновению буксования и юза. В работе исследован силовой анализ влияния конструктивных факторов и внешней нагрузки от навесных и прицепных механизмов на переднюю и задние оси четырехколесной машины. Это позволило наметить меры ограничения давления колес на почву и подобрать параметры, при которых рационально перераспределяется нагрузка на передний и задний мосты, с целью достижения минимального уплотнения почвы. Определены оптимальные конструктивные параметры, позволяющие максимально распределить нагрузку между мостами трактора МТЗ-82 при агрегатировании плуга ПЛН-3-35. Для выполнения экспериментального исследования разработаны конструкции приборов: «Прибор для определения объемного напряженного состояния» и «Прибор для определения плосконапряженного состояния». Достоверность полученных данных подтвердил эксперимент по использованию пневматических прессиометров. Разработаны 20 рекомендации по корректировке показателей пневматического манометра прессиометра при разном соотношении рабочей камеры и соединительной шланги. На основании исследований разработаны рекомендации по использованию конкретного типа шин под определенную культуру. Получила дальнейшее развитие теория распределения давления на грунт под движителями трактора при агрегатировании с навесным или прицепным агрегатом и определения реакций почвы на колеса в условиях криволинейного движения трактора. Обоснованы технологические и конструктивные параметры использования спаренных шин и технологической колеи. Полученные практические результаты подтвердили достоверность теоретических данных и позволяют оценить негативное влияние движителей МТА на плодородный слой почвы. Основное отрицательное воздействие на плодородность почвы оказывает остаточное напряжение после прохода МТА. Проанализирована экономическая целесообразность использования сдвоенных колес, и системы технологической колеи.

There ais a new theoretical solution of scientific problems, manifested in the mathematical modeling of stress-strain state of soil, reducing the kinematic discrepancy using a pair of wheels, driving a tractor on a curved trajectory in this thesis. It is possible to determine the basic operational and design features of the MTU that affect soil compaction. To perform experimental research design developed: «A device for determining the volume stressed state» and «device for determining a plane stress state». The reliability of the experimental data confirmed the experiments using pneumatic presiometries. It is based on research recommendations on how to use a particular type of tires in a culture. These devices have been used in experimental studies of stress in the soil. In this paper we further developed the theory of separation of pressure on the ground under tractor drivers in the mounted unit block of theory and determine reactions ground on the wheel in terms of curvilinear motion of the tractor. Grounded technological and design parameters using dual tires and process track. The results confirm correctness of theoretical studies used to evaluate and give a negative impact on fertile soil. We analyzed the economic feasibility of using dual wheels and system technology tracks.