Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Дзоценидзе Тенгизи Джемалиевич. Обоснование параметров малогабаритных транспортных средств сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями : диссертация ... доктора технических наук : 05.20.01 / Дзоценидзе Тенгизи Джемалиевич; [Место защиты: ФГОУ ВПО МГАУ].- Москва, 2009.- 368 с.: ил. РГБ ОД, 71 09-5/463

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

Глава 1. Состояние проблемы. Постановка задач исследования 11

Глава 2. Исследование предпосылок создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения 26

2.1. Исследование тенденций использования автотранспорта в сельскохозяйственном производстве 26

2.1.1. Особенности товаропроизводства в КФХ и ЛПХ и анализ перевозок мелкопартионных грузов 36

2.1.2. Разработка методики оценки эффективности применения МТС в условиях КФХ и ЛПХ по принципу качественного сравнения 48

2.2. Научные основы создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения 66

2.2.1. Анализ опыта создания малотоннажных автомобилей 74

2.2.2. Анализ опыта создания автомобилей высокой проходимости грузоподъемностью до 6 т 80

2.2.3. Разработка мероприятия НИОКР на частном примере перспективного грузового автомобиля высокой проходимости 87

2.3. Выводы по главе 98

Глава 3. Разработка научных основ создания семейства МТС 100

3.1. Анализ имеющегося опыта создания и применения аналогов МТС в транспортной инфраструктуре,

коммунальном хозяйстве и сельской местности 102

3.1.1. Универсальное моторное орудие (Унимог) принципы создания и особенности эксплуатации 103

3.1.2. Анализ отечественного опыта создания «автотракторов» 113

3.1.3. Исследование аналогов МТС в виде средств механизации и транспортной инфраструктуры 123

3.2. Разработка концепции создания семейства МТС на основе локализации и синтеза основных технических требований 132

3.2.1. Основные предпосылки для разработки концепции 133

3.2.2. Разработка математической модели динамики движения МТС по деформируемому грунту 135

3.2.3. Локализация технических требований к средствам механизации сельскохозяйственного

назначения 143

3.2.4. Локализация технических требований к малогабаритным транспортным средствам для сельского хозяйства 147

3.2.5. Синтез и разработка ГОСТ «Автомобильные транспортные средства специальные с широкими функциональными возможностями. Общие технические требования» 149

3.3. Выводы по главе : 155

Глава 4. Математическое моделирование процессов взаимодействия МТС с деформируемым грунтом с учетом требований экологии земледелия 158

4.1. Анализ основных требований экологии земледелия 158

4.1.1. Физико-механические свойства почвы и анализ воздействия колесных движителей на почву 163

4.1.2. Сравнительная оценка параметров проходимости и экологических показателей 178

4.2. Математическая модель прямолинейного движения МТС по деформируемому грунту с учетом экологических показателей 183

4.2.1. Основные принципы и особенности разработки математической модели 183

4.2.2. Разработка математической модели 186

4.3. Экспериментальные исследования шины типа Свампер Боггер размерности 37x13.00-16LT 189

4.4. Выводы по главе 204

Глава 5. Разработка типажа и создание опытных образцов МТС 207

5.1. Разработка типажа МТС 207

5.1.1. Определение назначения и условий операционного применения семейства МТС 216

5.1.2. Особенности реализации модульного принципа проектирования МТС 221

5.1.3. Разработка технических заданий на опытные образцы МТС 225

5.2. Разработка принципов формирования художественного облика опытных образцов МТС 245

5.2.1. Анализ вариантности дизайнерских решений 248

5.2.2. Создание макетных образцов, опытной оснастки, выбор композиционных полимерных материалов и технологии их переработки 253

5.2.3. Создание опытных образцов первой и второй серии 259

5.3. Выводы по главе 264

Глава 6. Экспериментальные исследования опытных образцов МТС 266

6.1. Предварительные (заводские) испытания опытных образцов 266

6.2. Результаты государственных приемочных испытаний опытных образцов МТС и доработка

конструктивных решений 269

6.3. Проведение ресурсных испытаний 294

6.4. Оценка экономической эффективности 299

6.5. Выводы по главе 306

Основные выводы и рекомендации 309

Литература 313

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4 

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Проблема создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения в целом и малотоннажных транспортных средств для крестьянских фермерских (КФХ) и личных подсобных хозяйств (ЛПХ) напрямую связана с развитием экономики страны и подъемом уровня жизни граждан России. Обеспечение современной сельскохозяйственной техникой предприятий агропромышленного комплекса (АПК) связано с определенными трудностями. Многие сельхозпредприятия убыточны и не имеют возможности закупать новую технику, а техника, которая имеется в хозяйствах, на 60-70% выработала свой ресурс. Только от снижения уровня механизации сельхозпроизводства страна теряла в последние годы не менее 30% урожая сельскохозяйственных культур. При этом ни отечественные производители, ни расширение импорта сельхозтехники не способны быстро улучшить состояние дел по насыщению рынка новой современной техникой.

В структуре сельского хозяйства доля ЛПХ составляет 55…56, а КФХ – 3,7…4,5%. Причем в ЛПХ производится до 93% картофеля и до 81,5% овощей, в КФХ – соответственно 1,3…1,6 и 2,6…3,3%. Для большинства сельских жителей ЛПХ – единственный источник выживания. В мелкотоварных хозяйствах вся технологическая цепочка производства картофеля и овощей, за исключением тракторной вспашки и предпосадочной культивации, основана на применении ручного труда.

Нерешенность проблемы обеспечения сельского хозяйства транспортными средствами, приспособленными к специфическим условиям эксплуатации, во многом обусловлена недостатками в процессе развития автомобильной промышленности в целом. С учетом наличия тяжелых дорожных условий и бездорожья, очевидно, что разработка научных основ создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения и, в частности, семейства малогабаритных транспортных средств с широкими функциональными возможностями (МТС) как нового средства развития КФХ и ЛПХ является актуальной и, кроме того, приобретает особенно острый характер.

Цель работы - проведение теоретических исследований для обоснования параметров МТС сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями, создание опытных образцов, экспериментальное их исследование и подготовка серийного производства.

Объекты исследования - образцы семейства МТС, созданные на основе реализации модульного принципа проектирования и применения каркасно-панельной конструкции кузовных модулей.

Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы методы математического моделирования, численные методы решения систем дифференциальных уравнений и нелинейных алгебраических уравнений (пакеты программ I-DEAS, COSMOS/M, расчета методом конечных элементов (МКЭ), другие приложения), методы теорий оптимизации, упругости, планирования эксперимента, вероятности и др.

Экспериментальные исследования проводились согласно вновь разработанной программе-методике испытаний на опытных образцах семейства МТС первой серии, а также после внесения изменений в конструкцию по результатам государственных приемочных испытаний, на образцах второй серии, с применением стендового, измерительного оборудования и на испытательных дорогах ФГУ «Кубанская МИС», ОАО «ФИИЦ М» и Автополигона ФГУП «НАМИ».

Научная новизна работы заключается в разработке концепции создания МТС сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями на основе локализации и синтеза основных технических требований динамики движения, экологии взаимодействия движителей с почвой и производственно-экономических условий малых форм хозяйствования. Технические решения защищены 19 патентами на полезные модели, промышленные образцы и изобретения.

Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем:

1. Обоснованы параметры МТС сельскохозяйственного назначения с широкими функциональными возможностями.

2. Разработана методика оценки эффективности применения МТС в условиях КФХ и ЛПХ по принципу качественного сравнения по таким параметрам как производительность и себестоимость единичных транспортных средств от изменения коэффициента использования пробега, технической скорости, времени погрузочно-разгрузочных работ и длины ездки с грузом.

3. Разработана математическая модель динамики движения МТС по деформируемому грунту, позволяющая изучить режимы движения. При этом полученные системы дифференциальных уравнений в общем виде отражают динамику движения по деформируемым грунтам и другим дорогам.

4. Разработана математическая модель прямолинейного движения МТС по деформируемому грунту с учетом экологических показателей, что позволяет получить расчетные значения параметров шин.

5. Разработаны Концепции национальной инновационной программы «Создание новой экспортно-ориентированной автомобильной промышленности России» и организации производства семейства МТС в виде производственно-логистического комплекса (ПЛК).

Достоверность результатов подтверждается тем, что результаты проведенных аналитических исследований согласуются с результатами комплексных экспериментальных исследований с расхождением не более 8%.

Практическая ценность работы. Полученные результаты исследований использованы:

- при разработке программных документов, направленных на развитие отечественной автомобильной промышленности и выносимых на утверждение Правительством России, других административных органов;

- на стадии проектирования для оценки и обоснования параметров МТС с помощью разработанных математических моделей динамики движения и взаимодействия движителей с грунтом, а также для определения параметров шин;

- при разработке типажа МТС с широкими функциональными возможностями путем реализации модульного принципа проектирования и применения каркасно-панельной конструкции кузовных модулей;

- при создании конструкции опытных образцов семейства МТС в виде базового шасси, транспортных средств – самосвалов, пикапа, грузовой платформы с краном манипулятором, опрыскивателя и др. – всего 9 образцов первой и второй серии;

- для обоснования параметров промышленной площадки и подготовки серийного производства.

Кроме того, накоплен ценный технологический опыт по изготовлению оригинальных деталей и систем (двухступенчатый редуктор ВОМ, гидравлическая система, электрическая схема, разработка и изготовление остекления, навесных панелей и полимерных материалов и т.п.).

Реализация результатов работ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены:

- математические модели динамики движения МТС по деформируемому грунту и взаимодействия движителя МТС с деформируемым грунтом с учетом требований экологии земледелия, а также методика оценки эффективности применения МТС в условиях КФХ и ЛПХ по принципу качественного сравнения существующих и вновь создаваемых автомобилей используются в работе конструкторских служб научного направления «Автомобили» ФГУП «НАМИ»;

- отработана технология создания и изготовления кузовных элементов внешней формы и интерьера из композиционных полимерных материалов. Полученные результаты внедрены в практику Завода опытных конструкций (ЗОК) ФГУП «НАМИ»;

- разработан и утвержден межведомственный нормативный документ «Перечень обязательных технических требований к транспортным средствам с широкими функциональными возможностями»;

- разработан ГОСТ Р «Автомобильные транспортные средства специальные с широкими функциональными возможностями. Общие технические требования»;

- разработан план производства семейства МТС, выбрана промышленная площадка и ведется подготовка серийного производства на одном из машиностроительных заводов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены обсуждены и одобрены на:

- V, VI и VIII Конгрессе технологов автомобилестроения, Москва, 2007-8 гг.;

- заседаниях секции НТС Департамента научно-технологической политики и образования Министерства сельского хозяйства России, Москва, 2006-7 гг.;

- Московской международной конференции «Полимеры в автомобилестроении», Москва, 2008 г.;

- IV и VI Международном автомобильном научном форуме (МАНФ), Москва, 2006 и 2008 гг.

Все положения, вошедшие в работу, рассматривались на заседаниях НТС ФГУП «НАМИ».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликована 44 печатные работы, в их числе 1 монография в соавторстве, 8 статей в центральных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ, технические решения защищены 19 патентами на изобретения, промышленные образцы и полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 302 наименований и 4-х приложений. Объем диссертационной работы составляет 407 страниц текста. Основной текст изложен на 341 странице и содержит 65 рисунков и 55 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net