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:

Глотов Сергей Викторович. Повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов за счет совершенствования контроля эксплуатационных параметров тракторов : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 : Саранск, 2004 370 c. РГБ ОД, 71:05-5/6

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 13

1.1. Совершенствование контроля эксплуатационных параметров тракторов, как важнейший фактор в повышении эффективности функционирования МТА и производства сельскохозяйственной продукции 13

1.2. Анализ способов контроля эксплуатационных параметров тракторов с целью повышения эффективности функционирования МТА 19

1.3. Анализ исследований об изменении эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА 28

1.4. Анализ исследований по вопросам повышения эффективности функционирования МТА 31

1.5. Классификация способов и средств контроля эффективности функционирования МТА 36

1.6. Постановка цели и задач исследования 46

Выводы по главе 1 48

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ ЗА СЧЕТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНТРОЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАКТОРОВ 50

2.1. Обоснование закона распределения входного воздействия 50

2.2. Математическая модель функционирования МТА 53

2.3. Модель расчета текущих значений эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА 66

2.4. Модель расчета математических ожиданий эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА 72

2.5. Модель расчета установочных допусков на уровень настройки для эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА 92

2.6. Модель расчета установочных допусков на уровень настройки для эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА на частичных режимах 107

2.7. Модель расчета допустимого времени выхода текущих значений контролируемых эксплуатационных параметров тракторов за границы установочных допусков на уровень настройки 123

2.8. Модель расчета экстремальных нагрузочных режимов функционирования МТА 133

2.9. Модель расчета оптимальной периодичности корректировки установочных допусков на уровень настройки для контролируемых эксплуатационных параметров тракторов 141

2.9.1. Обоснование целевой функции определения оптимальной периодичности корректировки установочных допусков на уровень настройки для контролируемых эксплуатационных параметров тракторов 145

2.9.2. Определение оптимальной периодичности проведения корректировки установочных допусков на уровень настройки для контролируемых эксплуатационных параметров тракторов 155

Выводы по главе 2 159

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 161

3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований 161

3.2. Методика проведения экспериментальных исследований 164

3.3. Применяемое оборудование и аппаратура для экспериментальных исследований 172

3.4. Методика определения погрешностей измерений 212

Выводы по главе 3 227

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 229

4.1. Статистические характеристики входного воздействия на МТА 229

4.2. Оценка адекватности разработанных математических моделей 240

4.3. Оценка влияния А,м, vM, q> и [Т] на величину установочных допусков на уровень настройки для контролируемых эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА 277

4.4. Практическая реализация допускового контроля Ф эксплуатационных параметров тракторов 280

4.5. Разработка способа определения текущих значений эффективной мощности двигателя по значениям расхода топлива 283

4.6. Технико-экономическая оценка разработанных рекомендаций 289

Выводы по главе 4 294

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 297

ЛИТЕРАТУРА 301

ПРИЛОЖЕНИЯ 320 

Введение к работе:

Современные тенденции развития сельскохозяйственного производства основываются на широком использовании в отрасли высокопроизводительной техники и энергосберегающих технологий. Основным направлением повышения производительности труда в растениеводстве является увеличение рабочих скоростей и ширины захвата рабочих органов машинно-тракторных агрегатов (МТА), что достигается главным образом увеличением энергонасыщенности применяемых тракторов. Однако в этом случае более острой становится проблема эффективного использования МТА. Недоиспользование мощности двигателя может достигать 20 %, а перерасход топлива 15 %. С повышением энергонасыщенности и удорожанием техники возрастают экономические потери от простоев в случае нарушения ее работоспособности.

Значительное усложнение мобильных сельскохозяйственных агрегатов привело к тому, что эффективное их использование становится невозможным без надежных средств управления загрузкой двигателя, без современных систем контроля за работой механизмов энергетической и технологической частей МТА. Встроенные средства контроля при частичной либо полной автоматизации сельскохозяйственной техники позволяют, согласно прогнозам НАТИ, достичь повышения производительности труда в растениеводстве на 20 - 30 %, увеличения ресурса тракторов в 2 - 3 раза, снижения удельных показателей расхода топливно-энергетических ресурсов на 10 - 20 %. Концепцией развития сельскохозяйственных тракторов и тракторного парка России на период до 2010 года совершенствование элементной базы контроля и автоматизации определено в качестве приоритетного направления.

Таким образом, в системе использования современных мобильных агрегатов обозначилась проблемная ситуация, которая заключается в следующем: с одной стороны, потребительские качества тракторов на рынке становятся востребованными адекватно их реальным показателям в процессе функцио нирования МТА, что требует непрерывного контроля за эффективностью их работы и техническим состоянием, а с другой стороны, существующие методы контроля обеспечивают получение информации о функциональных возможностях энергетических средств в основном визуально-субъективным путем либо по результатам диагностических операций, при которых режимы функционирования тракторов часто существенно отличаются от эксплуатационных.

В связи с этим тема исследования, посвященная вопросам повышения эффективности функционирования МТА за счет совершенствования контроля эксплуатационных параметров тракторов, является своевременной, актуальной и представляет практическую ценность.

Диссертация представляет собой теоретическое и экспериментальное исследование, направленное на решение важной проблемы повышения эффективности функционирования МТА, которая имеет важное нарднохо-зяйственное значение.

Целью исследования является повышение эффективности функционирования МТА за счет совершенствования контроля эксплуатационных параметров тракторов.

Для реализации поставленной цели в работе решаются следующие задачи по разработке:

- математической модели расчета текущих значений и математических ожиданий эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА;

- математической модели расчета установочных допусков на уровень настройки (УДУН) для эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА при полной и частичной настройках регулятора двигателя;

- алгоритма и математической модели расчета допустимого времени выхода текущих значений контролируемых эксплуатационных параметров тракторов за границы УДУН и экстремальных нагрузочных режимов функционирования МТА;

- математической модели расчета оптимальной периодичности проведения корректировки УДУН на контролируемые эксплуатационные параметры тракторов;

- новых методов и средств контроля эксплуатационных параметров тракторов, обеспечивающих повышение эффективности их функционировании в составе МТА.

Объекты исследования - энергонасыщенные тракторы, функционирующие в составе МТА.

Предмет исследования - закономерности изменения эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА в условиях нестационарной вероятностной нагрузки.

Научная новизна. Выполненные в работе исследования позволили получить совокупность новых положений и результатов:

- разработана система математических моделей прогнозирования динамического состояния МТА при их функционировании в условиях нестационарной вероятностной нагрузки, позволяющих определять математические ожидания и УДУН для эксплуатационных параметров тракторов при полной и частичной настройках регулятора двигателя;

- поставлены и решены задачи по оптимальному управлению режимами функционирования МТА для условий нестационарной вероятностной нагрузки в виде установленных значений экстремальных нагрузочных режимов и допустимого времени выхода текущих значений контролируемых эксплуатационных параметров тракторов за границы УДУН;

- определена оптимальная периодичность проведения корректировки УДУН на контролируемые эксплуатационные параметры тракторов;

- разработаны новые методы и средства контроля эксплуатационных параметров тракторов, обеспечивающие повышение эффективности функцио нирования МТА.

Практическая ценность результатов исследования состоит в разработке научных основ, методов и средств, позволяющих:

- прогнозировать количественные характеристики эксплуатационных параметров тракторов (текущие значения, математические ожидания) при их функционировании в составе МТА;

- определять количественные характеристики УДУН для контролируемых эксплуатационных параметров тракторов с целью настройки системы автоматического контроля и управления при их функционировании в составе МТА;

- реализовать режимы контроля эксплуатационных параметров тракторов с учетом допустимого времени выхода их текущих значений за границы УДУН;

- прогнозировать экстремальные нагрузочные режимы функционирования МТА в зависимости от закона распределения внешней нагрузки;

- определять оптимальную периодичность проведения корректировки УДУН на контролируемые эксплуатационные параметры тракторов;

- совершенствовать нормативную базу по установлению количественных характеристик эксплуатационных параметров тракторов при их функционировании в составе МТА оборудованной системой автоматического контроля и управления;

- интенсифицировать учебный процесс по дисциплинам «Эксплуатация машинно-тракторного парка», «Диагностика и техническое обслуживание машин».

В диссертационной работе отражены результаты многолетней работы автора согласно плану научных исследований ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева» по проблеме, координируемой в соответствии с:

-региональной научно-технической программой научно-исследова тельских и опытно-конструкторских работ в Нечерноземной зоне России в 1986 -1990 годах и на период до 2000 года (программа «Нечерноземье»; задание 0.37.05 Р);

- единым заказ-нарядом Министерства образования Российской Федерации по госбюджетной теме № 53/20-98 «Разработка методов управления эффективностью и уровнем безопасности мобильных энергетических средств»;

- республиканским конкурсом инновационных проектов НИОКР в сфере малого бизнеса по госбюджетной теме № 53/21-01 «Разработка расходомера топлива», утвержденной Правительством Республики Мордовия (постановление № 142 от 05.04.01);

- программой развития АПК Республики Мордовия до 2010 года. Реализация результатов исследований осуществлялась путем:

- использования научными организациями, испытательными центрами и производственными подразделениями, а именно Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Мордовия (РМ) при разработке республиканских программ технического переоснащения АПК, Научно-исследовательским институтом сельскохозяйственного машиностроения имени В. П. Горячкина (ОАО «ВИСХОМ», г. Москва), Старошайговской машинно- технологической станцией РМ, Государственным унитарным предприятием РМ «Центр испытания и внедрения сельскохозяйственной техники и машинных технологий» (г. Саранск), ОАО «Мордовавтомост» (г. Саранск) при обосновании состава и режимов работы существующих и перспективных МТА, методики оценки эффективности функционирования тракторов в их составе, основанной на разработанной системе математических моделей прогнозирования динамического состояния МТА при их функционировании в условиях нестационарной вероятностной нагрузки, а также систем, способов и средств контроля эксплуатационных параметров тракторов;

- применения в учебном процессе ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева», Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования (ФГОУ ВПО) «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия» (ГСХА), ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» при чтении лекционных курсов, проведении лабораторных работ, выполнении курсовых и дипломных проектов, математических моделей прогнозирования динамического состояния МТА при их функционировании в условиях нестационарной вероятностной нагрузки.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на:

- научных конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева» (1985-2004 гг.);

- научных конференциях профессорско-преподавательского состава Ленинградского сельскохозяйственного института (1985 - 1993 гг.);

- научных конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (1994 -2004 гг.);

- Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов в области приборостроения «ИНТЕРПРИБОР-90» (г. Москва, 1990 г.);

- Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии, средства механизации и технического обслуживания в АПК» (г. Саранск, 2002 г.);

- научной конференции «XXXI Огаревские чтения» ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева» (г. Саранск, 2003 г.);

- Международной научно-практической конференции «Совершенство вание технологий, средств механизации и технического обслуживания в АПК» (г. Чебоксары, 2003 г.);

- III Республиканской научно-практической конференции «Роль науки и инноваций в развитии хозяйственного комплекса региона» (г. Саранск, 2003 г.);

- расширенном заседании кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» (г. Ульяновск, 2004 г.);

- расширенном заседании кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (г. Пенза, 2004 г.);

- расширенном заседании кафедры безопасности жизнедеятельности ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева» (г. Саранск, 2004 г.);

- научно-технических советах предприятий, где осуществлялось внедрение.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 40 научных работ, объемом 37 п. л., в том числе одна монография, два авторских свидетельства и один патент на изобретение.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

- математические модели прогнозирования динамического состояния МТА при их функционировании в условиях нестационарной вероятностной нагрузки, позволяющие определять математические ожидания и УДУН для эксплуатационных параметров тракторов при полной и частичной настройках регулятора двигателя;

- математические модели расчета экстремальных нагрузочных режимов и допустимого времени выхода текущих значений контролируемых эксплуатационных параметров тракторов за границы УДУН, позволяющих управлять режимами функционирования МТА;

- математическая модель определения оптимальной периодичности про ведения корректировки УДУН на контролируемые эксплуатационные параметры тракторов;

- новые методы и средства контроля эксплуатационных параметров тракторов, обеспечивающие повышение эффективности функционирования МТА.

Подобные работы
Сенькевич Сергей Евгеньевич
Повышение эффективности функционирования культиваторного машинно-тракторного агрегата на базе трактора класса 1,4
Сенькевич Анна Александровна
Повышение эффективности функционирования посевного машинно-тракторного агрегата путем установки в трансмиссию трактора класса 1,4, упругодемпфирующего механизма
Эвиев, Валерий Андреевич
Методология повышения эффективности функционирования тяговых и тягово-приводных агрегатов за счет оптимизации эксплуатационных режимов
Сайфов Наби Джалилович
Повышение энергетической эффективности технологического процесса глубокого рыхления почвы путем оптимизации эксплуатационных параметров МТА с тракторами класса 4,0
Лопарев Аркадий Афанасьевич
Повышение эффективности колесных универсально-пропашных тракторов тягового класса 1,4 в растениеводстве путем совершенствования конструктивных параметров движителей и оптимизации технологических режимов
Ревенко Валерий Юрьевич
Повышение эффективности машинно-тракторных агрегатов с колесными тракторами классов 1,4, 2 и 3 на основе оптимизации параметров движителей
Ахмадов Бахромджон Раджабович
Повышение эффективности функционирования тракторов класса 4,0 в условиях Республики Таджикистан путем обоснования допускаемых режимов их работы
Филимонов Константин Владимирович
Повышение эффективности функционирования МТА рациональным использованием моторно-трансмиссионной установки трактора
Хафизов Камиль Абдулхакович
Повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов путем уменьшения энергозатрат и снижения потерь урожая
Деев Вячеслав Юрьевич
Повышение эффективности функционирования энергетической части мобильного сельскохозяйственного агрегата путем оптимизации параметров механического регулятора и характеристик нагрузки

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