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:

Дьяченко Анатолий Дмитриевич. Научное обоснование рациональных структуры и параметров объемного гидромеханического привода сельскохозяйственных машин с целью повышения эффективности их функционирования : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.20.01 : Ростов н/Д, 2003 348 c. РГБ ОД, 71:04-5/190-0

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ
10

  1. Особенности гидрофикации мобильных рабочих машин и области их применения 10

  2. Проблемы гидрофикации и современное состояние вопроса использования гидропривода в сельскохозяйственной технике 22

  3. Обзор исследований характеристик объемного гидропривода 36

  4. Выводы по главе и постановка задач исследований 67

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА
РАБОЧИЕ ОРГАНЫ И ПРИВОДЫ СЕЛЬХОЗМАШИН
70

  1. Некоторые общие вопросы методики проведения экспериментальных исследований в полевых условиях 70

  2. Подходы к методике обработки экспериментального материала... 73

  3. Характеристики динамического нагружения на переходных режимах 19

2Л. Математические ожидания силовых воздействий на установив
шихся режимах 88

2.5. Статистические характеристики динамической нагруженности

на установившихся режимах 99

  1. Вибрационные нагрузки на трубопроводные системы 105

  2. Выводы по главе 111

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИНАМИКИ ОБЪЕМ
НЫХ ГИДРОПРИВОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
МАШИН
113

  1. Уравнения объемного гидропривода 113

  2. Статические характеристики гидропривода 115

  1. Гидропривод с одним потребителем энергии (одноконтурный гидропривод) 115

  2. Гидропривод с несколькими потребителями энергии 125

  1. Динамические модели одноконтурного гидропривода 129

  2. Динамика разгона мобильных сельскохозяйственных машин с объемным одноконтурным гидроприводом ходовой части 135

  3. Динамика гидропривода механизма с исполнительными звеньями рычажного типа 142

  4. Динамика объемного гидропривода с несколькими потребителями энергии 147

  5. Выводы по главе 151

4. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕК
ТИВНОСТИ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ РАБОЧИХ

ОРГАНОВ 155

4.1. Исследование эффективности замены механического привода
объемным гидроприводом 155

  1. Привод мотовила жатки зерноуборочного комбайна 155

  2. Привод выгрузного шнека зернового бункера 167

  3. Привод фрез роторных почвообрабатывающих машин 171

4.2. Исследование объемного гидропривода на ход энергонасыщенно
го зерноуборочного комбайна 178

  1. Параметры привода на ход с различными вариантами гидравлической части 178

  2. Режимы и методика испытаний ходовой части машины 180

  3. Энергетические и силовые характеристики различных вариантов привода ходовой части 181

  4. Динамические характеристики различных видов привода ходовой части 188

  5. Выбор оптимального варианта гидрообъемной трансмиссии и сравнение его с иностранными прототипами 194

  1. Исследование объемного многоконтурного гидропривода в комбайнах для уборки зеленой массы 201

  2. Выводы по главе 206

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРИВОДОВ РАБОЧИХ ОРГА
НОВ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
ШТОКОВ ГИДРОЦИЛИНДРОВ

  1. Системы с синхронным движением сдвоенных штоков гидроцилиндров при позиционировании мотовила жатвенной части зерноуборочного комбайна 209

  2. Гидромеханическая система складывания широкозахватных бесцепочных культиваторов 233

  1. Общие сведения об агрегатах '. 233

  2. Цель и методика проведения экспериментальных исследований 238

  3. Результаты исследований и динамические расчеты 239

  4. Совершенствование гидравлической схемы культиватора КШУ —12... 242

5.3. Выводы по главе 252

6. ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
УРОВНЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО

ПРИВОДА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН 254

6.1. Повышение технического уровня привода на ход энергонасы
щенных самоходных комбайнов 254

  1. Повы шение надежности трубопроводных систем 263

  2. Теоретические предпосылки разработки автоматизированного многопоточного объемного гидропривода сельскохозяйственной гидромашины 273

  3. Гидрообъемный привод мотовила зерноуборочного комбайна со следящим устройством 295

  4. Выводы по главе 299

7. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ВЫПОЛНЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
301

  1. Экономическое обоснование замены механического привода мотовила и выгрузного шнека зерноуборочного комбайна «Дон-1500» на объемный гидромеханический 301

  2. Расчет экономического эффекта от использования почвообрабатывающих машин ПР-2,7, КФГ-3,6, КШУ-12 с объемным гидромеханическим приводом 310

  3. Выводы по главе 317

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 318

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 319

ЛИТЕРАТУРА 323

ПРИЛОЖЕНИЯ 340

Введение к работе:

Создание конкурентоспособных на мировом рынке сельскохозяйственных машин является актуальной задачей. И решение этой задачи в первую очередь связано с вопросами повышения надежности. Особенно это распространяется на сложную, а, следовательно, и дорогостоящую сельскохозяйственную технику. Становится непозволительной роскошью эксплуатировать комбайны, у которых 50% всего рабочего времени приходится на простои [33, 57, 90, 131]. Эти простои связаны с недостаточным техническим уровнем и низкой надежностью. Особенно следует отметить низкую надежность элементов приводов. Так, по данным работ [1, 4, 9, 58, 62, 97, 123, 126, 151, 179, 180] при испытании современных сельхозмашин 30% отказов приходится именно на эту группу деталей.

Одним из направлений повышения энергонасыщенности сложных сельскохозяйственных машин является замена механических передач для привода рабочих органов на гидравлические. Увеличение первоначальной стоимости машины за счет этого может быть компенсирована уменьшением расхода запасных частей в дальнейшей эксплуатации и сокращением времени простоев.

Однако тормозом полной гидрофикации сельскохозяйственных машин до настоящего времени является отставание отечественной промышленности в области производства гидронасосов и гидромоторов необходимой мощности и недостаточный ресурс их эксплуатации. Но не менее важной причиной отсутствия таких машин является практическое отсутствие исследований сложных пространственных гидроприводов и, следовательно, отсутствие методик их расчета и проектирования.

В конструкциях отечественных и зарубежных производителей сельскохозяйственной техники перспективным направлением на сегодняшний день является создание многофункционального гидромеханического привода.

В связи с этим для повышения эффективности использования приводов сельскохозяйственных машин, снижения затрат при их функционировании,

повышения производительности назрела необходимость в решении проблемы обоснования рациональных структуры и параметров объемного гидромеханического привода сельскохозяйственных машин.

Целью настоящей работы является выявление закономерностей функционирования однопоточного и многопоточного гидромеханических приводов с учетом возмущающих и управляющих воздействий для повышения эффективности работы сельскохозяйственных машин.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Раскрыты закономерности равновесного и неравновесного
автоматического деления потока жидкости при возмущающих и управляющих
воздействиях на рабочие органы. Теоретически обоснована работоспособность
автоматизированного многопоточного объемного гидропривода,

чувствительного к потребителям.

Обоснована следящая система привода, позволяющая поддерживать заданную частоту вращения в зависимости от внешних условий.

Разработаны математические модели функционирования объемных гидроприводов, позволяющих описывать поведение одноконтурных и многоконтурных гидромеханических приводов, в том числе и со случайным характером возмущающих и управляющих воздействий на рабочие органы этих машин.

Выявлены факторы, влияющие на вибрационные нагрузки в трубопроводных системах сельскохозяйственных машин, и получены рекомендации по повышению надежности трубопроводных систем.

Обоснованы критерии оценки качества работы приводных систем сельскохозяйственных машин с механическим и объемным гидромеханическим приводом на ход, проведен их анализ.

Решены задачи анализа быстродействия гидропривода, в конструкциях шарнирно-рычажного типа.

Определено влияние переходных, средних и переменных составляющих процессов на силовую нагруженность приводов рабочих органов почвообрабатывающих и уборочных машин при установившемся движении. К научным закономерностям полученным в работе можно отнести:

7 определение диаметра щели дросселя делителя-сумматора потока жидкости

0,01 - 0,02м, обеспечивающего работу работы секций культиватора с

ускорением 1,2 - 1,5 м/с2, что позволяет снизить инерционные ударные

нагрузки на раму культиватора и сократить время перевода секций

культиватора в транспортное или рабочее положение с 30 - 40 с до 20 с;

рассмотрение, в вероятностном аспекте 0 - 50 %, работоспособности паяных и

непаяных соединений трубопроводов в зависимости от длины секций

трубопроводов.

Практическая ценность работы и реализация результатов.

Создана база данных, в которую вошли результаты исследований силового нагружения на приводы сельхозмашин, полученные в работе.

Разработаны математические модели приводов сельскохозяйственных машин, позволяющие на проектной стадии оценивать приспособленность создаваемых машин к определенным условиям эксплуатации.

Теоретически обоснован и экспериментально определен параметр, характеризующий быстродействие гидропривода механизма с исполнительными звеньями рычажного типа.

Установлена роль и влияние конструктивных параметров дроссельных делителей потока жидкости на синхронную работу секций широкозахватных культиваторов.

Получены предпосылки расчета параметров многопоточной автоматизированной системы объемного гидропривода сельскохозяйственной машины.

Представлена методика расчета схем крепления трубопроводов гидравлических систем сельхозмашин, позволяющая существенно снизить резонансные колебания трубопроводов и, в конечном счете, повысить надежность их соединений.

Описанная в работе методология синтеза параметров гидропривода сельхозмашин дает возможность модернизировать и создавать новые приводы сельхозмашины, гарантирующие повышение их качества и эффективности, чем обеспечивается их конкурентоспособность на внутреннем и внешних рынках.

Разработанные методы и результаты исследований приводов сельскохозяйственных машин опубликованы в книге «Повышение эффективности функционирования объемного гидромеханического привода сельскохозяйственных машин» и используется в качестве пособия в учебном

8 процессе Донского государственного технического университета (ДГТУ) и филиале ДГТУ, Азовском технологическом институте.

Исследования проводились с использованием методов системного

анализа, теории вероятностей, теории автоматического регулирования,

математической статистики, натурного эксперимента и оценки экономической

эффективности путем наложения на модельное хозяйство.

Экспериментальные исследования проводились в экспериментально-
исследовательском комплексе (ЭИК) ГСКБ г.Таганрога, на полях совхоза
«Манычский» и в цехах ОАО «Ростсельмаш», в хозяйстве «Зерновое» опытного
хозяйства Всероссийского научно-исследовательского хозяйства

(ВНИПТИМЭСХ) г.Зерноград, на полигонах ГСКБ по культиваторам и сцепкам ЗАО «Красный Аксай» в совхозе «Цветочный» (Ростовская область), в Кубанском научно-исследовательском испытательном институте тракторов и машин (КубНИИТиМ) г.Армавир, лабораториях кафедры «Гидравлика, гидропневмоавтоматика и тепловые процессы» Донского государственного технического университета (ДГТУ).

Произвести точный расчет экономической эффективности от модернизации гидроприводов широкозахватного культиватора КШУ-12, фрезерного культиватора КФГ-3,6, роторного плуга ПР-2,7 и макетного образца гидрофицированных приводов мотовила жатки и выгрузного шнека зерноуборочного комбайна «Дон-1500» не представляется возможным из-за отсутствия надежных методик определения экономической эффективности от производства и использования новых средств труда с улучшенными качественными характеристиками. Ориентировочный годовой экономический эффект в расчете на один агрегат (образец) в ценах 2000 г. составляет:

широкозахватный культиватор КШУ-12- 75 тыс. руб.,

фрезерный культиватор КФГ-3,6 - 10 тыс. руб.,

роторный плуг ПР-2,7 - 15 тыс. руб.,

- приводы мотовила жатки (следящей системы) и выгрузного шнека
зерноуборочного комбайна «Дон-1500» - 95 тыс. руб.

9 Внедрены мероприятия предлагаемых технологических процессов и

машинных технологий с новыми разработанными техническими средствами,

обеспечивающими снижение материальных и денежных затрат на производство

сельскохозяйственной техники, а также при формировании и обновлении

технического оснащения сельхозпредприятий.

Диссертация состоит из семи глав, включающих анализ состояния вопроса, цель и задачи исследования (первая глава), экспериментальные исследования силового воздействия на рабочие органы и приводы сельхозмашин (вторая глава), теоретические основы динамики объемных гидроприводов сельскохозяйственных машин (третья глава), основные направления повышения эффективности и динамических характеристик объемных гидроприводов рабочих органов сельскохозяйственных машин (четвертая глава), разработка методов улучшения качества функционирования приводов рабочих органов плоскопараллельного перемещения штоков гидроцилиндров (пятая глава), перспективы повышения технического уровня объемного гидромеханического привода сельскохозяйственных машин (шестая глава), оценка экономической эффективности выполненного исследования (седьмая глава).

На защиту выносятся.

Теоретические основы разработки автоматизированной многопоточной гидромеханической системы приводов рабочих органов и движителя сельскохозяйственной машины.

Комплекс работ по разработке методик, созданию моделей и выявлению новых закономерностей условий функционирования объемного гидромеханического привода рабочих органов зерноуборочного комбайна, фрез плугов, культиваторов, механизма подачи листостебельной массы и приводов на ход мобильных машин.

Рациональные структуры объемных гидроприводов сельскохозяйственных машин с учетом динамических явлений и силового нагружения рабочих органов.

Практические рекомендации по повышению технического уровня

сельскохозяйственной техники, упрощению конструкции, снижению материалоемкости за счет гидрофикации приводов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях ДГТУ в 1986-2003 г.г., на V международном конгрессе «Фракционирование зеленых растений», Ростов-на-Дону, 1996 г., III, IV всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», Санкт-Петербург, 1998-99 г.г., Международной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования зерноуборочной техники: конструирование, организация производства, эксплуатация и ремонт», Ростов-на-Дону, 1999 г., ВИМУ-70, Международной научно-технической конференции «Сельскому хозяйству - техническое обеспечение XXI века, Техника-21», Москва, 2000 г., VI международной научно-технической конференции «Динамика технологических систем», Ростов-на-Дону, 2001 г., на техническом совете научно-исследовательского института сельскохозяйственного машиностроения им. В.П. Горячкина ОАО «ВИСХОМ», Москва, 2003 г., Международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства», Волгоград, 2003 г.

Соискатель выражает глубокую благодарность кандидату технических наук, доценту Яцухину Юрию Алексеевичу за консультативную помощь.

Подобные работы
Одинцов Дмитрий Владимирович
Повышение эффективности функционирования цилиндрического триера с полимерной ячеистой поверхностью путем обоснования основных параметров и режимов работы
Ахмадов Бахромджон Раджабович
Повышение эффективности функционирования тракторов класса 4,0 в условиях Республики Таджикистан путем обоснования допускаемых режимов их работы
Медведев Олег Юрьевич
Повышение эффективности функционирования молотковой дробилки зерна открытого типа путем совершенствования ее конструктивно-технологической схемы
Третьяков Геннадий Михайлович
Повышение эффективности функционирования транспортно-складских систем обеспечения комбикормовых предприятий сырьем
Исупов Владимир Игоревич
Повышение эффективности функционирования пневматического сепаратора семян
Басалгин Сергей Евгеньевич
Повышение эффективности функционирования семяочистительных линий путем совершенствования рабочего процесса воздушно-решетной машины
Деев Вячеслав Юрьевич
Повышение эффективности функционирования энергетической части мобильного сельскохозяйственного агрегата путем оптимизации параметров механического регулятора и характеристик нагрузки
Таркивский Виталий Евгеньевич
Повышение эффективности функционирования МТА путем оптимизации скорости движения при выполнении сельскохозяйственных работ
Чаткин Михаил Николаевич
Повышение эффективности функционирования комбинированных почвообрабатывающих машин с ротационными активными рабочими органами
Галкин Василий Дмитриевич
Повышение эффективности функционирования семяочистительно-сушильных комплексов путем совершенствования технологии и технических средств разделения зерновых смесей до и после сушки (На примере регионов с повышенной влажностью зернового вороха)

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