Введение к работе
Актуальность темы. Осуществляемая в России с
начала 90-х годов экономическая реформа внесла
существенные коррективы в работу агропромышленного
комплекса (АПК). Доктрина рыночного механизма
регулирования сельскохозяйственного производства в качестве условий выживания товаропроизводителей выдвигает востребованность, конкурентноспособность и самоокупаемость производимой продукции.
Кризис топливно-энергетической системы страны, используемые в АПК затратные технологии, нарастающий дефицит техники и запасных частей усугубляют положение дел.
Предпосевная обработка почвы и посев - важнейшие технологические операции, которые определяют получение устойчивых урожаев с.-х. культур. Существующая практика использования специализированных, и в основном однооперационных машин и орудий подвергает почву 5-9 кратному воздействию. Это ведет к неоправданно высоким энергетическим и производственным затратам, усилению эрозионных процессов и в конечном итоге к снижению урожайности с.-х. культур.
Центральным звеном освоения
энергоресурсосберегающих технологий в земледелии становится создание и использование менее энергоемких орудий для совмещенной предпосевной обработки почвы и посева.
Задача создания форм рабочих поверхностей, обеспечивающих выполнение агротехнических требований почвообрабатывающе-посевного орудия с минимальными
энергозатратами, является актуальной и требует практического решения.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ АлтГТУ.
Объект исследования. Процесс взаимодействия поверхности рабочего органа почвообрабатывающе-посевного орудия с почвой.
Предмет исследования. Установление связей
геометрических параметров поверхности рабочего органа с агротехническими и энергетическими характеристиками почвообрабатывающе-посевного орудия.
Цель работы и задачи исследований. Целью работы
является снижение энергозатрат и повышение
производительности почвообрабатывающе-посевного
орудия.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
развить аналитический метод профессора Л.В.Гячева применительно к моделированию поверхности рабочего органа почвообрабатывающе-посевного орудия;
установить связи геометрических параметров поверхности рабочего органа с агротехническими показателями;
найти зависимость геометрических параметров моделируемой рабочей поверхности с энергетическими показателями;
установить влияние геометрии поверхности на изменение напряженно-деформированных состояний рабочего органа;
- сравнить результаты расчета энергетических
показателей вариантов поверхности рабочего органа и дать
оценку принимаемых решений.
Методы исследований. При решении поставленных задач использовались методы аналитической и дифференциальной геометрии, механики движения почвенного пласта по поверхности рабочего органа, сферической тригонометрии, вычислительной математики и программирования.
Научная новизна полученных результатов
заключается в следующем:
разработан метод компьютерного моделирования рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий по заданной верхней предельной траектории движения почвенного пласта, являющийся развитием аналитического метода ЛВ.Гячева;
составлено уравнение сферической индикатрисы касательных геодезической линии рабочей поверхности с учетом агротехнических и технологических требований к почвообрабатывающе-посевному орудию;
составлен алгоритм численного расчета декартовых координат точек геодезической линии моделируемой поверхности;
по результатам моделирования определены аналитические зависимости энергетических характеристих работы орудия от геометрических параметров его рабочей поверхности;
- разработан метод конечно-элементного анализа на
ПЭВМ напряженно-деформированных состояний
поверхностей почвообрабатывающих орудий.
Практические результаты работы:
выявлены менее энергоемкие, агротехнически приемлемые формы рабочей поверхности почвообрабатывающе-посевного орудия;
разработано программное обеспечение геометрического моделирования рабочей поверхности
почвообрабатывающе-посевного орудия и конечно-элементного анализа его напряженно-деформированного состояния;
результаты исследований приняты КБ ОАО "Алтайдизель" и Алтайским государственным аграрным университетом для совместного использования при разработке универсальной несущей системы почвообрабатывающе-посевного комплекса;
результаты исследований и разработанное програмное обеспечение внедрены в учебный процесс Алтайского государственного технического университета.
Достоверность. Выводы и результаты, полученные на основе применения методов математического и компьютерного моделирования геометрии рабочей поверхности почвообрабатывающе-посевного орудия, имеет достоверную сходимость с экспериментальными данными.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались:
на международной научно-технической конференции "Совершенствование рабочих органов сельхозмашин и агрегатов" /г.Барнаул, 1994 г./;
на межрегиональной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы многоуровневой подготовки специалистов в системе непрерывного образования'Уг.Барнаул, 1996 г./;
на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава Алтайского государственного технического университета /г.Барнаул, 1992,1994,1995, 1996,1997, 1998, 2000 гг./;
в конструкторском бюро ОАО "Алтайдизель" /г.Барнаул, 1999,2000 гг./.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 2 учебно-методических пособия объемом 3.02 и 1.39 усл.п.л.
Структура и объел* работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего // наименований, и 4 приложений. Основная часть работы изложена на -НО страницах. Работа содержит 31 рисунков , { таблиц и приложения на 3% страницах..