Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Маратканов Артем Анатольевич

Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента
<
Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Маратканов Артем Анатольевич. Обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента: диссертация ... кандидата технических наук: 05.20.01 / Маратканов Артем Анатольевич;[Место защиты: Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова].- Барнаул, 2015

Содержание к диссертации

Введение

1 Постановка вопроса, цель и задачи исследования 9

1.1 Анализ решений,направленных на снижение энергозатрат при обработке почвы 9

1.2 Обзор научно–исследовательских работ по снижению тягового сопротивления при обработке почвы 24

1.3 Основные выводы, постановка вопроса и задачи исследований 34

2 Теоретическое обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента 37

2.1 Статическая модель взаимодействия рабочего органа с почвенной средой 37

2.2 Математическая модель взаимодействия рабочего органа с почвой 46

2.3 Результаты математического моделирования в Мatlab 57

2.4 Механико–математическая модель установки для полевых испытаний экспериментального рабочего органа культиватора 61

2.5 Выводы по главе 70

3 Программа и методика экспериментальных исследований 71

3.1 Описание используемого оборудования 71

3.2 Методика проведения лабораторных исследований 80

3.3 Методика определения условий лабораторно–полевых исследований 81

3.4 Методика проведения лабораторно–полевых испытаний 82

3.5 Методика определения показателей качества выполнения технологического процесса. 84

3.6 Выводы по главе 86

4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 87

4.1 Результаты лабораторных исследований 87

4.2 Результаты лабораторно–полевых исследований 89

4.3 Результаты определения качественных показателей 97

5 Оценка экономической эффективности результатов исследования 99

5.1 Затраты на изготовление системы снижения тягового сопротивления для культиватора КПЭ–3,8 99

5.2 Расчет экономической эффективности применения системы 102

Выводы 106

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время особое внимание уделяется проблеме применения вибрации при обработке почвы, являющейся наиболее энергоемкой операцией сельскохозяйственного производства. Уменьшение тягового сопротивления почвообрабатывающих орудий, в основном, осуществляется за счет применения пружинных стоек, применения специальных материалов. Однако использование указанных подходов не позволяет при изменении глубины обработки почвы, физико-механических свойств почвы, добиться снижения тягового сопротивления и качественных показателей работы без конструктивного изменения параметров рабочих органов.

Применение принудительной вибрации при обработке почвы является наиболее перспективным направлением, это позволяет при изменении условий работы менять параметры вибрации, и тем самым снижать тяговое сопротивление и улучшать качественные показатели работы. Вместе с тем существующие решения виброприводов с использованием дебалансных вибраторов, кривошипно-шатунных приводов, не получили широкого применения ввиду значительной металлоемкости, невысокой надежности при эксплуатации. Применение гидравлических импульсных приводов ограничивается отсутствием рабочих органов, позволяющих работать в условиях значительного загрязнения и абразивной среды, поэтому разработка рабочих органов позволяющих передавать импульсное воздействии на почву, и не имеющих узлов, работающих в условиях внешнего трения, является актуальной задачей.

Цель работы — обоснование параметров рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента, обеспечивающего снижение тягового сопротивления и повышение качественных показателей обработки почвы.

Задачи исследования:

  1. Разработать конструкцию рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента.

  2. Разработать математическую модель рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента с учетом характера взаимодействия с почвой. Разработать механико-математическую модель культиватора с экспериментальным рабочим органом для определения тягового сопротивления при действии вибрации.

3. На основании результатов математического моделирования определить опти
мальные конструктивные и эксплуатационные параметры рабочего органа, обес
печивающие снижение энергоемкости и повышение качества обработки почвы.

  1. Провести экспериментальные исследования для проверки достоверности результатов теоретических исследований.

  2. Рассчитать технико–экономические показатели работы культиватора с предложенным типом стоек.

Объект исследования — технологический процесс обработки почвы рабочим органом культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента.

Предмет исследования — закономерности процессов взаимодействия рабочего органа культиватора, со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента, с почвой.

Научную новизну работы представляют:

  1. Конструкции рабочих органов культиваторов со стойкой в виде гибких трубчатых элементов (ГТЭ). Новизна технических решений подтверждена патентами на полезные модели.

  2. Методика и алгоритм расчета рабочих органов культиваторов с использованием ГТЭ на основании разработанной математических моделей взаимодействия рабочих органов с почвой. Разработана и защищена свидетельством программа для ПК.

  3. Механико-математическая модель культиватора с рабочим органом со стойкой в виде ГТЭ для определения тягового сопротивления при действии вибрации.

  4. Выражения, определяющие характеристики рабочего органа: частоты и амплитуды собственных колебаний.

  5. Аналитические зависимости тягового сопротивления рабочего органа от эксплуатационных параметров культиватора, и параметров пульсирующего давления во внутренней полости стойки.

Теоретическая значимость исследования заключается в установлении зависимости тягового сопротивления и качественных показателей нового рабочего органа от частоты, амплитуды колебаний, скорости движения агрегата, глубины обработки почвы.

Практическая значимость. Предложена новая конструкция рабочего органа культиватора, обеспечивающая снижение тягового сопротивления и улучшение качественных показателей работы. Разработаны прикладные программы для ПК, позволяющие производить расчеты динамических параметров предлагаемых рабочих органов. На основании проведённых теоретических и экспериментальных исследований определены конструктивные параметры и режимы работы рабочего органа культиватора, которые обеспечивают снижение тягового сопротивления и повышение качественных показателей работы.

Методика и методы исследования. Теоретические исследования выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики, планирования экспериментов, математики и статистики, математического моделирования. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях на основе общепринятых методик. Основные расчёты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием программных продуктов «Matlab» », «RecurDyn» и Microsoft Office.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Конструктивная схема рабочего органа культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента.

  2. Математическая модель взаимодействия рабочего органа культиватора с почвой, методика расчета и программа для ПК.

  1. Механико-математическая модель культиватора с рабочим органом со стойкой в виде ГТЭ для определения тягового сопротивления при действии вибрации, результаты моделирования.

  2. Результаты экспериментальных исследований, подтверждающие основные теоретические положения.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением статистических методов оценки погрешности измерений экспериментальных данных, что обеспечило сходимость теоретических положений с результатами экспериментов.

Реализация результатов исследований. Результаты, полученные в ходе исследований, используются в ФГУП «Учхоз ГАУ Северного Зауралья», учебном процессе ФГБОУ ВПО «Курганская ГСХА».

Апробация результатов исследований. Основные материалы

диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции (Тюмень, Тюменская ГСХА, 8-11 ноября 2011 г.); Международной научно-практической конференции (Курган, 17-18 мая 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения известного ученого, профессора А.П. Иофинова (Уфа, Башкирский ГАУ, 2012 г.); на Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и бизнеса в агропромышленном комплексе» (Курган, 24-25 апреля 2014 г.); на Международной научно-практической конференции (Челябинск, ЧГАА, 2014 г.); на объединённом заседании кафедр Механико-технологического института «ФБГОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» (г. Тюмень, 2.11.2012).

Работа является призером (3 место) II этапа всероссийского конкурса на лучшую работу среди аспирантов и молодых ученых ВУЗов Министерства сельского хозяйства РФ в Уральском федеральном округе; призером (2 место) конкурса «Умник-2014» Фонда содействию развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере г. Тюмень.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных статей, в том числе 2 — в изданиях, указанных в «Перечне ведущих рецензируемых научных изданий и журналов», рекомендованном ВАК, получены патент РФ на полезную модель и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 100 наименований и приложений. Работа содержит 140 страниц машинописного текста, 58 рисунков, 20 таблиц и 6 приложений.

Обзор научно–исследовательских работ по снижению тягового сопротивления при обработке почвы

Другим способом уменьшения трения является искусственное увлажнение. М.И. Бредун специально изучал этот вопрос и нашёл, что сила трения, начиная с 15% влажности, увеличивается, имеет максимум при 36% влажности, а затем уменьшается и к 50% исчезает. Учитывая такую сильную зависимость, Ю.Н. Поздняков применял искусственное увлажнение (гидродинамическую смазку) и нашел, что оно дает хороший эффект, но только на низких скоростях до 1,5 м/с.

В.И. Виноградовым[41], Ю.В. Позняковым, В.Ф. Сичкарь [82]исследована возможность снижения тягового сопротивления за счет подачиводы в граничный слой между лемешно–отвальной поверхностью корпуса и почвой. Авторы установили, что тяговое сопротивление корпуса плуга при этом снижается до 34% по сравнению с корпусом плуга без подвода жидкости.

С.А. Плутницкая применяла газовую смазку (1977 г.), Агауа К., KanamshiК. (1984 г.) и В. А. Пикушов [79](2002 г) предлагают подавать сжатый воздух импульсами, но опять–таки эффект заметен только на низких скоростях. Применение воздушной смазки снижает тяговое сопротивление на 30%...50%, однако требует энергии для дополнительных устройств по нагнетанию и распределению воздуха

А.Н. Пикушов [79, 81,80] предложил газодинамический способ снижения тягового сопротивления. Рабочий орган в виде клина подводится под почву и внедряется в ее ненарушенную область за счет силы тяги трактора. Через клин кратковременными импульсами подводится сжатый газ. Перемещение клина в период между импульсами меньше того, при котором происходят предельное сжатие и сдвиг почвы. Расширяясь под ней, газ отрывает ее от массива, приподнимает и крошит. Преимущества этого способа следующие: – количество энергии, подводимой к почве минуя движитель трактора, не зависит от массы последнего и может быть оптимальным для заданной глубины и ширины рыхления, что существенно повысит производительность процесса; – для рыхления используются в основном растягивающие нагрузки, при которых затраты энергии на разрушение почвы в 2—3 раза меньше, чем при ее сжатии.

Рабочий орган включает стойку с каналами для подачи сжатого газа и клин с выпускными отверстиями на боковых гранях. Клин выполнен расширяющимся в сторону режущей кромки. Выпускные отверстия размещены в поперечном сечении клина, меньшем ширины режущей кромки. Расстояние поперечной оси симметрии отверстий до режущей кромки меньше расстояния от этой оси до стойки. Такое конструктивное выполнение позволит уменьшить утечку газа и повысить эффективность использования его энергии на рыхление почвы.

Предложены конструкции для обработки тяжелых почв эксцентриковых приводов с жестким шатуном (Рисунок1.7а), с упругим шатуном (Рисунок1.7б), упругим шатуном с нелинейной характеристикой для обработки почвы (Рисунок1.7в). Для регулируемой амплитуды колебаний рабочего органа предложена конструкция, показанная на (Рисунок1.7г).

Разработан привод активного рабочего органа с косой втулкой (Рисунок1.8). Движение от ВОМ трактора через редуктор и промежуточные валы передается к валу 2, на котором жестко закреплена косая втулка 3. Черным А.Я предложен привод, состоящий из корпуса 5, камня 4, косой втулки 3, вала косой втулки 2. Предложенная конструкция позволяет повысить максимальную скорость резания почвы активной лапой, уменьшить размеры и массу привода, надежность работы механизма.

В работе [54] было предложено оснастить корпуса плуга вибрирующими долотами для подрезания пласта. По результатам экспериментов было установлено, что экономия тяговой мощности возможна на низких скоростях и уменьшается при увеличении скорости.

Для создания оптимальной плотности почвы после обработки, способствующей повышению урожайности сельскохозяйственных культур, на всех участках поля предложена система автоматического регулирования работы активных рабочих органов с обратной связью. с датчиками плотности, качества рыхления почвы в виде подпружиненных стержней подпружиненной решетки. (Рисунок 1.9).

Для снижения тягового сопротивления почвообрабатывающих машин в работах М.М. Константинова [57], С.Н. Дроздова [48]предлагается применить способ, основанный на использовании маятникового вибратора направленного действия, который будет монтироваться на раму почвообрабатывающей машины. Причем устройство должно располагаться в центре тяжести почвообрабатывающего орудия, для исключения неравномерности глубины обработки (Рисунок 1.10). Почвообрабатывающая машина работает следующим образом. При работе

трактора с почвообрабатывающим орудием на лёгких почвах, когда тяговое сопротивление почвообрабатывающего орудия небольшое, маятниковый вибратор направленного действия 6, размещённый на раме в центре тяжести машины, установлен в вертикальное положение (Рисунок 1.10). Тракторист включает вал отбора мощности или гидромотор, крутящий момент от которого через карданную передачу передаётся на маятниковый вибратор 6 направленного действия. За счёт вращения дебалансов 12 возникает возмущающая сила F. Почвообрабатывающее орудие вместе с рабочими органами будет совершать вертикальные колебания, тем самым периодически уменьшать или увеличивать

Математическая модель взаимодействия рабочего органа с почвой

Для решения полученной краевой задачи применим метод стрельбы. В соответствии с этим методом краевая задача (2.11),(2.12) заменяется задачей Коши для той же самой системы уравнений и с начальными условиями, заданными в точке =0:

Для решения задачи написан алгоритм в среде МАТАВ, интегрирование задач Коши проводилось методом Рунге-Кутта 4 порядка точности с использованием стандартного решателя ode45. Когда свободный конец трубки под действием нормального давления имеет возможность свободно перемещаться, необходимо определить параметр изменения кривизны пружины т. В этом случае система разрешающих уравнений дополняется условием равенства нулю момента в поперечном сечении трубки Fh2r М= . т iw andrj = 0. (2.14) Vl2(l-v2) В линейном приближении искомые функции представим в виде суммы двух частей пропорциональных соответственно параметру изменения кривизны т и параметру нормального давления q:

В случае чистого изгиба гибкого трубчатого элемента внешним моментом при отсутствии действия внутреннего давления (q=0), из выражения (2.12) с учетом (2.13) получим Данная формула позволяет определить значение внешнего изгибающего момента, вызывающего изменение кривизны m. Момент инерции сечения с переменной толщиной стенки определяется выражением J =jx 2 hbdr/. (2.23) Формула для определения коэффициента Кармана трубки с переменной толщиной стенки будет иметь вид: Основные технические параметры стойки в виде гибкого трубчатого элемента Чувствительность. Чувствительность к действию давления определяется двумя параметрами: относительным углом раскрытия ЛФІФ и величиной хода свободного конца

Изгибная жесткость гибкого трубчатого элемента. Изменение кривизны стержня под действием внешнего изгибающего момента с учетом деформируемости сечения определяется введением в известную формулу сопротивления материалов коэффициента снижения жесткости (коэффициента Кармана):

Тяговый момент и тяговые усилия. При работе манометрической пружины в режиме силовой компенсации, когда свободный конец пружины под действием внутреннего давления не имеет возможности перемещаться или пружина находится под действием внутреннего давления и внешних нагрузок важнейшей характеристикой пружины является тяговый момент. Под тяговым моментом понимается такой момент Мт, который нужно приложить на конце трубки, чтобы удержать ее от разгибания внутренним давлением (Рисунок2.3). При шарнирном закреплении пружины важно знать тяговые или перестановочные усилия, создаваемые пружиной при давлении и равные по величине реакциям в связях, препятствующих смещению пружины.

Тяговые усилия в радиальном и касательном направлении определяются следующим образом [43]: Общее тяговое усилие определится следующим образом: Q= JQn+Qt . Напряжения в стойке в виде гибкого трубчатого элемента. Для напряженно-деформированного состояния стойки характерно появление кольцевых напряжений 1 и напряжений в меридиональном направлении 2, напряжениями в нормальном к срединной поверхности направлении можно пренебречь, так как величина их мала в сравнении с величинами 1 и 2. Таким образом, в трубчатой пружине возникает двухосное напряженное состояние.

Эквивалентное напряжение в пружине определяют по энергетической теории прочности следующим образом: где [] - допускаемое напряжение материала; эквтах/Р – максимальное эквивалентное напряжение на единицу давления.

Изменение объема гибкого трубчатого элемента. В случае гибкого трубчатого элемента деформируемой жидкостью, подлежит расчету объем жидкости, который необходимо подать в полость пружины при данном перемещении её конца.

Рабочий орган представляет собой трубку постоянного плоскоовального сечения, изогнутую по дуге окружности, один конец которой жестко закреплен, а другой свободен (Рисунок2.3). На свободном конце закреплена рыхлительная лапа массой mi.

Внутри трубки может создаваться переменное давление p(t). Кроме того, на лапу может действовать равнодействующая сил сопротивления почвы, составляющие которой осевая сила N и поперечная Q, направленные по касательной и по нормали к оси стержня, а также момент M (Рисунок2.4).Длина трубки во много раз превосходит размеры поперечного сечения, поэтому трубку будем рассматривать как стержень, изогнутый по дуге окружности радиуса R. Масса груза m1 значительно больше массы трубки m0.

Методика определения условий лабораторно–полевых исследований

Математический алгоритм модели обеспечивает определение ударного импульса и динамической составляющей тягового сопротивления с использованием текущих значений виброскорости лапы.

Было проведено моделирование движения рабочего органа при глубинах обработки почвы 5, 10 и 15 сантиметров при скоростях движения 5, 10 и 15 километров в час. Амплитуда вибрационного момента была определена по результатам моделирования в Мatlab и равна 106000, 213000 и 306000 Нмм для внутренних давлений жидкости в стойке 25, 50 и 75 кг/см2, соответственно. Частота вибрации была принята 5, 12.5, 20 и 30 Гц. Таблицы значений тягового сопротивления при различных давлениях жидкости в стойке и скоростях движения приведены в приложении Б.

На рисунке 2.12 изображена зависимость тягового сопротивления от глубины обработки и частоты вибрации при давлении жидкости в стойке 50 кг/см2 и скорости движения 10 км/час.

Глубина обработки, см Частота, Гц Рисунок2.12–Зависимость тягового сопротивления от глубины обработки и частоты вибрации при давлении жидкости в стойке 50 кг/см2 и скорости движения 10 км/час На рисунке 2.13 представлена зависимость тягового сопротивления от скорости движения и частоты вибрации при давлении жидкости в стойке 50 кг/см2 и глубине обработки 5см.

Из рассмотрения зависимостей можно сделать вывод, что при увеличении частоты происходит снижение тягового сопротивления. В области резонанса происходит замедление темпов снижения сопротивления (Рисунок 2.14), которое может быть объяснено появлением дополнительного динамического сопротивления вследствие увеличения скорости вибрации (Рисунок 2.15) и величины ударного импульса.

Глубина обработки, см 0 Частота,Гц Рисунок 2.15– Зависимость скорости вибрации от глубины обработки и частоты вибрации при давлении жидкости в стойке 50 кг/см2 и скорости движения 10 км/час Увеличение давления приводит к незначительному увеличению тягового сопротивления. Влияние давления увеличивается с ростом частоты вибрации. Зависимость тягового сопротивления от давления представлена на рисунке 2.16.

Сопоставление результатов математического моделирования с результатами экспериментальных исследований, приведенных в разделе 4.2, позволяет сделать вывод о адекватности модели. Некоторое различие результатов моделирования и экспериментов в области резонанса можно объяснить негативным влиянием неуравновешенности рабочего органа на уровень колебаний. Как показали результаты экспериментов, вследствие неуравновешенности появляются колебания рабочего органа в горизонтальной плоскости. Это приводит к отклонению результирующей горизонтальной силы от оси симметрии рабочего органа, её увеличению, ухудшению режущих свойств рабочего органа [45]. Увеличение горизонтальной силы, действующей на лапу культиватора, вызывает пропорциональное увеличение вертикальной состав 70 ляющей, что приводит к заглублению рабочего органа и дополнительному увеличению вследствие этого тягового сопротивления.

Для проведения экспериментов изготовлены образцы рабочих органов культиватора со стойкой в виде гибкого трубчатого элемента (см. Рисунок 3.3). Материал для изготовления трубчатого элемента 12Х18Н10Т, предел текучести при 20С т = 196 МПа, модуль Юнга Е = 1,9810–5 МПа. Масса элементов конструкции представлена в таблице 3.1.

Лабораторная экспериментальная установка состоит из электродвигателя 1, масляного насоса 2, гидрораспределителя 3, рамы 4, гидро, манометра 4, гидробака 6, стойки в виде гибкого трубчатого элемента. Общий вид установки показан на рисунке 3.3.

Гидравлическая система является силовой импульсной системой гидрообъемного типа, формирование движущей силы происходит в результате подачи в замкнутую камеру переменного объема, что приводит к возникновению в этой камере импульсов давления. Система имеет переменную структуры, то есть гидравлическая связь между исполнительным устройством и источником энергии – насосной установкой – периодически разрывается и движение исполнительного элемента происходит по действием сил упругости. Имеет место явно выраженные периоды соединения напорной магистрали непосредственно со сливной, в результате разрывается связь между насосом и исполнительным устройством (проточная система).

Изменение состояния связей между элементами системы производится путем формирования периодически повторяющихся управляющих воздействий на распределительное устройство.

Установка работает следующим образом. Масло под давлением из гидробака подается через распределитель с магнитным управлением во внутреннюю полость стойки, величина подаваемого давления фиксируется при помощи манометра (Рисунок 3.1).

Результаты лабораторно–полевых исследований

Основное назначение прибора Вибран 2.0 – запись и анализ колебательных процессов различных объектов, поиск дефектов структуры изделий методом сопоставления реакций на ударное воздействие эталонным спектром. Установка для проведения лабораторно полевых испытаний состоит из следующих элементов: импульсного гидравлического привода рабочих органов 4, электронного блока управления гидравлической системой, бортового компьютера 2, датчика силы 3, GPS–навигатора 1, программного обеспечения (Рисунок 3.4).

Принцип действия системы заключается в следующем. Импульсный гидравлический привод обеспечивает подачу импульсного давления в полости стоек культиватора, вследствие чего они совершают колебания с определенной амплитудой и частотой. Схема системы представлена на рисунке 3.4.

Прибор для измерения параметров вибрации Вибран 2.0 представляет собой прибор, который состоит из вибродатчика и электронного блока. Вибродатчик воспринимает механические колебания объекта контроля, преобразует их в электрический сигнал и передаёт его в электронный блок. Электронный блок производит запись и последующую обработку полученного сигала.

На лицевой панели корпуса электронного блока расположены клавиатура и окно графического дисплея. В верхней торцевой части корпуса находится разъем для подключения вибродатчика, а также разъем USB– интерфейса связи с компьютером для передачи и обработки результатов. На задней панели корпуса находится крышка батарейного отсека. На левой боковой стенке имеется кистевой ремешок.

Вибродатчик имеет магнитное основание для крепления на рабочей поверхности. Кроме того, датчик предусматривает винтовое крепление и съем показаний при помощи малогабаритного съемного щупа. Для этого в центре основания датчика выполнено резьбовое отверстие.

Максимальный уровень собственных шумов (с датчиком ВД–39,2) Vш п–п, мм/с –для диапазона частот 2…10 Гц –для диапазона частот 10…1000 Гц 0,050 0,010 Пределы допускаемой основной относительной погрешности изменения виброперемещения и виброскорости, % ±5,0 Количество гармоник разложения Спектральное разрешение, Гц –в диапазоне 2…100, Гц –в диапазоне 2…1000, Гц Количество линий спектра 200 Длительность записи процесса, с –в диапазоне 2…100, Гц –в диапазоне 2…1000, Гц 2…20 0,2…2 Частота дискретизаций, Гц –в диапазоне 2…100, Гц –в диапазоне 2…1000, Гц 256 2560 Основные функций Прямоугольная, Блэкмена, Ханна Тип спектра Перекрытие спектров, % Усреднение, максимум50 Память результатов 160 Потребляемый ток, мА –без подсветки дисплея 42 –с подсветкой дисплея 60 Габаритные размеры, мм –электронного блока 147х70х25 -вибродатчика 25х35 Для определения чувствительности гибкого трубчатого элемента замерялся угол при различных значениях внутреннего давления (0, 25, 50 кг/см2). Значение угла фиксировалось при помощи угломера.

Методика определения динамических характеристик рабочего органа заключается в следующем.

Магнитный датчик прибора для измерения вибрации был установлен на специальную пластину, закрепленную на свободном конце стойки, для измерения параметров колебаний в вертикальной плоскости.

В полость стойки подавалось давление, значение которого фиксировалось при помощи показывающего манометра установки.

Фиксация параметров вибрации (виброперемещения, виброскорости) происходила в автоматическом режиме в течении 2 сек. Измерения производились в 5 кратной повторности. В результате фиксации колебательного процесса программный комплекс Вибран, позволяет визуально оценить картину колебательного процесса, получить спектр разложение колебаний.

Твердость почвы. Определение твердости почвы проводилось при помощи специального прибора (Рисунок 3.9), представляющего собой тензо-метрический датчик, цилиндрический пуансон диаметром 16 мм, длиной 15 см. Измерения проводились путем равномерного вдавливания пуансона в почву - строилась твердомерная диаграмма зависимости твердости почвы от глубины (РисунокЗ. 10).