Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие сельскохозяйственного производства неизбежно влечет за собой увеличение объема перевозок и грузооборота. Поэтому вопросы повышения эффективности работы сельскохозяйственного транспорта, снижения себестоимости перевозок и повышения производительности труда приобретают большое значение. В этом контексте, проблема создания грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения напрямую связана с развитием экономики страны и подъемом уровня жизни граждан России. Однако, 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, предпринимаемых усилий для быстрого улучшения состояния дел по насыщению рынка новой современной техникой явно недостаточно.
Такое положение в транспортном обеспечении сельскохозяйственного производства во многом обусловлено недостатками в процессе развития автомобильной промышленности в целом. С учетом наличия тяжелых дорожных условий и бездорожья, очевидно, что создание грузовых автомобилей сельскохозяйственного назначения и, в частности, высокой проходимости, является актуальной задачей.
Цель работы - проведение теоретических исследований для обоснования технологических и конструктивных параметров автомобиля сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т, создание опытного образца и проведение его экспериментальной и экономической оценки.
Объекты исследования - опытный образец автомобиля Урал-432091, созданный на основе реализации модульного принципа проектирования.
Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы методы математического моделирования, численные методы решения систем дифференциальных уравнений и нелинейных алгебраических уравнений (пакеты программ ANSYS, MATLAB R2008b, SolidWorks 2009 SP4, AutoCAD Mechanical 2010, другие приложения), методы теорий оптимизации, упругости, планирования эксперимента, вероятности и др.
Экспериментальные исследования проводились согласно вновь разработанной программе испытаний на ФГУ «Владимирская МИС».
Научная новизна работы заключается в обосновании технологических и конструктивных параметров автомобиля сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т на основе разработанных агротехнических, технологических и технических требований.
Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем:
1. Проведен критериальный анализ для обоснования технологических и конструктивных параметров разрабатываемого автомобиля.
2. Разработаны агротехнические требования к автомобилям сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т, на основе которых определены основные технические и технологические требования к автомобильному транспорту сельскохозяйственного назначения.
3. Проведены расчетные исследования автомобиля сельскохозяйственного назначения и сравнительный анализ с используемыми в сельском хозяйстве автомобилями.
4. Проведены расчетные исследования прочности кабины автомобиля Урал-432091 по методу конечных элементов.
5. Разработаны рекомендации по использованию автомобиля сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т.
6. Разработаны предложения о внесении изменений в Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства (Систему технологий) с учетом функциональных возможностей создаваемого автомобиля.
Достоверность результатов подтверждается тем, что результаты проведенных аналитических исследований согласуются с результатами экспериментальных исследований с расхождением не более 6%.
Практическая ценность работы. Полученные результаты исследований использованы:
- при разработке программных документов, направленных на развитие транспортного обеспечения АПК;
- на стадии проектирования для оценки и обоснования технологических и конструктивных параметров автомобиля сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т с помощью разработанных агротехнических требований, а также для определения параметров шин;
- при создании конструкции опытного образца автомобиля сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т.
Реализация результатов работ. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены:
- агротехнические требования к автомобилям сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т, расчетные исследования автомобиля сельскохозяйственного назначения и конструктивные решения используются в работе конструкторских служб ОАО «Автомобильный завод «УРАЛ»;
- рекомендации по использованию автомобиля сельскохозяйственного назначения с колесной формулой 4х4 и грузоподъемностью 5…6 т и предложения о внесении изменений в Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства (Систему технологий) с учетом функциональных возможностей разработанного автомобиля используются в учебном процессе ФГОУ ВПО МГАУ и внедрены в практику ГНУ «ВИМ» Россельхозакадемии.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на:
- Международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве», Москва, ФГОУ ВПО МГАУ, 2011 г.;
- 74-ой Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Экология и энергетическая эффективность автотранспортных средств», п. Автополигон, Московская обл., НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ», 2011 г.;
- II Автомобильной конференции, Москва, ОАО «Автосельхозмаш-холдинг», 2011 г.;
- заседаниях секции НТС Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (2008-10 гг.); в Департаменте научно-технологической политики и образования Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (2009-10 гг.); на Экспертном совещании по развитию АПК в Общественной Палате Российской Федерации (2010 г.); на заседании НТС «Научно-исследовательского института конструкций автомобилей» (2010 г.); на заседаниях профилирующих кафедр ФГОУ ВПО МГАУ.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 печатных работ, в их числе 4 статьи в центральных журналах, рекомендованных ВАК РФ, одно справочное издание и одно производственно-практическое издание.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и результатов, списка использованных источников из 70 наименований и приложения. Объем диссертационной работы составляет 155 страниц текста. Основной текст изложен на 154 страницах и содержит 26 рисунков и 37 таблиц.
