Научная статья на тему 'РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВ С УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ В СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА КЛАССА 1,4'

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВ С УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ В СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА КЛАССА 1,4 Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
24
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАШИННО-ТРАКТОРНЫЙ АГРЕГАТ / МОБИЛЬНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО / СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ АГРЕГАТЫ / СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА / БУКСОВАНИЕ ДВИЖИТЕЛЕЙ / АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Кравченко Владимир Алексеевич, Кравченко Людмила Владимировна

Стохастический характер внешних и внутренних сил и моментов, воздействующих при работе на мобильные наземные транспортно-технологические средства сельскохозяйственного назначения, способствует существенному снижению их функциональных показателей при выполнении технологических операций. Анализ показал, что выходные показатели машинно-тракторных агрегатов во многом зависят от жёсткостных и демпфирующих показателей силовой передачи мобильных энергетических средств. Нами для обеспечения роста технико-экономических и качественных показателей функционирования агрегатов предложено устанавливать в силовую передачу мобильного энергетического средства упругодемпфирующий механизм с переменной жёсткостью. Целью работы является научное обоснование способа повышения технико-экономических и агротехнологических показателей выполнения машинно-тракторными агрегатами, составленными на базе мобильных энергетических средств тягового класса 1,4, основных технологических операций при возделывании различных сельскохозяйственных культур за счёт снижения уровня динамических процессов в их звеньях. Доказано, что упругодемпфирующий механизм с нелинейной характеристикой, устанавливаемый перед ведущим валом силовой передачи энергетического средства класса тяги 1,4, обеспечивает благоприятные условия для функционирования всех звеньев машинно-тракторных агрегатов сельскохозяйственного назначения при выполнении ими основных технологических операций: пахоты, сплошной культивации и посева зерновых культур. Размещение упругодемпфирующего механизма, имеющего нелинейную характеристику и оптимальные параметры, перед ведущим валом силовой передачи трактора тягового класса 1,4 обеспечивает более чем на 8% повышение производительности с одновременным снижением на 9% и более удельного расхода топлива, а также улучшение качественных показателей работы машинно-тракторных агрегатов при выполнении ими основных технологических операций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — Кравченко Владимир Алексеевич, Кравченко Людмила Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TEST RESULTS OF THE MAIN AGRICULTURAL AGGREGATES WITH AN ELASTIC-DAMPING MECHANISM IN THE POWER TRANSMISSION OF THE MOBILE POWER TOOL OF TRACTION CLASS 1,4

The stochastic nature of external and internal forces and moments affecting the operation of mobile ground transport and technological means for agricultural purposes contributes to a significant decrease in their functional indicators when performing technological operations. The analysis showed that the outputs of machine-tractor aggregates largely depend on the rigidity and damping indicators of the power transmission of mobile power tools. In order to ensure the growth of technical, economic and qualitative performance indicators of the aggregates, we proposed to install an elastic-damping mechanism with variable rigidity in the power transmission of a mobile power tool. The purpose of the work is to scientifically substantiate the method of improving the technical, economic and agrotechnological performance indicators of machine-tractor aggregates obtained from mobile power tools of traction class 1,4, main technological operations in the cultivation of various crops by reducing the level of dynamic processes in their parts. It has been proved that an elastic-damping mechanism with a non-linear characteristic installed in front of the power transmission driving shaft of a power tool of traction class 1,4, provides favorable conditions for all parts performance of machine-tractor aggregates for agricultural purposes when they perform the main technological operations: plowing, complete cultivation and sowing of grain crops. The installation of an elastic-damping mechanism with a non-linear characteristic and optimal parameters in front of the power transmission driving shaft of a tractor of traction class 1,4 provides more than an 8% increase in productivity with a simultaneous decrease in specific fuel consumption by 9% or more, as well as an improvement in qualitative performance indicators of machine-tractor aggregates when they perform the main technological operations.

Текст научной работы на тему «РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВ С УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ В СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА КЛАССА 1,4»

Вестник аграрной науки Дона. 2022. Т. 15. № 3 (59). С. 15-25. Don agrarian science bulletin. 2022; 15-3(59): 15-25.

Научная статья УДК 631.372

doi: 10.55618/20756704_2022_15_3_15-25. EDN: BULSCG

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВ С УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ В СИЛОВОЙ ПЕРЕДАЧЕ МОБИЛЬНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА КЛАССА 1,4

Владимир Алексеевич Кравченко1, Людмила Владимировна Кравченко1

1 Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия, reception@donstu.ru

Аннотация. Стохастический характер внешних и внутренних сил и моментов, воздействующих при работе на мобильные наземные транспортно-технологические средства сельскохозяйственного назначения, способствует существенному снижению их функциональных показателей при выполнении технологических операций. Анализ показал, что выходные показатели машинно-тракторных агрегатов во многом зависят от жёсткостных и демпфирующих показателей силовой передачи мобильных энергетических средств. Нами для обеспечения роста технико-экономических и качественных показателей функционирования агрегатов предложено устанавливать в силовую передачу мобильного энергетического средства упругодемпфирующий механизм с переменной жёсткостью. Целью работы является научное обоснование способа повышения технико-экономических и агротехнологических показателей выполнения машинно-тракторными агрегатами, составленными на базе мобильных энергетических средств тягового класса 1,4, основных технологических операций при возделывании различных сельскохозяйственных культур за счёт снижения уровня динамических процессов в их звеньях. Доказано, что упругодемпфирующий механизм с нелинейной характеристикой, устанавливаемый перед ведущим валом силовой передачи энергетического средства класса тяги 1,4, обеспечивает благоприятные условия для функционирования всех звеньев машинно-тракторных агрегатов сельскохозяйственного назначения при выполнении ими основных технологических операций: пахоты, сплошной культивации и посева зерновых культур. Размещение упру-годемпфирующего механизма, имеющего нелинейную характеристику и оптимальные параметры, перед ведущим валом силовой передачи трактора тягового класса 1,4 обеспечивает более чем на 8% повышение производительности с одновременным снижением на 9% и более удельного расхода топлива, а также улучшение качественных показателей работы машинно-тракторных агрегатов при выполнении ими основных технологических операций.

Ключевые слова: машинно-тракторный агрегат, мобильное энергетическое средство, сельскохозяйственные агрегаты, силовая передача, буксование движителей, агротехнологические показатели, технологические операции

Для цитирования: Кравченко В.А., Кравченко Л.В. Результаты испытаний основных сельскохозяйственных агрегатов с упругодемпфирующим механизмом в силовой передаче мобильного энергетического средства класса 1,4 // Вестник аграрной науки Дона. 2022. Т. 15. № 3 (59). С. 15-25.

© Кравченко В.А., Кравченко Л.В., 2022

Original article

TEST RESULTS OF THE MAIN AGRICULTURAL AGGREGATES WITH AN ELASTIC-DAMPING MECHANISM IN THE POWER TRANSMISSION OF THE MOBILE POWER TOOL OF TRACTION CLASS 1,4

Vladimir Alekseevich Kravchenko1, Lyudmila Vladimirovna Kravchenko1

1Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia, reception@donstu.ru

Abstract. The stochastic nature of external and internal forces and moments affecting the operation of mobile ground transport and technological means for agricultural purposes contributes to a significant decrease in their functional indicators when performing technological operations. The analysis showed that the outputs of machine-tractor aggregates largely depend on the rigidity and damping indicators of the power transmission of mobile power tools. In order to ensure the growth of technical, economic and qualitative performance indicators of the aggregates, we proposed to install an elastic-damping mechanism with variable rigidity in the power transmission of a mobile power tool. The purpose of the work is to scientifically substantiate the method of improving the technical, economic and agrotechnological performance indicators of machine-tractor aggregates obtained from mobile power tools of traction class 1,4, main technological operations in the cultivation of various crops by reducing the level of dynamic processes in their parts. It has been proved that an elastic-damping mechanism with a non-linear characteristic installed in front of the power transmission driving shaft of a power tool of traction class 1,4, provides favorable conditions for all parts performance of machine-tractor aggregates for agricultural purposes when they perform the main technological operations: plowing, complete cultivation and sowing of grain crops. The installation of an elastic-damping mechanism with a non-linear characteristic and optimal parameters in front of the power transmission driving shaft of a tractor of traction class 1,4 provides more than an 8% increase in productivity with a simultaneous decrease in specific fuel consumption by 9% or more, as well as an improvement in qualitative performance indicators of machine-tractor aggregates when they perform the main technological operations.

Keywords: machine-tractor aggregate, mobile power tool, agricultural aggregates, power transmission, slipping of propellers, agrotechnological indicators, technological operations

For citation: Kravchenko V.A., Kravchenko L.V. Test results of the main agricultural aggregates with an elastic-damping mechanism in the power transmission of the mobile power tool of traction class 1,4. Vestnik agrarnoy nauki Dona = Don agrarian science bulletin. 2022; 15-3(59): 15-25. (In Russ.)

Введение. Основной задачей, которая ставится перед агропромышленным комплексом, является достижение стабильного роста показателей сельскохозяйственного производства с целью обеспечения страны сырьём и продовольствием [1, 2].

Урожайность, всех без исключения, сельскохозяйственных культур, возделываемых во всём мире, во многом зависит от своевременности и качественного проведения технологических операций, в том числе основной обработки почвы (пахоты), сплошной культивации перед посевом и самого посева.

Анализ развития сельскохозяйственного производства показывает, что выполнение различных технологических операций

в растениеводстве производится и будет производиться в перспективе с помощью мобильных энергетических средств (МЭС) [1, 2 и др.].

В качестве одного из путей роста эффективности машинно-тракторных агрегатов (МТА) исследователями предлагается повышение рабочих скоростей и применение на обработке почв широкозахватной техники, что предполагает применение тракторов с высоким уровнем тяги [1, 2 и др.].

Повышение эксплуатационной эффективности мобильной сельскохозяйственной техники представляет собой один из главных факторов, способствующих увеличению продукции растениеводства при существенном уменьшении на её получение энергоза-

трат. При этом среди энергосберегающих технологий в отраслях полеводства немаловажное значение приобретают те разработки, которые связаны со снижением уровня динамических процессов во всех звеньях МТА.

Однако технико-экономические и качественные показатели выполнения технологических операций, связанных с контактированием рабочих органов агрегатируемых сельскохозяйственных машин и орудий с различными горизонтами обрабатываемой почвы, снижаются из-за того, что все звенья машинно-тракторных агрегатов (МТА) испытывают негативное влияние внешних сил и моментов, имеющих стохастический характер [3, 4]. В результате воздействия переменных по своему характеру колебаний нагрузки нарушается нормальное течение рабочего процесса в силовых агрегатах (поэтому частота вращения коленвала двигателя снижается с одновременным ростом расхода топлива). В то же время наблюдается рост буксования движителей [3-7] при снижении агротехнологических показателей выполнения технологических операций МТА (глубина обработки почвы, равномерность заделки семян и другие [2, 8 и др.]).

Во многих работах для обеспечения достижения потенциальных показателей МТА испытатели и исследователи предлагают устанавливать в силовые передачи их МЭС различные устройства, предназначенные для сглаживания колебаний внутренних и внешних сил и моментов: гидротрансформаторы, упругие и демпфирующие механизмы. Но, в связи с конструкционной особенностью, гидротрансформаторы, при наличии определённых положительных качеств, способствуют падению тягового КПД МЭС, а различные демпферные и упругие элементы, предлагаемые для установки в силовую передачу, имеют общие недостатки: они имеют значительные габаритные размеры и, главное, линейную характеристику, что препятствует эффективному выполнению ими необходимых функций при стохастичном характере внешних и внут-

ренних воздействий на сельскохозяйственный агрегат в целом.

Предлагаемый нами для установки в силовую передачу МЭС перед её ведущим валом средства механизм, совмещающий упругие и демпфирующие свойства, обладает небольшими габаритами и нелинейной характеристикой, что способствует существенному падению динамических нагрузок, возникающих в звеньях МТА (см. патенты РФ № 2222440, 2299135, 2398147, 2739100 и др.). Работа его подробно описана в литературных источниках [8, 9, 10 и др.].

Поэтому целью исследований является научное обоснование способа повышения технико-экономических и агротехноло-гических показателей выполнения основных технологических операций машинно-тракторными агрегатами, составленными на базе мобильных энергетических средств тягового класса 1,4, при возделывании различных сельскохозяйственных культур за счёт снижения уровня динамических процессов в их звеньях.

Методы исследований. При исследовании влияния упругодемпфирующего механизма, установленного перед ведущим валом силовой передачи мобильного энергетического средства тягового класса 1,4, на показатели функционирования различных сельскохозяйственных технологических операций нами был принят теоретико-экспериментальный метод.

В процессе сравнительных испытаний серийные и опытные машинно-тракторные агрегаты агрегатировались одним и тем же трактором МТЗ-80, имеющим в своей силовой передаче предлагаемый нами упруго-демпфирующий механизм (УДМ) с оптимальными параметрами [9, 10] (при испытаниях серийного варианта УДМ блокировался) для таких технологических операций, как пахота, предпосевная культивация и сев зерновых культур.

Характеристика почвенных фонов (стерни зерновых колосовых и пара), на которых проводились исследования, приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика почвенных фонов при испытаниях МТА

Table 1 - Characteristics of soil backgrounds during MTA tests

Фон / Background

Показатели Indicators Стерня зерновых колосовых Grain crops stubble Пар Fallow

Плотность почвы по горизонтам, г/см3 Soil bulk density by horizons, g/cm3 0-10 см cm 1,079 0,875

10-20 см cm 1,167 1,185

20-30 см cm 1,134 1,262

средняя / average 1,127 1,107

Влажность почвы по горизонтам, % Влажность почвы по горизонтам, % 0-10 см cm 16,93 9,39

10-20 см cm 19,47 19,85

20-30 см cm 21,00 20,89

Высота стеблей стерни, см Subble height, cm 15,0 -

Условия и процедура для проведения испытаний МТА соответствовали требованиям соответствующих стандартов ГОСТ 7057-2001 и ГОСТ 24055-2016 и отраслевых методик.

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ данных предварительных экспериментальных исследований позволил сделать вывод, что точность выполненных измерений параметров, характеризующих динамические процессы в звеньях МТА при их функционировании, находилась на удовлетворительном уровне, так как максимальная их погрешность находилась в пределах 1,35-4,00%.

Данные проведённых эксплуатационных испытаний показали, что исследуемый нами УДМ, находящийся в силовой передаче МЭС класса 1,4, на достаточно высоком уровне обеспечивает защиту всех составляющих звеньев МТА от колебаний внешних и внутренних связей, что положительно сказывается на динамических процессах, возникающих во всех элементах МТА. Так, например, в результате испытаний МТА в полевых условиях было установлено, что внедрение УДМ в силовую передачу мо-

бильного энергетического средства тягового класса 1,4 способствует снижению величины амплитуды колебаний крюкового усилия по сравнению с серийным вариантом до 1520%.

В связи с обеспечением высокой степени защиты упругодемпфирующим механизмом звеньев МТА от негативного влияния колебательного изменения внешних и внутренних возмущений при выполнении им технологической операции по сравнению с серийным вариантом частота вращения ко-ленвала силовой установки становится выше, буксование движителей меньше, что, в конечном счёте, приводит к росту рабочей скорости МТА.

Для количественной оценки защищённости составляющих звеньев МТА от динамического процесса колебаний внутренних и внешних связей нами был произведён корреляционно-спектральный анализ тяговых усилий, создаваемых рабочими органами агрегатируемых сельскохозяйственных орудий и машин (рисунок 1).

Для примера рассмотрим графическое изображение нормированной автокорреляционной функции тягового сопротивления

пахотного агрегата (рисунок 1 а). По нему видно, что снижение нормированной автокорреляционной функции для серийного пахотного агрегата наблюдается в течение всего трёх секунд. У экспериментального же

агрегата темп снижения её выше, при том, что по всей длине имеющейся реализации она отлична от нуля, т.е. процесс производимой работы (пахоты) экспериментальным агрегатом обладает большей плавностью.

а а

б Ь

1 - серийный МТА; 2 - экспериментальный МТА

Рисунок 1 - Графическое изображение нормированных автокорреляционных функций для тяговых сопротивлений пахотного (а), культиваторного (б) и посевного МТА (б)

в С

1 - serial MTA; 2 - experimental MTA Figure 1 - Graphic image of normalized autocorrelation functions for traction resistance of arable (a),

cultivation (b) and sowing MTA (c)

Поведение корреляционных функций и для других агрегатов (см. рисунок 1), полученных при обработке опытных данных сравнительных испытаний серийных и экспериментальных МТА, показывает быстрое снижение их с течением времени. По времени, в течение которого происходит спад функции, можно судить о скорости реакции МТА на динамичность внешних связей при их воздействии на агрегат. Протекание корреляционных функций подчёркивает более медленную адаптацию серийных МТА к изменяющимся внешним условиям, чем экспериментальные агрегаты, в которых перед силовой передачей МЭС класса 1,4 установлен упругодемпфирующий механизм.

Результаты проведённой энергооценки различных сельскохозяйственных МТА с установленным УДМ в силовую передачу МЭС класса 1,4 (таблица 2), показывает,

что математическое ожидание тягового сопротивления рабочих органов агрега-тируемых сельскохозяйственных машин становится ниже до 11%.

Внедрение УДМ в силовую передачу мобильного энергетического средства класса тяги 1,4 обеспечивает более комфортные условия работы всех звеньев МТА в процессе выполнения им различных технологических операций. Поэтому повышается поступательная скорость МТА от 6,0 до 12,3%, снижаются на 15-20% колебания крюкового усилия в зависимости от выполняемого вида работ. В связи с этим наблюдается рост производительности МТА более 8%, снижение часового расхода топлива мобильным энергетическим средством на 2,6-8,6% с одновременным его расходом на объём выполненной работы (на гектар) от 9,1 до 15,4%.

Заметный вклад в повышение производительности опытного МТА вносит снижение буксования ведущих колёс МЭС. Статистический анализ данных натурных исследований по буксованию движителей мобильных энергетических средств тягового класса 1,4 в

Проведенный сравнительный анализ результатов лабораторно-полевых испытаний показал, что показатели (таблица 3), характеризующие качество выполнения технологических операций у МТА, имеющих в силовой передаче мобильного энергетического средства тягового класса 1,4 предлагаемый упругодемпфирующий механизм, сохраняют свои заданные параметры более стабильно.

составе сельскохозяйственных агрегатов показал, что УДМ способствует снижению величины буксования движителей МЭС почти в 1,3 раза, причём величина дисперсии его становится меньше до 37,6% и среднеквад-ратического отклонения - более 21%.

При полевых испытаниях пахотного МТА (МТЗ-80+ПЛН-3-35) определялись показатели качества работы пахотного агрегата, которыми с точки зрения агротехнических характеристик являются: глубина обработки, глубина борозд, крошение почвы, подрезание пожнивных остатков и сорных растений, сохранение стерни.

Проведенный сравнительный анализ результатов лабораторно-полевых испытаний показал, что глубина обработки и устой-

Таблица 2 - Энергетические показатели работы МТА, агрегатируемых мобильными энергетическими средствами тягового класса 1,4

Table 2 - Energy performance of the MTA aggregated by mobile power tools of traction class 1,4

Показатели Indicators Сельскохозяйственный агрегат Agricultural aggregate

Пахот Ara ный Die Культиваторный Cultivation Посевной Sowing

серийный serial опытный experimental серийный serial опытный experimental серийный serial опытный experimental

Крюковое усилие, Н Draught power, Н 13522 12229 9289 9202 5715 50079

Рабочая скорость МТА, км/ч Operating speed of МТА, km/h 7,092 7,704 6,480 7,092 8,388 8,964

Частота вращения коленвала силовой установки, рад/с Rotational speed of the crankshaft, rad/s 235,31 244,74 235,31 244,76 239,31 246,50

Потребление топлива за час работы, кг/ч Fuel consumption per hour of operation, kg/h 13,23 12,88 9,97 9,11 9,85 9,16

Буксование движителей, % slipping of propellers, % 14,97 11,50 14,97 14,64 14,32 13,22

Чистая производительность МТА, га/ч Net productivity of МТА, ha/h 0,747 0,811 2,611 2,822 4,552 4,812

Расход топлива на объём выполненной работы, кг/га Fuel consumption per volume of work performed, kg/ha 17,65 16,03 3,83 3,22 2,18 1,90

чивость ширины захвата при производстве пахотной операции у МТА с УДМ в силовой передаче трактора тягового класса 1,4 сохраняет заданные параметры более стабильно.

Полученные значения статистических показателей глубины обработки почвы и ширины захвата (коэффициент вариации и среднеквадратическое отклонение) у МТА с опытной трансмиссией трактора были соответственно в 1,20-2,17 и 1,32-2,35 раза меньше.

Мобильное энергетическое средство тягового класса 1,4 с УДМ в силовой передаче в составе пахотного агрегата показало более высокое качество состояния обработанного поля.

Так, средняя величина отклонений АН *

ср

поверхности дна пахотной борозды от среднего значения её профиля у агрегата с экспериментальным энергетическим средством более чем на 50 процентов меньше по сравнению с серийным.

Показатель, определяющий качество пахоты а (см. таблицу 2), нами определялся по результатам измерений:

А = АкСр -Ак"ср. (1)

В результате проведённых испытаний было установлено, что показатель качества А для пахотного агрегата с экспериментальным энергетическим средством - отрицательный, а для серийного - положительный. Эти данные показывают, что первый обеспечивает выравнивание пашни, а второй - делает её более гребнистой.

Энергетическое средство с УДМ в трансмиссии в составе пахотного агрегата обеспечивает более высокую степень вы-равненности поверхности пашни, чем серийный вариант. То есть применение серийного пахотного агрегата определяет необходимость проведения дополнительной обработки с целью обеспечения выравнен-ности поверхности вспаханного поля. В итоге упругодемпфирующий механизм, введенный в силовую передачу мобильного энергетического средства тягового класса 1,4,

способствует повышению стабильности выполнения технологического процесса пахоты МТА (МТЗ-80 + ПЛН-3-35) по всем агротехническим показателям.

Внедрение упругодемпфирующего механизма в силовую передачу энергетического средства тягового класса 1,4 способствует повышению показателей качества производимой работы и агрегата для сплошной культивации (МТЗ-80 + КПС-4): дисперсия глубины обработки почвы становится ниже на 22% при одновременном повышении равномерности глубины обработки почвы на 16% (см. таблицу 3).

Установка УДМ в силовую передачу энергетического средства тягового класса 1,4 обеспечивает повышение (см. таблицу 3) агротехнологических показателей посевного МТА (МТЗ-80 + СЗ-5,4А): происходит уменьшение показателей изменчивости глубины высева семян (среднеквадратическое отклонение её становится ниже на 24,7%, а величина коэффициента вариации снижается с 15,1 до 11,9%).

Графические изображения нормированной спектральной плотности, характеризующие глубину высева семян (рисунок 2), говорят о том, что опытный агрегат имеет одно максимальное значение дисперсий, соответствующее частоте 1,0 с-1, а серийный агрегат имеет в частотном диапазоне 0-1,5 с-1 четыре максимальных значения при одной преобладающей частоте 1,6 с-1. При этом серийный вариант посевного агрегата имеет две выраженных вершины в диапазоне более высоких частот.

Поэтому можно утверждать, что семена при высеве опытным агрегатом, имеющим в силовой передаче МЭС класса 1,4 УДМ, распределяются практически на одной глубине. Серийный посевной МТА распределяет семена на разных глубинах.

Количественная оценка равномерности глубины высева семян показала более качественный процесс высева семян экспериментальным посевным МТА.

Таблица 3 - Агротехнологические показатели МТА, агрегатируемых мобильным энергетическим средством класса тяги 1,4

Table 3 - Agrotechnological indicators of MTA aggregated by a mobile power tool of traction class 1,4

Показатели Indicators Серийный агрегат Serial aggregate Опытный агрегат Experimental aggregate

Пахотный агрегат (МТЗ-80 + ПЛН-3-35) Arable aggregate (MTZ-80 + PLN-3-35)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Глубина пахоты (математическое ожидание), см Plowing depth (mathematical expectation), cm 20,2 20,8

Среднеквадратическое отклонение глубины пахоты, см Standard deviation of plowing depth, cm 1,91 1,07

Коэффициент вариации глубины пахоты, % Coefficient of variation in plowing depth, % 8,4 5,1

Ширина захвата агрегата (математическое ожидание), см Working width of an aggregate (mathematical expectation), cm 107 106

Среднеквадратическое отклонение ширины захвата агрегата, см Standard deviation of working width of an aggregate, cm 1,98 1,65

Коэффициент вариации ширины захвата агрегата, % Coefficient of variation in working width of an aggregate, % 2,6 2,5

Средняя величина отклонения профиля дна борозды от условной

средней линии высоты микронеровностей, см Standard deviation of the furrow bottom profile from the conditional average 5,6 2,8

height line of microroughnesses, cm

Средняя величина отклонения профиля поверхности поля от условной

средней линии высоты микронеровностей, см Standard deviation of the field surface profile from the conditional average height line of microroughnesses, cm 4,2 3,1

Разница отклонений от условной средней линии профилей борозды и

поверхности поля, см Difference of deviations from the conditional average line of the furrow 1,4 - 0,3

profiles and the field surface, cm

Культиваторный агрегат (МТЗ-80 + КПС-4) Cultivation aggregate (MTZ-80 + KPS-4)

Глубина обработки (математическое ожидание), см Depth of tillage (mathematical expectation), cm 10,88 11,2

Среднеквадратическое отклонение глубины обработки, см Standard deviation of depth of tillage, cm 2,42 2,14

Коэффициент вариации глубины обработки, % Coefficient of variation in depth of tillage, % 0,22 0,19

Посевной агрегат (МТЗ-80 + СЗ-5,4А) Sowing aggregate (MTZ-80 + SZ-5,4A)

Глубина заделки семян (математическое ожидание), см Depth of seed placement (mathematical expectation), cm 5,3 5,1

Среднеквадратическое отклонение глубины заделки семян, см Standard deviation of depth of seed placement, cm 0,86 0,62

Коэффициент вариации глубины заделки семян, % Coefficient of variation in depth of seed placement, % 0,16 0,12

■ - экспериментальный МТА; - - серийный МТА

Рисунок 2 - Графики нормированных спектральных плотностей глубины высева семян

■ - experimantal МТА; - - serial МТА

Figure 2 - Graphs of normalized spectral densities of seed sowing depth

s(a>l с

0,% 0,12 0.10 0,08 0,06 от 0.02 О -0,02

A

\

■ M

1 n 1 lull

1 \ Л r I J i 1 1 1 I ! \,' 1; t\ л

i / \ 1 * 1 * V i \ ¡1 i v " AU / y\! \ \ 1 ""Л VI l V

Wi ! / KJ\ j 'АД ¡V \\

О I'

со, с

Выводы:

- предлагаемый нами упругодемпфи-рующий механизм с оптимальными параметрами при его установке в силовую передачу МЭС класса 1,4 способствует повышению технико-экономических и агротехноло-гических показателей составленных на его базе пахотных, культиваторных и посевных машинно-тракторных агрегатов;

- показатели, характеризующие качество выполнения технологических операций, у МТА с внедрённым в силовую передачу МЭС класса 1,4 УДМ, сохраняют свои параметры более стабильно;

- модернизация МЭС класса 1,4 путём внедрения в силовую передачу УДМ способствует при выполнении различных операций повышению производительности труда от 6 до 8%, снижению часового расхода топлива на 2,6-8,6%, уменьшению удельного расхода топлива от 9,2 до 15,9%;

- УДМ в силовой передаче МЭС класса 1,4 способствует повышению стабильности выполнения технологического процесса основных технологических операций при производстве зерновых колосовых: пахоты, сплошной культивации и сева по всем агротехническим показателям.

Список источников

1. Фомин А. О состоянии и перспективах машинно-тракторного парка сельхозпредприятий России // Международный сельскохозяйственный журнал. 2015. № 3. С. 56-60.

2. Остранина Т.К. Требования к машинно-тракторному парку для увеличения прибыли зернового производства // Материалы LV международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» / Южно-Уральский государственный аграрный университет. Челябинск, 2016. С. 155-160.

3. Кравченко В.А., Дурягина В.В., Гамоли-на И.Э. Математическое моделирование тяговой нагрузки МТА // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. Краснодар: КубГАУ, 2014. № 101. С. 424-437.

4. Поливаев О.И., Костиков О.М. Повышение эксплуатационных свойств мобильных энергетических средств за счет совершенствования приводов ведущих колес: монография. Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I, 2013. 210 с.

5. Ovchinnikov A.S., Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.D., Gapich G.S., Nekhoroshev D.A., Fomin S.D., Zagorodskikh B.P., Stavusky V.V., Shaprov M.N., Ryadnov A.I., Tsplyaev F.N. Some ways to reduce the dynamic loads of agricultural machine-traktor agregates // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. T. 13. C. 8776.

6. Shekhovtsov V.V., Sokolov-Dobrev N.S., Potapov P.V. Decreasing of the dynamic loading of tractor transmission by means of change of the reactive element torsional stiffness // International conference on industrial engineering, ICIE 2016 Procedia Engineering. 2016. № 150. Р. 12391244.

7. Shehovtsov V., Sokolov-Dobrev N., Lyashenko M. et al. Influence of elements dynamic cohesiveness in power shafting on torsional vibrations spreading and dynamic equality of reducible model // Mechanika. 2014. Vol. 20 (2). Р. 190-196.

8. Кравченко В.А., Дурягина В.В. Влияние упругодемпфирующего механизма на показатели пахотного агрегата на базе трактора класса 1,4 // Вестник аграрной науки Дона. 2015. № 3 (31). С. 13-21.

9. Senkevich S., Kravchenko V., Duryagi-na V., Senkevich A., Vasilev E. Optimization of the parameters of the elastic damping mechanism in class 1,4 tractor transmission for work in the main agricultural operations // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018. Vol. 866. P. 168-177. DOI: 10.1007/978-3-030-00979-3_17.

10. Senkevich S., Bolshev V., Ilchenko E., Chaplygin M., Chakrabarti P., Jasinski M., Le-onowicz Z. Elastic damping mechanism optimization by indefinite lagrange multipliers // IEEE Access. 2021. Т. 9. С. 71784-71804.

References

1. Fomin A. O sostoyanii i perspektivakh mashinno-traktornogo parka sel'khozpredpriyatiy Rossii (Status and prospects of the machinery-tractor park at agricultural enterprises of Russia). Mezhdunarodnyy sel'skokhozyaystvennyy zhurnal. 2015; 3: 56-60. (In Russ.)

2. Ostranina T.K. Trebovaniya k mashinno-traktornomu parku dlya uvelicheniya pribyli zerno-vogo proizvodstva (Requirements for the machinery-tractor park to increase the profit from grain production). Materialy LV mezhdunarodnoy nauch-no-tekhnicheskoy konferentsii «Dostizheniya nauki - agropromyshlennomu proizvodstvu» / Yuzhno-Ural'skiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. Chelyabinsk, 2016, рр. 155-160. (In Russ.)

3. Kravchenko V.A., Duryagina V.V., Gamo-lina I.E. Matematicheskoye modelirovaniye tyago-voy nagruzki MTA (Mathematical modeling of MTA traction load). Politematicheskiy setevoy ele-ktronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudar-stvennogo universiteta (Nauchnyy zhurnal KubGAU) [Elektronnyy resurs]. Krasnodar: KubGAU, 2014; 101: 424-437. (In Russ.)

4. Polivaev O.I., Kostikov O.M. Povyshenie ekspluatacionnykh svojstv mobil'nykh energetiche-skikh sredstv za schet sovershenstvovaniya privo-dov vedushhikh koles (Improving the operational properties of mobile power tools through better wheel drives for driving wheels): Monografiya. Voronezh: Voronezhskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet imeni imperatora Petra I, 2013, 210 p. (In Russ.)

5. Ovchinnikov A.S., Kuznetsov N.G., Nekhoroshev D.D., Gapich G.S., Nekhoroshev D.A., Fomin S.D., Zagorodskikh B.P., Stavusky V.V., Shaprov M.N., Ryadnov A.I., Tsplyaev F.N. Some ways to reduce the dynamic loads of agricultural machine-traktor aggregates. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018; 13: 8776.

6. Shekhovtsov V.V., Sokolov-Dobrev N.S., Potapov P.V. Decreasing of the dynamic loading of tractor transmission by means of change of the reactive element torsional stiffness. International conference on industrial engineering, ICIE 2016 Procedia Engineering. 2016;150: 1239-1244.

7. Shehovtsov V., Sokolov-Dobrev N., Lyashenko M. et al. Influence of elements dynamic cohesiveness in power shafting on torsional vibrations spreading and dynamic equality of reducible model. Mechanika. 2014; 20 (2): 190-196.

8. Kravchenko V.A., Duryagina V.V. Vliyanie uprugodempfiruyuschego mekhanizma na poka-zateli pakhotnogo agregata na baze traktora klassa 1,4 (Influence of an elastic-damping mechanism on the performance of an arable aggregate based on a tractor of traction class 1.4). Vestnik agrarnoy nauki Dona. 2015; 3 (31): 13-21. (In Russ.)

9. Senkevich S., Kravchenko V., Duryagina V., Senkevich A., Vasilev E. Optimization of the parameters of the elastic damping mechanism in class 1,4 tractor transmission for work in the main agricultural operations. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018; 866: 168-177. DOI: 10.1007/978-3-030-00979-3_17.

10. Senkevich S., Bolshev V., Ilchenko E., Chaplygin M., Chakrabarti P., Jasinski M., Le-onowicz Z. Elastic damping mechanism optimization by indefinite lagrange multipliers. IEEE Access. 2021; 9: 71784-71804.

Информация об авторах

В.А. Кравченко - доктор технических наук, профессор, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия. Тел.: +7-928-195-79-47. E-mail: a3v2017@yandex.ru.

Л.В. Кравченко - доктор технических наук, профессор, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия. Тел.: +7-928-162-88-76. E-mail: Iusya306@yandex.ru.

й Кравченко Владимир Алексеевич, e-mail: a3v2017@yandex.ru

Information about the authors

VA Kravchenko - Doctor of Technical Sciences, Professor, Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia. Phone: +7-928-195-79-47. E-mail: a3v2017@yandex.ru.

L.V. Kravchenko - Doctor of Technical Sciences, Professor, Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia. Phone: +7-928-162-88-76. E-mail: Iusya306@yandex.ru.

Й Kravchenko Vladimir Alekseevich, e-mail: a3v2017@yandex.rn

Вклад авторов. Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors. All authors made an equivalent contribution to the preparation of the article.

The authors declare no conflict of interest.

Статья поступила в редакцию 27.06.2022; одобрена после рецензирования 18.07. 2022;

принята к публикации 19.07.2022.

The article was submitted 27.06.2022; approved after reviewing 18.07. 2022; accepted for publication 19.07.2022.

https://elibrary.ru/bulscg

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.