CC BY
15
9. Simanova N.G., Hohlova S.N. Vozrastnye osobennosti nervnoj sistemy domashnih zhivotnyh v post-natal'nyjperiodmorfogeneza //Izv. Orenburgskogo GAU. 2014. № 2 (46). S. 180-184.
10. Tel'cov L.P., Romanova T.A., Shashanov I.R. Rol' uchenija o kriticheskih fazah razvitija zhivotnyh dlja praktiki zhivotnovodstva // Aktual'nye problemy veterinarnoj mediciny: materialy mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Uljanovsk. 2003. T. 1. S. 14-15.
11. Tkachev A.A. Predpozvonochnye uzly grudnogo otdela simpaticheskogo nerva svin'i //Putipov-yshenija produktivnosti zhivotnovodstva: sb. nauch. tr. Gorki. 1970. T. 73. S. 200-205.
12. Tkachev A.A. O nervah legkih svin'i //Izv. ANBSSR. 1969. № 2. S. 89-92.
13. Sravnitel'nyj morfogenez nejrocitov kranial'nogo shejnogo i zvjozdchatogo gangliev sobaki /S.N. Hohlova, N.G. Simanova, A.N. Fasahutdinova, A.A. Stepochkin // Vestnik Uljanovskoj GSHA. 2013. № 1. S. 64-70.
14. Evans H.E. Miller's Anatomy of the dog // Philadelphia-Tokyo: W.B. Saunder Co., 1993. P. 783-787.
15. Neuropeptides in the human superior cervical ganglion / J. Baffi, T. Gorks, F. Slowik et al. //Brain Res, 1992. Vol. 570, № 1-2. P. 272-278.
УДК 629.3.03 DOI: 10.52691/2500-2651-2021-88-6-39-43
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГУСЕНИЧНОГО ДВИЖИТЕЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Upgrading of the Caterpillar Mover of an Agricultural Vehicle
Лапик В.П., д-р техн. наук, доцент, Лапик П.В., аспирант, Адылина Е.С.
Lapik V.P., Lapik P.V., Adylina E.S.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. В статье приведена одна из линий развития опорных устройств сельскохозяйственных транспортных средств. Предложена конструкция гусеничной ленты, совмещающая в себе достоинства резиноармированных гусениц (резиноармированные гусеничные ленты, РАГ) и резино-кордных траков (РКТ). Как известно из работ исследователей для сельскохозяйственных работ на почвах нормальной влажности (в летний период) с позиции экологической безопасности наиболее актуально применение гусеничных движителей с резиноармированными гусеницами, в то время как для работы на переувлажненных почвах и пойменных лугах наиболее приемлемым является движитель с резинокордными траками, не являющимися пневматическими. РКТ позволяют частично компенсировать динамические нагрузки при движении машины, а при применении на переувлажненных почвах значительно меньше повреждают корневую растительность, за счет меньшего буксования движителя. Таким образом, сочетанный эффект РАГ и РКТ позволит добиться положительного синергизма конструкции опорного устройства.
Abstract. The article presents one of the development lines of supporting devices of agricultural vehicles. The design of a track belt is proposed, combining the advantages of rubber-reinforced tracks (RRT) and rubber-cord tracks (RCT). As known from the scientific papers, it is environmentally safe to use caterpillar movers with rubber-reinforced tracks on the soils of normal humidity in summer, while it is more relevant to use a mover with rubber-cord tracks that are not pneumatic on the waterlogged soils and floodplain meadows. Rubber-cord tracks make it possible to partially compensate for dynamic loads during the movement of the machine, and when used on waterlogged soils, they significantly less damage root vegetation due to less slipping of the mover. Thus, the combined effect of RRT and RCT will allow achieving a positive synergy of the structure of the support device.
Ключевые слова: сельскохозяйственные транспортные средства, резиноармированные гусеницы, резинокордные траки, давление на почву.
Key words: agricultural vehicles, rubber-reinforced tracks, rubber cord tracks, floor pressure.
Введение. Одним из решающих факторов, способствующих деградации сельскохозяйственных угодий, в частности пахотных почв является уплотнение почв.
Причиной уплотнения сельскохозяйственных почв является воздействие на нее опорных устройств сельскохозяйственных тракторов, самоходных машин и прицепных орудий.
Тенденция сельскохозяйственного производства последнего времени заключается в примене-
нии энергонасыщенных систем. В рамках агротехнических решений все более часто применяются широкозахватные комбинированные сельскохозяйственные орудия, которые позволяют выполнять целый ряд операций, начиная подготовкой почвы и заканчивая посевом культурных растений. Положительными сторонами применения таких орудий являются заточенность под сжатые агросроки и сокращение количества проходов машин по полю ввиду применения широкозахватных орудий, которые могут достигать не одного десятка метров рабочей ширины. Такие комплексные широкозахватные агрегаты вынуждают применять энергонасыщенные транспортные средства, выступающие в роли тягачей.
Таким образом, сельскохозяйственные транспортные средства-тягачи должны обладать определенным эксплуатационным показателем, а именно тяговым показателем надлежащего уровня. По ГОСТ 27021-86 (СТ СЭВ 628-85) «Тракторы сельскохозяйственные и лесохозяйственные. Тяговые классы» [1] установлена зависимость тяговых классов тракторов от номинальных тяговых усилий, при этом номинальное тяговое усилие трактора предлагается определять по следующей формуле:
^кр ном ^ • Из- (1)
где А — коэффициент, устанавливаемый в зависимости от вида трактора (для сельскохозяйственных тракторов эксплуатационной массой до 2600 кг - 3,24^ 10-3, для четырех- и трехколесных тракторов с двумя ведущими колесами с эксплуатационной массой свыше 2600 кг - 3,73^10-3, для четырехколесных тракторов с четырьмя ведущими колесами и эксплуатационной массой свыше 2600 кг - 3,92^10-3, для гусеничных тракторов - 4,9^10-3);
тэ — эксплуатационная масса трактора, кг.
Исходя из формулы (1) видим прямую зависимость номинального тягового усилия от эксплуатационной массы трактора. Таким образом, для увеличения тягового усилия трактора необходимо повышать эксплуатационную массу.
Это определяет проблематику переуплотнения почвы ходовыми системами тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин.
Целью данной работы является установление оптимального опорного устройства сельскохозяйственных транспортных средств.
Материалы исследования. Исследованием проблематики переуплотнения почв движителями сельскохозяйственных транспортных средств по настоящее время занимается ряд ученых.
Ученые Саратовского государственного аграрного университета имени Н.И. Вавилова в качестве причин эрозии почвенного покрова выделяют наряду с переуплотнением и разрушение наиболее «ценных фракций (3...0,5 мм)» [2].
Более традиционно же в научной литературе описывается воздействие колесных и гусеничных движителей сельскохозяйственных транспортных средств [3, 4].
Традиционные колесные движители проигрывают гусеничным в плане максимального давления на опорное основание (рис. 1). Это объясняется значительно меньшей площадью пятна контакта колесного движителя по сравнению с гусеничным.
/7 кПо
б)
Рисунок 1 - Примеры эпюр давления колесного (а) и гусеничного с РКТ (б) движителей
Как видно колесный движитель формирует ярко выраженные пиковые области эпюры давления на почву, в то время как эпюра давления гусеничного движителя - более равномерная и значительно меньше по величине.
Учеными Брянского государственного аграрного университета проведены исследования по определению воздействия гусеничных систем на почвы Брянской области [5, 6, 7].
Лапиком В.П. и Адылиным И.П. было «экспериментально подтверждено, что гусеничный движитель с резинокордными траками оказывает более щадящее воздействие на низшие слои почвы, чем с металлическими», а РАГ наиболее эффективны при работе на почвах нормальной влажности [3], так же было выявлено, что наиболее эффективным движителем для работы на переувлажненных пойменных почвах являются резинокордные траки [7].
Была разработана конструкция опорного устройства гусеничного (получен патент на изобретение [8]) движителя, эффективно работающая на переувлажненных почвах, которая в последствии путем компьютерного моделирования была оптимизирована по критерию равномерного распределения давления по ширине опорного устройства [9].
Учитывая опыт коллег нами предложена конструкция опорного устройства, сочетающее положительные стороны и резиноармированной гусеницы и резинокордных траков (рис. 2).
а) б)
Рисунок 2 - Предлагаемое опорное устройство гусеничного движителя: а) опорное устройство под звездочку; б) опорное устройство под барабан
Предлагаемое опорное устройство гусеничного движителя представлено в двух исполнениях -для движителей с приводным барабаном и звездочкой.
Опорное устройство также как и РАГ представляет собой бесконечную резиноармированную ленту. Наружной же частью опорное устройство представляет ряд оригинальных траков завулканизи-рованных в основную часть эластомерного материала, которые представляют собой участки из открытых трубчатых элементов. При движении по почве данные участки будут компенсировать динамические нагрузки, а почва, попадающая в открытые полости, будет выдавливаться не мешая работе опорного устройства.
В сравнении с традиционным гусеничным движителем с РКТ предлагаемая конструкция вместо силового пояса гусеницы имеет эластичный участок с кордом.
Результатом данной работы является оригинальная конструкция опорного устройства, позволяющая совместить положительные стороны гусеничного движителя с резиноармированной гусеницей и резинокордными траками. Предположительно такой движитель позволит сельскохозяйственным машинам эффективно работать как на переувлажненных почвах, так и на почвах нормальной влажности. С целью подтверждения данной гипотезы необходимо провести ряд экспериментов.
Библиографический список
1. Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. ГОСТ 27021-86 (СТ СЭВ 628-85) Тракторы сельскохозяйственные и лесохозяйственные. Тяговые классы. - Режим доступа: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200009845 (дата обращения: 10.11.2021).
2. Русинов А.В., Слюсаренко В.В. Технические решения, обеспечивающие снижение эрозии почвы в процессе почвообработки // Техногенная и природная безопасность: материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. Саратов: Изд-во Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова, 2017. С. 320-324.
3. Лапик В.П. Механико-технологические основы взаимодействия гусеничных движителей кор-моуборочных машин с переувлажненной пойменной почвой: дис. ... д-ра техн. наук. Брянск, 2015. 327 с.
4. Лапик В.П., Французов В.С., Адылин И.П. Исследование уплотнения почвы МТА // Вестник Брянской ГСХА. 2012. № 1. С. 35-37.
5. Лапик В.П., Адылин И.П. Снижение отрицательного воздействия на переувлажненные почвы гусеничных движителей кормоуборочных машин путем применения резинокордных траков // Вестник Брянской ГСХА. 2011. № 1. С. 28-31.
6. Лапик В.П., Адылин И.П. Исследование распределения давления на переувлажненную почву по ширине резинокордных траков гусеничных движителей с помощью компьютерного моделирования // Научное обозрение. 2014. № 8-1. С. 34-39.
7. Адылин И.П. Повышение проходимости и уменьшение техногенного воздействия гусеничных машин с эластичными траками путем снижения неравномерности распределения давления на почву: дис. ... канд. техн. наук / Российский ГАУ - Московская с.-х. академия им. К.А. Тимирязева. М., 2016.
8. Эластичный трак гусеницы транспортного средства: пат. 2554899 Рос. Федерация / Лапик В.П., Адылин И.П. № 2012155435/11; заявл. 19.12.2012; опубл. 27.06.2015.
9. Эластичный трак гусеницы транспортного средства: пат. 196941 Рос. Федерация / Лапик В.П., Адылин И.П., Кузнецов А.Е., Малашенко Ю.А., Лапик П.В. № 2019131658; заявл. 07.10.2019; опубл. 23.03.2020.
10. Наумкин В.П., Малявко Г.П., Наумкина Л.А. Эффективность основной обработки почвы и удобрений // Кукуруза и сорго. 1993. № 6. С. 5-7.
11. Ториков В.Е., Мельникова О.В. Производство продукции растениеводства. Санкт-Петербург, 2017. Сер. Учебники для вузов. Специальная литература
12. Развитие АПК Брянской области - 2020 / Белоус Н.М., Бельченко С.А., Ториков В.Е., Белоус И.Н., Осипов А.А. // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 6 (82). С. 3-10.
13. Кувшинов Н.М. Оптимизация агрофизических свойств почв для сельскохозяйственных культур // Аграрная наука. 1994. № 6. С. 56-57.
14. Кувшинов Н.М. Эффективность применения орудий с активными рабочими органами в качестве приемов предпосевной обработки серых лесных почв Нечерноземной зоны России // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 1 (59). С. 23
15. Фреза с вертикальной осью вращения / Блохин В.Н., Случевский А.М., Роганков С.И., Кувшинов Н.М., Ковалев А.Ф., Лаптева Н.А.Патент на полезную модель RU 173801 U1, 12.09.2017. Заявка № 2017101747 от 19.01.2017.
References
1. Jelektronnyj fond pravovyh i normativno-tehnicheskih dokumentov. GOST 27021-86 (ST SJeV 628-85) Traktory sel'skohozjajstvennye i lesohozjajstvennye. Tjagovye klassy. - Rezhim dostupa: URL: https://docs.cntd.ru/document/1200009845 (data obrashhenija: 10.11.2021).
2. Rusinov A.V., Sljusarenko V.V. Tehnicheskie reshenija, obespechivajushhie snizhenie jerozii pochvy v processe pochvoobrabotki // Tehnogennaja i prirodnaja bezopasnost': materialy IV Vseros. nauch. -prakt. konf. Saratov: Izd-vo Saratovskij GAU im. N.I. Vavilova, 2017. S. 320-324.
3. Lapik V.P. Mehaniko-tehnologicheskie osnovy vzaimodejstvija gusenichnyh dvizhitelej kormouborochnyh mashin spereuvlazhnennojpojmennojpochvoj: dis. ... d-ra tehn. nauk. Brjansk, 2015. 327s.
4. Lapik V.P., Francuzov V.S., Adylin I.P. Issledovanie uplotnenija pochvy MTA // Vestnik Brjanskoj GSHA. 2012. № 1. S. 35-37.
5. Lapik V.P., Adylin I.P. Snizhenie otricatel'nogo vozdejstvija na pereuvlazhnennye pochvy gusenichnyh dvizhitelej kormouborochnyh mashin putem primenenija rezinokordnyh trakov // Vestnik Brjanskoj GSHA. 2011. № 1. S. 28-31.
6. Lapik V.P., Adylin I.P. Issledovanie raspredelenija davlenija na pereuvlazhnennuju pochvu po shirine rezinokordnyh trakov gusenichnyh dvizhitelej s pomoshhju kompjuternogo modelirovanija // Nauch-noe obozrenie. 2014. № 8-1. S. 34-39.
7. Adylin I.P. Povyshenie prohodimosti i umen'shenie tehnogennogo vozdejstvija gusenichnyh mashin s jelastichnymi trakami putem snizhenija neravnomernosti raspredelenija davlenija na pochvu: dis. ... kand. tehn. nauk/Rossijskij GAU - Moskovskaja s.-h. akademija im. K.A. Timirjazeva. M., 2016.
8. Jelastichnyj trak gusenicy transportnogo sredstva: pat. 2554899 Ros. Federacija / Lapik V.P., Adylin I.P. № 2012155435/11; zajavl. 19.12.2012; opubl. 27.06.2015.
9. Jelastichnyj trak gusenicy transportnogo sredstva: pat. 196941 Ros. Federacija / Lapik V.P., Adylin I.P., Kuznecov A.E., Malashenko Ju.A., Lapik P.V. № 2019131658; zajavl. 07.10.2019; opubl. 23.03.2020.
10. Naumkin V.P., Maljavko G.P., Naumkina L.A. Jeffektivnost' osnovnoj obrabotki pochvy i udo-brenij //Kukuruza i sorgo. 1993. № 6. S. 5-7.
11. Torikov V.E., Mel'nikova O.V. Proizvodstvo produkcii rastenievodstva. Sankt-Peterburg, 2017. Ser. Uchebniki dlja vuzov. Special'naja literatura
12. Razvitie APK Brjanskoj oblasti - 2020 /Belous N.M., Bel'chenko S.A., Torikov V.E., Belous I.N., Osipov A.A. // VestnikBrjanskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. 2020. № 6 (82). S. 3-10.
13. Kuvshinov N.M. Optimizacija agrofizicheskih svojstv pochv dlja sel'skohozjajstvennyh kul'tur //Agrarnaja nauka. 1994. № 6. S. 56-57.
14. Kuvshinov N.M. Jeffektivnost' primenenija orudij s aktivnymi rabochimi organami v kachestve priemov predposevnoj obrabotki seryh lesnyh pochv Nechernozemnoj zony Rossii // Vestnik Brjanskoj gosudarstvennoj sel'skohozjajstvennoj akademii. 2017. № 1 (59). S. 23
15. Freza s vertikal'noj osju vrashhenija / Blohin V.N., Sluchevskij A.M., Rogankov S.I., Kuvshinov N.M., Kovalev A.F., Lapteva N.A.Patent na poleznuju model' RU 173801 U1, 12.09.2017. Zajavka № 2017101747 ot 19.01.2017.
УДК 62-82:631.3 DOI: 10.52691/2500-2651-2021-88-6-43-49
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОЦИЛИНДРА ГИДРОПРИВОДА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
Mathematical Model of Parameters of Hydraulic Drive Cylinder of Agricultural Machinery
Сакович Н.Е., д-р техн. наук, профессор, Никитин А.М., канд. техн. наук, доцент,
Шилин А.С., аспирант
Sakovich N.Ye., Nikitin A.M., Shilin A.S.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет», Bryansk State Agrarian University
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы применения гидропривода сельскохозяйственной техники, обоснованные проблемой совершенствования и модернизации сельскохозяйственных машин, где главное внимание уделено модернизации гидропривода выполняющего основные технологические операции, в первую очередь модернизация касается гидроцилиндра, который является главным элементом в гидроприводе и обладает малой массой на единицу передаваемой мощности, сравнительно малыми габаритами, бесступенчатым регулированием скорости, высоким коэффициентом полезного действия, удобством эксплуатации, компактностью, силовыми параметрами и другими положительными качествами. При совершенствовании сельскохозяйственной техники, очень часто стоит вопрос модернизации гидропривода, в первую очередь гидроцилиндра, по улучшению силовых, скоростных и конструктивных параметров. Авторами предложена математическая модель, позволяющая рассчитать параметры усовершенствованного гидроцилиндра, в первую очередь, определение усилий, мощности, диаметров гильзы, диаметров штока, выбор уплотнений поршня и штока; расчет толщины гильзы, определение диаметральной деформации и линейной податливости системы, а также конструктивных параметров крепежных элементов. Исходными данными для расчетов являются вид гидравлического привода, в котором используется гидроцилиндр, тип гидравлического цилиндра, рабочая эксплуатируемая максимальная нагрузка, скорость рабочего хода гидроцилиндра, скорость обратного хода гидроцилиндра, длина хода поршня гидроцилиндра, степень неравномерности скорости хода гидроцилиндра, перемещаемая максимальная масса груза, а также конструктивные особенности гидроцилиндра крепление, уплотнения, торможение.
Abstract. The article discusses the issues of the use of hydraulic drive of agricultural machinery, justified by the problem of improvement and modernization of agricultural machinery, where the main attention is paid to the modernization of the hydraulic drive performing basic technological operations, primarily modernization concerns the hydraulic cylinder, being the essential element in the hydraulic drive, and having a low mass per unit of transmitted power, relatively small dimensions, stepless speed control, high effi-
