Анотація до роботи:

Бойко М.Ф. Підвищення функціональної стабільності орного агрегату з регулятором начіпного механізму трактора. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук із спеціальності 05.05.11 – Машини та засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Національний аграрний університет, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено вирішенню завдання щодо підвищення ефективності функціонування орних агрегатів на базі тракторів кл. 30 кН з регулятором начіпного механізму. Обґрунтовано математичну модель орного агрегату, що дозволяє оцінити вплив параметрів і технічного стану регулятора начіпного механізму на функціональну стабільність орного агрегату, запропоновано методику вибору раціонального режиму роботи регулятора начіпного механізму трактора під час оранки грунтів різної щільності, розроблено алгоритм функціонування регулятора, адаптованого для умов тракторного і сільськогосподарського виробництва України.

Використання регуляторів начіпної системи орного агрегату з тракторами класу 30 кН забезпечує підвищення продуктивності на 7-8%, зниження витрати палива на 5-7% за підтримки глибини оранки в межах агротехнічних вимог.

1. Проведеними дослідженнями доведено, що обладнання начіпного механізму колісного трактора (типу ХТЗ-160, Т-150К-05 і ХТЗ-170) системою автоматичного регулювання (САР) підвищує експлуатаційно-технологічну ефективність МТА, зокрема, продуктивність роботи орного агрегату з начіпним плугом ПЛН-5-35 зростає на 7,1%, рівномірність руху робочих органів за глибиною обробітку - в 1,55 рази, а питома витрата палива зменшується на 7,3% у порівнянні з серійними аналогами.

2. Розроблено математичну модель руху орного агрегату, що складається з колісного трактора, обладнаного регулятором системи навіски, та начіпного плуга, та виявлено залежності впливу параметрів і режимів роботи складових елементів системи регулювання на динамічні показники тягового опору плуга.

3. Аналізом динаміки руху орного агрегату на базі колісного трактора, обладнаного регулятором начіпного механізму, визначено, що:

- спектральна щільність розподілу нерівностей поверхні поля (агрофон - стерня пшениці) при швидкості руху V_т = 1,67 м/с характеризується двома вираженими резонансними частотами w_р1 = 0,08 с та w_р2 = 0,52 с;

- амплітуди вертикальних q₁ і поздовжньо-кутових q₂ коливань трактора за 3 с роботи орного агрегату з начіпним плугом практично співпадають;

- в режимі силового регулювання стабілізація тягового опору начіпного плуга відбувається ефективніше на 3...5% , ніж при позиційно-силовому, що істотно поліпшує динамічну завантаженість орного агрегату;

- при застосуванні торсійного чутливого елементу через затримки корекції начіпного механізму трактора амплітуда тягового опору плуга зростає на 4,0...4,5% при жорсткій центральній тязі та на 5,0...5,5% - при застосуванні в ній пружного елементу;

- при сумарному запізненні чутливого елементу та навісного механізму трактора амплітуда коливань тягового опору плуга збільшується до 9,0...10,0%.

3. Встановлено, що для ефективної стабілізації тягового опору плуга при спрацюванні силового регулятора і підйомі начіпного механізму колісного трактора, горизонтальна реакція в шарнірі приєднання регулятора повинна бути мінімальною, в межах 0...1,5 кН.

4. Обґрунтовано, що для гідроприводу начіпного механізму трактора з регулятором режимів роботи орного агрегату основними інформативними ознаками його функціональної стабільності є динамічне наростання тиску рідини в напірній магістралі і зміна тиску в замкнутому контурі системи під час підйому плуга.

5. Визначено вплив параметрів орного агрегату та гідроприводу начіпного механізму на динамічну точність роботи САР, а саме:

- за номінального технічного стану гідроагрегатів система регулювання начіпного механізму забезпечує функціональну стабільність орного агрегату у зонах чутливості регулятора в межах 3-5% тягового опору;

- час перехідного процесу у разі підйому плуга за номінального технічного стану регулятора і начіпного механізму в силовому режимі =1,7с, у позиційно-силовому – = 2,5с, при перерегулюванні відповідно = 9,51% і = 0;

- із зміною технічного стану гідроагрегатів гідроприводу начіпної системи з електрогідравлічним регулятором (у разі збільшення витоків рідини), який характеризуємо об'ємним ККД (), збільшується час підйому плуга () з одночасним зменшенням перерегулювання (). За = 0,95 маємо =1,7 с, = 12,4%; за = 0,85 – = 1,5 с, = 9,51%; за = 0,75 – = 1,7 с, = 0;

- у разі збільшення витоків рідини через ущільнення гідроциліндра від 100 до 200 см³/с швидкість падіння тиску рідини збільшується в 2 рази, що призводить до збільшення часу підйому плуга на 25-30%. Витоки рідини в гідророзподільнику не перевищують 2,5-4,0 см³/с і практично не впливають на функціонування гідроприводу.

6. Обґрунтовано алгоритм ефективного функціонування електрогідравлічної САР для тракторів класу 3 (типу Т-150К-05, ХТЗ-160, ХТЗ-170) в орних агрегатах для роботи в грунтово-кліматичних умовах України.

7. Експериментально на двох агрофонах (по стерні пшениці та пласту багаторічних трав) визначено показники якості роботи орного агрегату Т-150К-05 + ПЛН-5-35, обладнаного дослідною САР, на основних режимах регулювання, зокрема:

- за найменшим середнім квадратичним відхиленням глибини оранки перевагу мають копіювальний (0,8...1,1см) та позиційно-силовий (1,1...1,6см) режими регулювання;

- за найменшим середнім квадратичним відхиленням ширини захвату плуга (стійкістю руху в площині поля) найкращого результату здобуто при позиційно-силовому (3,4...10,1см) регулюванні навіски трактора;

- за найменшою гребнистістю поверхні поля кращі показники якості виконання оранки досягнуто при копіювальному (4,8...6,8см) та силовому(4,5...7,4см) режимах регулювання;

- за комплексною оцінкою для орних робіт доцільно використовувати позиційно-силовий режим регулювання роботи начіпної системи трактора.

8. Експлуатаційно-технологічною оцінкою доведено переваги нового орного агрегату Т-150К-05 + ПЛН-5-35, обладнаного САР, перед серійним за робочою швидкістю руху, продуктивністю та питомою витратою палива, що обумовило річний економічний ефект даної розробки в обсязі 7,3 тис. грн.

Публікації автора:

1. Бойко М.Ф. Тенденції вдосконалення конструкцій трансмісій сільськогосподарських тракторів зарубіжних фірм // Тракторна енергетика в рослинництві. Сб. научн. тр. ХГТУСХ. – Харків, 1998. – С.19-23.

2. Бойко М.Ф. Динамічна точність систем автоматичного регулювання начіпного механізму трактора // Тракторна енергетика в рослинництві. Сб. научн. тр. ХГТУСХ. – Харків, 1999. – С. 256-259.

3. Лебедєв А.Т., Бойко М.Ф. Оцінка стійкості системи автоматичного регулювання начіпного механізму трактора //Механіка та машинобудування. Науково-технічний журнал Харків. держ. політех. у-ту. – Харків, 2000. – С. 72-75.

4. Бойко М.Ф., Білошенко С. К. Динаміка гідроприводу начіпної системи трактора //Механізація сільськогосподарського виробництва. Вісник ХДТУСГ. – Харків, 2000. – С. 80-87.

5. Бойко М.Ф. Оцінка функціональної стабільності системи автоматичного регулювання плуга //Науковий вісник НАУ. – К., 2000. – вип. 29. – С. 216-220.

6. Бойко М.Ф. Алгоритм функціонування регулятора начіпного механізму трактора //Науковий вісник НАУ. – К., 2001. – вип. 41. – С. 172-175.

7. Бойко М.Ф., Макаренко М.Г. Вплив силового (позиційного) способу регулювання глибини обробки ґрунту на тягові якості блочно-модульного агрегату // Тракторна енергетика в рослинництві. Сб. наук. праць ХДТУСГ. – Харків, 2001. – С.21-29.