Оптимизация агрегата для обработки почвы горизонтально расположенными дисковыми рабочими органами

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Оптимизация агрегата для обработки почвы горизонтально расположенными дисковыми рабочими органами

Сохранение и повышение плодородия почвы - одна из главных задач сельскохозяйственного производства.

В связи с этим применяют различные способы обработки почвы: минимальная, нулевая, поверхностная и т.д. [1]. Целью поверхностной обработки почвы под посев является качественная разделка почвы на заданную глубину, измельчение пожнивных остатков и их равномерное распределение в обрабатываемом слое, сохранение почвенной влаги.

В настоящее время используют различные машины для обработки почвы с дисковыми рабочими органами, расположенными в вертикальной плоскости, стрельчатые лапы. Вышеназванные машинные агрегаты имеют ряд недостатков: высокая энергоемкость, низкое качество обработки, неравномерность глубины обработки.

Таким образом, нами предлагается агрегат с дисковыми рабочими органами, расположенными в горизонтальной плоскости.

Оптимизация предлагаемого агрегата по критерию минимальных эксплуатационных затрат выполнена по математической модели [2], блок -схема алгоритма которой представлена на рисунке 1.

Блок-схема алгоритма содержит 12 операторов. В первом представлены исходные параметры для моделирования: - скорость движения агрегата от 5 до 15 км/ч, - ширина захвата от 2 до 14 м, - рабочая длина гона от 0,5 до 1,5 км, - угол подъема от 3 до 10%.

Рисунок 1 - Блок схема алгоритма выбора рационального агрегата

 Получив управление от 1-го оператора, во 2-ом производится расчет удельного тягового сопротивления. Далее, логический оператор 3, получив управление от 2-го, рассчитывает тяговое сопротивление агрегата и передает управление 4-му оператору для расчета мощности энергетического средства.

При соответствующем ограничении мощности энергетического средства ( оператор 4 передает управление операторам 6 и 7 для расчета стоимости энергетического средства и машины соответственно.

В операторе 8 рассчитывается коэффициент использования сменного времени агрегата и передается управление оператору 9, в котором определяется производительность агрегата.

В операторе 10 определяются эксплуатационные затраты в руб/га.

Логический оператор 11 проверяет расчет всех вычислений по исходным данным и передает управление оператору 12 для построения зависимостей , , , , которые представлены на следующих графиках.

На первом рисунке показаны зависимости изменения потребляемой мощности от ширины захвата агрегата при угле подъема от 3 до 10%. В первом случае (угол подъема 3%) мы видим, что потребление мощности с увеличением ширины захвата и скорости движения увеличивается по линейной зависимости. Такая закономерность проявляется до значения ширины захвата в 12 м, а после превышения этого значения, потребление мощности незначительно снижается, что обуславливается физико-механическими свойствами почвы. Во втором случае зависимость потребления мощности при тех же показателях ширины захвата и скорости движения, но при угле подъема в 10%, ведет себя аналогично предыдущей зависимости с отличительной особенностью; изменение потребляемой мощности происходит при 10,5 - 11 метрах ширины захвата, в зависимости от скорости движения.

На втором рисунке рассмотрена зависимость эксплуатационных затрат от ширины захвата агрегата при угле подъема от 3 до 10%. Из этой зависимости мы видим, что при меньшем угле подъема и различных скоростях движения агрегата минимальные эксплуатационные затраты, согласно разработанной нами блок-схеме, и отмеченные на графике точками, составляют при скорости движения =8км/ч чуть более 380 руб/га, а при =5 км/ч - затраты составляют около 550 руб/га. При угле подъема в 10% эксплуатационные затраты при 8 км/ч увеличились до 400 руб/га, а при 5 км/ч увеличились до 600 руб/га.

сельскохозяйственный агрегат алгоритм

Зависимость изменения потребляемой мощности трактора N_e от ширины захвата агрегата B_Р при угле подъема 3%

Зависимость изменения потребляемой мощности трактора N_e от ширины захвата агрегата B_Р при угле подъема 10%

Рисунок 2 - Зависимости изменения потребляемой мощности трактора от ширины захвата агрегата

Зависимость эксплуатационных затрат U_Э от ширины захвата агрегата B_Р при угле подъема 3%

Зависимость эксплуатационных затрат U_Э от ширины захвата агрегата B_Р при угле подъема 10%

Рисунок 3 - Зависимость эксплуатационных затрат U_Э от ширины захвата агрегата B_Р

Анализируя приведенные зависимости можно сказать, что эксплуатационные затраты всегда снижаются с увеличением скорости движения агрегата и ширины захвата агрегата . И если принять при скорости 5 км/ч показатель эксплуатационных затрат за 100%, то изменение эксплуатационных затрат с увеличением скорости до 6, 7 и 8ми км/ч произойдет на 10,2%, 20,4% и 30% соответственно.

Зависимость производительности W от ширины захвата агрегата B_Р при угле подъема 3%

Зависимость производительности W от ширины захвата агрегата B_Р при угле подъема 10%

Рисунок 4- Зависимости производительности от ширины захвата агрегата

На следующем рисунке представлена зависимость производительности от ширины захвата агрегата при различных скоростях движения и углах подъема . Из графиков видно, что это линейная зависимость. Анализируя представленные графики, можно сделать вывод, что на увеличение производительности агрегата влияние ширины захвата и скорости движения оказывает одинаковое воздействие, нежели увеличение угла подъема.

Зависимости коэффициента использования времени смены t от длины гона L_Р при угле подъема 3%

Зависимости коэффициента использования времени смены t от длины гона L_Р при угле подъема 10%

Рисунок 5 - Зависимости коэффициента использования времени смены ф от длины гона

Зависимость коэффициента использования времени смены ф от длины гона при различной ширине захвата агрегата и углах подъема ведет себя аналогично на двух представленных зависимостях относительно угла подъема. С увеличением длины гона и ширины захвата коэффициент использования времени смены ф увеличивается.

Анализируя представленные нами зависимости по разработанной блок-схеме можно сделать вывод, что на потребление мощности в большей степени влияет ширина захвата и скорость движения агрегата. На минимальные эксплуатационные затраты серьезное влияние оказывает рельеф местности и скорость движения агрегата. В свою очередь производительность будет максимальной при наибольшей скорости движения и ширине захвата. Коэффициент использования времени смены в основном зависит от длины обрабатываемого участка.

Литература

1. Агротехнические требования к основным технологическим операциям и новые технические средства для их выполнения.- Краснодар, 2001.

2. Маслов Г.Г., Дидманидзе О.Н., Цыбулевский В.В. Оптимизация параметров и режимов работы машин методами планирования эксперимента: Учебн. пособие для сельскохозяйственных вузов. - М.: УМЦ «Триада», 2007.-292 с., ил.

Размещено на Allbest.ru