Регулятор жесткости упругих стоек культиватора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва»

Регулятор жесткости упругих стоек культиватора

Федоров Сергей Евгеньевич

В данной статье рассмотрено устройство регулятора жесткости упругих S-образных стоек культиватора, позволяющее повысить качество поверхностной обработки почвы. Представлены результаты эксперимен-тальных исследований. регулятор жесткость культиватор почва

В настоящее время для поверхностной обработки почвы широкое распространение получили комбинированные машины и агрегаты. Одними из основных рабочих органов данных машин являются упругие стойки. Однако данные стойки имеют отклонение от установленной глубины обработки. Поэтому, на кафедре МЭС и СХМ им. профессора А. И. Лещанкина Мордовского государственного университета разработан регулятор жесткости упругих стоек (рис. 1).

Культиватор содержит раму 1 с жестко закрепленными S-образными упругими стойками 2 с лапами 3. Регуляторы 4 соединены между собой жестко с помощью штанги 5 и шарнирно - с рамой 1. К регуляторам 4 жестко прикреплены пластины 6, касающиеся упругих S-образных стоек 2. На штанге 5 жестко закреплен рычаг 7. Кроме того, введен электроцилиндр 8, который с одной стороны с помощью соединительного пальца 9 шарнирно прикреплен к рычагу 7 со штангой 5. С другой стороны электроцилиндр 8 шарнирно закреплен на стойке рамы 10 культиватора.

Рис. 1. Регулятор жесткости

1 - рама; 2 - S-образные упругие стойки; 3 - лапы; 4 - регулятор; 5 - штанга; 6 - пластины; 7 - рычаг; 8 - электроцилиндр; 9 - палец; 10 -стойка рамы культиватора

Комбинированный культиватор работает следующим образом. При обработке почвы на рабочие органы (лапы 3) действует переменная сила сопротивления почвы Р, которая зависит от ее свойств, а также от глубины обработки (данная сила сопротивления на различных участках поля различная). Так как плотность почвы по всему полю на одной и той же глубине разная, лапы 3 культиватора, закрепленные на S-образных упругих стойках 2, начинают совершать колебания. В результате сил сопротивления почвы упругая стойка 2 начинает отклоняться (ось 0X - направление движения агрегата, ось 0У глубина обработки). Это объясняется малой жесткостью упругой S-образной стойки 2. Такое явление приводит к невыполнению агротехнических требований.

Поэтому, для увеличения жесткости стоек в их конструкции установлены регуляторы 4. Увеличение жесткости стоек 2 происходит за счет уменьшения их рабочей длины. С помощью электроцилиндра 8, шарнирно закрепленного на стойке рамы 10 и на раме культиватора 1, перемещаем рычаг 7. В свою очередь рычаг 7 жестко закреплен на штанге 5, которая жестко зафиксирована регуляторами 4. Вследствие этого жесткость стоек 2 увеличивается. После перемещения рычага 7 электроцилиндром 8 относительно рамы 1, его положение остается неизменным. Таким образом, выполняя автоматические перемещения рычага 7 на различные углы в зависимости от свойств почв, можно получить требуемую жесткость стоек культиватора на разных участках поля и тем самым обеспечить снижение времени регулировки жесткости упругих стоек и повысить качество обработки почвы.

Для проверки работы регулятора был использован почвенный канал и лабораторная установка, монтируемая на рабочую тележку (рис. 2) [1, 2,].

Рис. 2. Лабораторная установка

Колебания пружинной стойки замерялось тензодатчиками, которые были наклеены на поверхность стойки. Для регистрации сигналов датчиков использовался комплекс ZETlab, который был подключен к компьютеру.

Для определения рациональных режимов работы упругих S-образных стоек нами был проведен многофакторный эксперимент. В таблице 1 приведены факторы и уровни их варьирования.

В качестве основных факторов, влияющих на работу упругих стоек, нами были приняты глубина обработки (h), м (х1); скорость движения стойки (V), м/с (х2); жесткость стойки (Кжест), кН/м (х3).

Таблица 1. Факторы и интервалы их варьирования

Параметрами оптимизации работы упругой S-образной стойки были выбраны: отклонение носка лапы от заданной глубины обработки и тяговое усилие [2, 3].

Исключая незначимые коэффициенты, были получены уравнения регрессии:

тяговое сопротивление:

отклонения носка лапы от заданной глубины обработки:

Адекватность полученных моделей проверялась по критерию Фишера. Анализ моделей показывает, что увеличение глубины обработки и скорости агрегата приводит к увеличению тягового сопротивления и отклонения носка лапы. Увеличивание жесткости стойки приводит к уменьшению тягового сопротивления и отклонения носка лапы.

Список использованных источников

1. Исследование упругой S-образной стойки комбинированного культиватора / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. С. Костин, Н. В. Колесников // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 12-15.

2. Федоров С. Е., Костин А. С., Чаткин М. Н. Определение деформаций упругих стоек культиватора // Сельский механизатор. 2015. № 10. С. 18-19.

3. Экспериментальное исследование упругой S-образной стойки культиватора / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. А. Жалнин, Н. А. Жалнин // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 5. С. 53-57.

Размещено на Allbest.ru