Показатели эффективности оборудования внешнего воздействия для снижения адгезии грунтов к рабочим органам машин
Показатели эффективности применения устройств внешнего воздействия на процесс налипания почвогрунтов к рабочим органам сельскохозяйственных машин. Графическая интерпретация удельной энергоемкости процесса сдвига почвогрунта по металлической поверхности.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.04.2018 |
| Размер файла | 151,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
6
Размещено на http://www.allbest.ru/
Братский государственный университет
Показатели эффективности оборудования внешнего воздействия для снижения адгезии грунтов к рабочим органам машин
Зеньков С.А., кандидат технических наук,
доцент
Аннотация
В данной статье приведены показатели эффективности применения устройств внешнего воздействия, влияющих на процесс налипания почвогрунтов к рабочим органам сельскохозяйственных машин. Проведена экспериментальная работа, в результате которой представлена графическая интерпретация удельной энергоемкости процесса сдвига почвогрунта по металлической поверхности от температуры в плоскости сдвига. Сделаны выводы о целесообразности применения устройств внешнего воздействия для снижения адгезии почвогрунтов к рабочим органам сельскохозяйственных машин.
Ключевые слова: адгезия, почвогрунт, удельная энергоемкость, внешнее воздействие, сельскохозяйственная машина.
This article shows the efficiency of application devices of external influence, affecting the process of adhesion of soil to the working bodies of agricultural machines. The experimental work, which resulted in the presented graphical interpretation of specific energy shift process Soils metal surface temperature in the shear plane. The conclusions about the appropriateness of the equipment to reduce the impact of external adhesion of soil to the working bodies of agricultural machines.
Keywords: adhesion, soils, energy intensity, external action, agricultural machine.
Введение
Причиной снижения производительности сельскохозяйственных машин при разработке и транспортировке влажных почвогрунтов и материалов является увеличение адгезии и трения при копании, выгрузке, перемещении и планировке. Адгезионные явления вызывают резкое увеличение сил трения, которые составляют 30-60% тягового усилия [1]. Поэтому в последнее время проблеме борьбы с прилипанием и примерзанием почвогрунта к рабочим органам сельскохозяйственных машин уделяется большое внимание как в России, так и за рубежом [2,3].
Существующие методы снижения трения и прилипания можно разделить на четыре группы. Методы первой группы сводятся к созданию на границе контакта промежуточного слоя, который может служить экраном для молекулярного взаимодействия фаз и должен обладать малым когезионным или адгезионным взаимодействием. Ко второй группе относятся методы, способствующие ослаблению адгезионных связей вследствие внешнего воздействия и приводящие к изменению свойств поверхностных слоев и фаз. К третьей группе относятся конструктивно-технологические и механические способы. Четвертая группа - это совместное комбинирование методов снижения адгезии [4].
К внешним воздействиям относятся тепловое, вибрационное, электромагнитное. Тепловое воздействие широко используется главным образом для снижения примерзания. Вибрационное воздействие способствует разрушению адгезионных связей, снижает коэффициент трения и приводит к тиксотропным превращениям контактного слоя и связанным с этим трансформациям грунтовой влаги (переходу связанной воды в свободную). Поскольку большинство существующих методов снижения адгезии эффективно в узком диапазоне изменения влажности почвогрунтов, наиболее перспективным является комбинированный метод. Комбинация теплового и вибрационного воздействий снижает адгезионные силы в 3…3,5 раза, коэффициент трения суглинка по стали в 2,5 … 4 раза и эффективна практически во всем диапазоне изменения свойств и состояния почвогрунтов (0 < JL<0,9).
Материалы и методы
Одним из критериев оценки эффективности работы устройств внешнего воздействия является показатель его удельной энергоемкости. Удельная энергоемкость процесса сдвига почвогрунта по металлической поверхности рабочего органа при смерзании определяется следующим выражением [1]:
(1)
где NСУММ - суммарные затраты мощности устройств внешнего воздейсвтия, затрачиваемая на процесс сдвига почвогрунта по поверхности скольжения, кВт;
SСДВ - площадь сдвигаемого образца почвогрунта, м2.
Суммарные затраты мощности устройств внешнего воздействия на процесс сдвига почвогрунта по поверхности скольжения при тепловом воздействии:
(2)
где NН.Э. - мощность нагревательных элементов устройств внешнего воздействия, кВт (рис.1);
KВ - коэффициент, учитывающий эффективное время работы нагревательных элементов устройств внешнего воздействия;
NСДВ - мощность, затрачиваемая на сдвиг образца почвогрунта, кВт.
(3)
где А - работа, затрачиваемая на сдвиг образца почвогрунта, кДж;
t - продолжительность сдвига образца почвогрунта, с;
PC - сопротивление сдвигу образца почвогрунта при соответствующем воздействии (по результатам эксперимента [2-4]), кН;
L - перемещение образца почвогрунта, м.
Суммарные затраты мощности устройств внешнего воздействия на процесс сдвига почвогрунта по поверхности скольжения при комбинированном (вибротепловом) воздействии:
(4)
где NТИ - суммарная мощность вибротепловых устройств внешнего воздействия, кВт;
NИС - мощность источника (генератора) вибротепловых (ультразвуковых) колебаний, кВт.
Суммарные затраты мощности устройств внешнего воздействия на процесс сдвига почвогрунта по поверхности скольжения при акустическом (частота вибрации более 1000 Гц) воздействии:
(5)
где NАИ - мощность акустического излучателя, кВт.
Суммарные затраты мощности устройств внешнего воздействия на процесс сдвига почвогрунта по поверхности скольжения при вибрационном низкочастотном воздействии:
(6)
адгезия грунт сельскохозяйственная машина
где NВВ - мощность привода вибрационных возбудителей колебаний, кВт.
Результаты. Результаты расчетов удельной энергоемкости процесса сдвига почвогрунта по металлической поверхности скольжения от температуры в плоскости сдвига представлены в виде графиков зависимостей NУД = f (T) на рис.1-2. Анализ полученных зависимостей показал, что удельная энергоемкость процесса сдвига почвогрунта при комбинированном (вибротепловом) воздействии на 10…15% меньше удельной энергоемкости при тепловом воздействии, а при температуре в плоскости сдвига меньше - 5°С на 45…80% меньше удельной энергоемкости процесса сдвига без внешнего воздействия.
Экономическая эффективность новых устройств и машин максимальна при:
(7)
где И - годовые текущие затраты потребителя без учета отчислений на реновацию техники, руб.; ЗК - капитальные затраты, связанные с производством, доставкой и монтажем техники, руб.; ЕН - нормативный коэффициент эффективности; Р - доля отчислений на реновацию от капитальных затрат; В" - годовая эксплуатационная производительность новых устройств и машин.
Годовые текущие затраты потребителя новых устройств и машин без учета отчислений на реновацию определяются:
(8)
где ЗЗП - заработная плата водителя-оператора, руб.; ЗКР - затраты на капитальный ремонт, руб.; ЗЭР - затраты на текущий ремонт и техническое обслуживание, руб.; ЗТ - затраты на топливо и смазочные материалы, руб.; ЗМГ - затраты на масло для гидросистемы, руб.; ЗПБ - затраты на перебазировки машин, руб.
Годовая эксплуатационная производительность новых устройств и машин рассчитывается по формуле:
(9)
где bЭЧ - эксплуатационная часовая производительность новых устройств и машин, ед. прод. /машино-час.; kПР - коэффициент, учитывающий простои в работе, не учтенные в часовой эксплуатационной производительности, kПР = 0,78; ТГ - количество машино-часов работы в году, машино-час.
Рис.1 - Зависимость удельной энергоемкости процесса сдвига грунта по металлической поверхности скольжения от температуры в плоскости сдвига: 1 - без внешнего воздействия; 2 - при тепловом воздействии (Т=85°С; tВОЗД=26 с).
Рис.2 - Зависимость удельной энергоемкости процесса сдвига почвогрунта по металлической поверхности скольжения от температуры в плоскости сдвига: 1 - без внешнего воздействия; 2 - при комбинированном (вибротепловом) воздействии (F=21,8МГц; A=0,005 мм; Т=20°C; tВОЗД=15 с).
Часовая эксплуатационная производительность машины определяется:
(10)
где ВТЧ - часовая техническая производительность машины, ед. прод. /час; kТ - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной.
Часовая техническая производительность характеризует наивысшую производительность устройств и машин за один час непрерывной работы, которая может быть достигнута в конкретных условиях.
Выводы. Проведенные исследования показали, что техническая производительность сельскохозяйственных машин с устройством внешнего воздействия для снижения адгезии почвогрунтов при работе на влажных почвогрунтах при отрицательной температуре в 1,2…1,4 раза больше, чем у сельскохозяйственных машин, не оборудованных подобным устройством, т.е. экономический эффект от их внедрения обусловлен повышением производительности.
Список литературы / References
1. Science and Education [Text]: materials of the II international research and practice conference, Vol. I, Munich, December 18th-19th, 2012/publishing office Vela VerlagWaldkraiburg - Munich - Germany, 2012 - 650 p.
2. Зеньков С.А. Методика расчета оборудования с акустическим воздействием для снижения адгезии грунтов к ковшам экскаваторов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2006. № 2-1 (26). С.67-72.
3. Зеньков С.А., Товмасян Э.С. Математическая модель для определения параметров оборудования высокочастотного действия при проектировании ковшей экскаваторов // Современные проблемы теории машин. 2014. № 2. С.41-44.
4. Зеньков С.А., Игнатьев К.А. Влияние ультразвукового воздействия на адгезию грунтов к рабочим органам землеройных машин. // Системы. Методы. Технологии. 2012. №2. С.43-45
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав, размер и структура сельскохозяйственных угодий ЗАО "Пахомовский". Уровень обеспеченности предприятия основными фондами и трудовыми ресурсами. Показатели эффективности использования земельных ресурсов. Ведущие отрасли специализации хозяйства.
курсовая работа [46,9 K], добавлен 10.06.2010Технология производства зерна риса: народнохозяйственное значение, районы возделывания, урожайность, сорта, биологические особенности. Подготовка семян к посеву, орошение, борьба со злаковыми сорняками. Расчет сопротивления сельскохозяйственных машин.
контрольная работа [268,7 K], добавлен 25.09.2011Маркетинг в агротехническом сервисе. Характеристика объекта рынка сельскохозяйственных машин: состояние спроса и предложения, производство землеобрабатывающей техники. Динамика цен, государственное регулирование, проблемы и перспективы развития рынка.
курсовая работа [601,1 K], добавлен 12.07.2011Анализ существующих типов ботвоудалителей. Разработка машины для удаления ботвы картофеля на корню с горизонтально вращающимися рабочим органами: выбор редуктора, расчет шпоночного соединения и вала. Установление конструктивных параметров агрегата.
дипломная работа [254,8 K], добавлен 16.03.2010Разработка и внедрение годового плана технического обслуживания и ремонта машин. Трудоёмкость и годовой объём ремонтно-обслуживающих работ. Технологический процесс, организация работ и противопожарные мероприятия при хранении сельскохозяйственных машин.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.01.2013Производственная деятельность предприятия. Виды сельскохозяйственной техники. Случаи поломок и нарушений в работе тракторов и сельскохозяйственных машин, причины их возникновения и порядок устранения. Ремонт коробки переключения передач трактора.
отчет по практике [3,7 M], добавлен 26.10.2014Критерии выбора тракторов и сельскохозяйственных машин по маркам (достаточная проходимость, маневренность при работе на мелких участках). План механизированных работ. Выбор, обоснование и расчет состава агрегата, агротехнические требования к нему.
реферат [681,3 K], добавлен 21.01.2015Уборка урожая как наиболее трудоемкий процесс. Описание и технические характеристики современных капустоуборочных машин, оценка их производительности и эффективности. Пути повышения эффективности работы срезающего аппарата капустоуборочной машины.
презентация [272,5 K], добавлен 30.12.2014Изучение агротехнических требований к обработке почвы. Использование машин для ее возделывания и прицепных, навесных комбинированных многофункциональных орудий. Применение сельскохозяйственных и мелиоративных машин для пропашной обработки, культивации.
презентация [7,7 M], добавлен 19.07.2015Обоснование типов тракторов и сельскохозяйственных машин. Составление технологической карты на возделывание огурцов. Аналитический расчет состава тракторного парка. Потребность в ГСМ и показатели машиноиспользования. Расчет агрегата для лущения.
курсовая работа [109,1 K], добавлен 26.01.2011Требования, предъявляемые к машинотракторным агрегатам, правила их комплектации. Агротехнические требования для выполнения посева зерновых колосовых. Основные показатели МТА. Характеристика сельскохозяйственных машин. Расчет топлива и производительности.
курсовая работа [901,5 K], добавлен 06.05.2012Характеристика хозяйства и перспективы его развития. Выбор технологических машин, подлежащих электрификации. Технология очистки и сушки зерна. Выбор рабочих машин зерноочистительного и зерносушильного отделений. Расчет электропривода оборудования.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 29.08.2012Культурообороты защищенного грунта, порядок составления, значение, оценка. Группировка овощных культур по органам, употребляемым в пищу. Источники тепла и способы обогрева защищенного грунта, экологическая оценка. Апробационные показатели лука-репки.
контрольная работа [42,5 K], добавлен 26.06.2013Эффективности использования машинно-тракторного парка предприятия при возделывании ржи озимой. Разработка технологической карты возделывания и уборки. Выполнение механизированных работ. Нормативная производительность агрегатов и нормы выработки.
курсовая работа [958,0 K], добавлен 19.09.2012Основные механические свойства и сжимаемость грунтов. Сопротивление сдвигу. Расчет различных деформаций, устойчивости почвы, оценка оснований. Прочностные показатели глинистых грунтов, определяемые разнообразными методиками. Водопроницаемость, фильтрация.
контрольная работа [785,4 K], добавлен 08.01.2014Классификация, агротехнические требования зерноочистительных машин. Комплект машин, оборудование зерноочистительного агрегата ЗАВ-25 и зерноочистительно сушильных комплексов КЗС-25Ш. Техническое обслуживание зерноочистительных машин. Техника безопасности.
реферат [26,3 K], добавлен 22.12.2008Количественные и качественные показатели эффективности комбайна. Устройство и особенности рабочего процесса на примере агрегата "Дон-1500Б". Взаимодействие его основных узлов и механизмов. Моделирование уборочного процесса с учетом ряда параметров.
контрольная работа [973,6 K], добавлен 17.10.2014Производственно-экономическая характеристика хозяйства СПК "Заболотский-агро". Современная технология выращивания картофеля. Показатели состава техники, машин и оборудования, энергетических мощностей и использования автомобильного грузового транспорта.
отчет по практике [37,8 K], добавлен 14.04.2012Классификация уборочных технологий. Средства и виды механизации для уборочных работ. Технологический процесс работы уборочных машин. Технико-экономические показатели зерноуборочных комбайнов. Работа зерноуборочного комбайна с очесывающей жаткой.
презентация [4,3 M], добавлен 07.03.2015Характеристика машин и оборудования, применяемых на животноводческих фермах. Меры безопасности при работе со средствами механизации на ферме, при использовании косилок, волокуш, силосо- и кормоуборочных комбайнов. Силосование кормов и закладка сенажа.
курсовая работа [45,5 K], добавлен 29.11.2013
