Взаимодействие режущих аппаратов мелиоративных косилок с окашиваемой поверхностью

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК631.352

взаимодействие режущих аппаратов мелиоративных косилок с окашиваемой поверхностью

Е.И. Федоров

ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва, Россия

В мелиоративных косилках используются режущие аппараты в основном возвратно-поступательного и ротационного типа. Агротехнические показатели скашивания в значительной степени зависят от способности режущего аппарата копировать микропрофиль окашиваемой поверхности. Копирование - свойство рабочего органа перемещаться по поверхности, не разрушая ее. Копирующие свойства режущего аппарата, помимо условий среды, зависят от его размеров, конструкции и способа подвески к раме базовой машины.

Подвеска осуществляет кинематическую и силовую связь режущего аппарата с базовой машиной. Кинематические характеристики этой связи должны обеспечивать поворот, подъем и опускание режущего аппарата и, наконец вывеску его, причем копирование профиля должно происходить при любом расположении опорных поверхностей под режущим аппаратом.

Качество среза растительности режущим аппаратом определяется величиной оставшейся стерни, выражаемой обычно через среднюю высоту среза. Многочисленные исследования работы режущего аппарата при уборке сельскохозяйственных культур показали, что средняя высота среза зависит главным образом от конструкции режущих элементов, режима резания и от расстояния между режущими элементами и окашиваемой поверхностью.

В реальных условиях поверхности откосов и бермы каналов не являются идеально ровными. Вследствие различных почвенно-климатических и техногенных воздействий эти поверхности деформируются, то есть появляются впадины и выступающие участки. Характер колебаний неровностей можно считать случайным процессом, который в общем виде при достаточной степени точности можно описать корреляционными функциями [1]:

где К0(ф)-корреляционная функция для участка откоса; К(ф)-корреляционная функция для участка бермы.

Наблюдения за работой сегментно-пальцевых режущих аппаратов при окашивании мелиоративных каналов показали, что процесс резания отличается повышенной высотой среза, причем потери растительности от недореза в 2…4 раза превышают норму, установленную для данного типа косилочного аппарата в сельскохозяйственном производстве. Отмечены также случаи деформации пальцевого бруса и нарушение технологического процесса, вызванные забиванием режущего аппарата дерниной. Объяснение этих негативных явлений следует искать, по всей вероятности, в характере взаимодействия режущего аппарата с окашиваемой поверхностью. Прежде всего, обращает на себя внимание положение опорных лыж на поверхности канала: даже при установке их на максимальную высоту резания можно наблюдать во время движения косилки «зависание» одной из опорных лыж над окашиваемой поверхностью. Это означает, что контакт режущего аппарата с поверхностью скашивания осуществляется не только с помощью опорных лыж, но и с помощью неопорных элементов режущего бруса и, в меньшей степени, пальцев. Можно отметить также, что при контакте неопорными элементами режущий аппарат устанавливается относительно окашиваемой поверхности далеко не лучшим образом, так как довольно часто большая часть рабочей длины режущего аппарата оказывается «зависшей» над поверхностью, а в отдельные моменты и над окашиваемой растительностью.

Причины возникновения описанных явлений имеют различную природу. С одной стороны, при окашивании сегментно-пальцевыми режущими аппаратами мелиоративных каналов исчерпаны возможности регулирования высоты опорных лыж для подъема режущих элементов бруса над неровностями окашиваемой поверхности. С другой стороны, если в сельскохозяйственных косилках функции опорных и копирующих элементов выполняли только опорные лыжи, то в мелиоративных косилках эти функции выполняют также и неопорные элементы бруса. Такому изменению, очевидно, не соответствует конструкция узла подвески режущего аппарата к базовому трактору.

Для оценки работы режущего аппарата при окашивании реальной поверхности реального мелиоративного канала, представим поперечное сечение поверхности окашиваемого канала на участке его взаимодействия с режущим аппаратом в виде сечения случайного поля, которое в пределах опорной длины «Lп», равной расстоянию между серединами лыж режущего аппарата, аппроксимируется параболой, имеющей стрелку с математическим ожиданием «h» и дисперсией, равной «у ».

При нормальном распределении стрелки параболы вероятность Рhi-(порабола занимает положение himin<hi <himax ) определится по известной из теории ошибок формуле

Оценка вероятности работы сегментно-пальцевого рабочего органа при окашивании бермы и откоса данного канала в зависимости от эффективной высоты лыжи показывает, что при установке опорных лыж, длина которых у стандартного бруса равна приблизительно 0,5 м, на минимальную высоту резания 2,5 см вероятность работы режущего аппарата с «зависанием» одной из опорных лыж на окашиваемой поверхностью составит 56% для участка бермы и 84% для откоса. Установка опорных лыж на максимальную высоту резания 7,5 см существенно меняет характер работы бруса на берме - величина Рк снижается до 15%, однако, на откосе, по-прежнему, будет преобладать работа бруса с «зависанием» опорных лыж (Рк=51%).

Приведенные здесь данные подтверждают необходимость создания автоматической системы управления положением рабочих органов каналоокашивающих машин.

Такая система позволит уменьшить значения опорных реакций режущих аппаратов, что важно на каналах с низкой несущей способностью, так же данная система позволит обеспечить оптимальное расположение режущего аппарата, его самоустановку на неровных откосах.

Наиболее актуально применение системы автоматического управления положением рабочего органа на каналоокашивающих машинах с жесткой подвеской ротационных рабочих органов.

На основании этого предлагается электрогидравлическая система управления режущими аппаратами на примере косилки РР-44, описание которой представлено ниже.

В системе предусмотрены ручной и автоматический режимы работы.

Система состоит из четырех электрических блоков, каждый из которых управляет только одним гидроцилиндром. Разделение системы на блоки позволяет значительно упростить поиск и устранение неисправностей связанных с системой управления, рисунок.

В качестве датчиков положения рабочего органа используются два контактных датчика перемещения, снабженных контактами крайних положений SQ, закрепленных на брусе косилки и управляемых штангой с лыжей. Если не замыкается ни один из контактов датчика, то высота подъема бруса находится в норме.

В системе предусмотрены два режима работы (ручной и автоматический), устанавливаемые переключателем SA.

При ручном управлении (подготовка к автоматическому режиму) переключатель SA находится в положении р и для поднятия рабочего органа необходимо нажать кнопку SB1, а для опускания - кнопку SB2. Это приводит к срабатыванию реле К1 (К2), которое своими контактами 1К1 (1К2) включает электрозолотниковое устройство У. В результате этого гидроцилиндр перемещает брус косилки. Опускание кнопки SB1 (SB2) отключает все перечисленные элементы, и брус фиксируется в выбранном положении.

При автоматическом режиме переключатель SА становится в положении а, и система работает следующим образом. При отклонении высоты подъема бруса от заданной происходит замыкание соответствующего контакта SQ; контакт SQ1 (SQ2) включает реле К1 (К2), которое своими контактами 3К1 (3К2) блокирует контакт SQ, а контактами 1К1 (1К2) включает электрозолотниковое устройство У. Опускание или подъем бруса косилки осуществляется прерывисто, шагами. Величина шага (работа системы в одном направлении при разомкнутых контактах SQ) определяется выдержкой времени реле КТ, включаемого контактами 2К1 (2К2). Контакты 1КТ (2КТ) с установленной выдержкой времени размыкаются и размыкают цепь питания реле К1 (К2), что приводит к отключению электрозолотникового устройства У и прекращению перемещения бруса косилки. Если за установленную выдержку времени брус не попал в зону нечувствительности следящего устройства (один из контактов SQ замкнут), то реле К1 (К2) не отключится и движение бруса будет продолжаться.

Для защиты схемы от ошибок (одновременное нажатие на две кнопки SB) предусмотрены контакты 4К1 (4К2). Сигнальные лампы HL1 (HL2), установленные на пульте управления, позволяют машинисту следить за состоянием положения бруса косилки.[2],[3]

Принципиальная электрическая схема управления положением режущих аппаратов РР-44

скашивание поверхность неровность режущий

Предлагаемая модернизация позволит увеличить производительность каналоокашивающей машины ориентировочно в 1,2 раза. Это достигается благодаря автоматической стабилизации положения рабочих органов и увеличению быстродействия системы управления из-за повышения подачи насоса. Кроме этого, снижается утомляемость машиниста. А применение замкнутой системы привода режущих аппаратов с насосом, оснащенным автоматическим регулятором мощности, приводит к повышению КПД и экономии топлива. По предварительным расчетам ожидаемый экономический эффект от проведения модернизации может составить 80 тыс. руб. в год.

Библиографический список

1. Полинский В.А. Особенности взаимодействия режущих аппаратов мелиоративных косилок с окашиваемой поверхностью. М.: МГМИ, 1981.

2. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. М.: Машгиз, 1962.

3. Заленский В.С. Автоматическое управление строительными и дорожными машинами. М.: Стройиздат, 1996.

Размещено на Allbest.ru