Динамика основных рабочих органов самоходного картофелеуборочного комбайна КСК-4-1 и средств стабилизации загрузки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.06.01, кандидат технических наук Славкин, Владимир Иванович

• Славкин, Владимир Иванович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Славкин, Владимир Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технологический процесс выполняемый самоходным картофелеуборочным комбайном и факторы влияющие на его протекание.

1.2. Обзор работ по исследованию динамики картофелеуборочных комбайнов.

1.3. Обзор работ по средствам стабилизации загрузки самоходных картофелеуборочных комбайнов

1.4. Цель и задачи исследований.

Выводы.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ САМОХОДНОГО КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОГО ШМБАЙНА KCK-4-I.

2.1. Уравнение движения ходовой части.

2.2. Уравнение подкапывающих органов.

2.3. Уравнение движения сепарирующих органов . 62 Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СТАБИПИЗАЦИИ ЗАГРУЗКИ И

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

3.1. Выбор параметра стабилизации

3.2. Принцип работы и структурная схема системы стабилизации загрузки самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I.

3.3. Уравнения и передаточные функции звеньев стабилизирующего устройства.

3.3.1. Уравнение датчика

3.3.2. Уравнение гццрозолотника

3.3.3. Уравнение исполнительного механизма

3.4. Передаточные функции замкнутой одноконтурной системы стабилизации загрузки самоходного картофелеуборочного комбайна

3.5. Выбор настроечных параметров и исследование системы стабилизации загрузки на устойчивость

3.5.1. Построение области устойчивости в плоскости комплексного параметра /С0 методом

JJ - разбиения.

3.5.2. Построение области устойчивости в плоскости комплексного параметра Т7 методом

U - разбиения.

3.5.3. Исследование устойчивости системы стабилизации загрузки.

3.6. Исследование переходных процессов в системе стабилизации загрузки самоходного картофелеуборочного кшбайна KCK-4-I.

3.7. Об упрощении передаточных функций системы стабилизации загрузки

Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ЖПЫТАНЖСАМОХОДНОГО КАРТОФЕЛЕУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА KCK-4-I.НО

4.1. Программа лабораторно-полевых исследований . . НО

4.2. Методика полевых исследований самоходного комбайна KCK-4-I.III

4.3. Методика сравнительных испытаний

4.4. Обработка результатов измерений и оценка погрешности опытов

4.5. Результаты лабораторно-полевых исследований самоходного картофелеуборочного комбайна

KCK-4-I.

4.6. Результаты сравнительных лабораторий -полевых ж хозяйственных испытаний.

4.7. Исследование функционирования самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I с системой стабилизации загрузки при случайном возмущающем воздействии.

4.8. Эффективность применения системы стабилизации загрузки самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I.

Выводы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЯ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика основных рабочих органов самоходного картофелеуборочного комбайна КСК-4-1 и средств стабилизации загрузки»

Программа КПСС и материалы ХХУ1 съезда партии выдвинули важную народнохозяйственную задачу - повышение технико-экономической эффективности сельскохозяйственного производства. Выполнение этой задачи предусматривается за счет использования новейших достижений науки и техники, повышения технической оснащенности сельского хозяйства и его интенсификации [1,2] .

В этой пятилетке планируется повысить урожайность картофеля в каждом колхозе и совхозе, при этом, что рост производства картофеля остается ключевой проблемой развития сельского хозяйства.

Среднегодовой валовый сбор картофеля по стране за пятилетие должен достигнуть не менее чем 87-90 млн.тонн. Предусматривается расширить производство картофеля на орошаемых и осушаемых землях.

Для указанных задач необходимо дальнейшее совершенствование техники, особенно средств механизации, выполняющих уборочные процессы. Интенсификация процессов, выполняемых картофелеуборочными комбайнами, требует совершенствования конструкции рабочих органов и создания рациональных систем, обеспечивающих оптимальные режимы их работы.

Создание высокопроизводительного четырехрядного самоходного картофелеуборочного комбайна оснащенного гидростатической трансмиссией (ГСТ) с бесступенчатым регулированием скорости поступательного движения - явилось новым этапом в механизированной уборке картофеля. Однако уровень механизированной уборки картофеля остается еще не высоким. Так по данным машино - испытательных станций и отдельным протоколам НИИ и ГСКБ до 25% всего рабочего времени самоходные картофелеуборочные комбайны простаивают из-за поломок и забивания рабочих органов, вызванных, в основном, клубненосной массой. Это обусловлено тем, что комбайнер даже самой высокой квалификации, в силу постоянно меняющихся условий работы не в состоянии соответственно реагировать на изменение загрузки рабочих органов самоходного картофелеуборочного комбайна и регулировать скорость поступательного движения.

Исследования динамики основных рабочих органов самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I и изучение влияния их режимов и скорости поступательного движения на качественные показатели технологического процесса позволят создать рациональные средства стабилизации загрузки. Средства стабилизации загрузки позволят облегчить условия труда обслуживающего персонала, улучшить качество работы, повысить производительность и снизить затраты труда.

Исследованию динамики основных рабочих органов самоходного картофелеуборочного комбайна КСК-4 и средств стабилизации загрузки посвящена настоящая диссертационная работа, выполненная в 1977-1983 гг. в научно-производственном объединении по сельскохозяйственному машиностроению НПО ВИСХСМ.

Цель работы. Разработка технических средств стабилизации загрузки самоходного картофелеуборочного комбайна для повышения его эксплуатационных и качественных показателей.

На защиту выносятся следующие основные положения работы: разработка математических моделей движения основных рабочих органов и технических средств системы стабилизации загрузки (ССЗ) самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I; обоснование параметра стабилизации загрузки; обоснование диапазона настроечных параметров ССЗ; исследование устойчивости и динамических свойств ССЗ; результаты исследований влияния скорости движения комбайна и режимов работы сепарирующих органов на качественные показатели технологического процесса; результаты лабораторно-по-левых и хозяйственных испытаний комбайна KCK-4-I, оборудованного ССЗ; оценка спектральной плотности возщтцающего воздействия картофелеуборочного комбайш KCK-4-I.

Лабораторно-полевые и хозяйственные испытания проводились на полях Рязанской и Московской областей в 1977-1982 гг.

На разработанные отдельные рабочие органы, средства стабилизации загрузки и отдельные их элементы комитетом по делам открытий и изобретений при Совете Министров СССР нам вьщаны авторские свидетельства .№ 808537 [15], № 829019 [34], № 847266

36], № I0I5849 [96], № 1020045 [42], № I06I74I [37].

Результаты исследований использованы ГСКБ по машинам для возделывания и уборки картофеля г.Рязань при разработке основных рабочих органов самоходных картофелеуборочных комбайнов KCK-4-I и КСК-4 и используются при создании производственных образцов систем стабилизации загрузки.

Научные исследования являлись частью решения важнейшей научно-технической проблемы 0.51.17 по разработке и внедрению высокоэффективных технологических процессов производства картофеля определенных Постановлением Госплана СССР, ГКНТ и Академии наук СССР № НО/140/50 от 20 мая 1980 г. и выполненных в соответствии с отраслевым планом НИР по теме 05.007-77 и 05.007-81.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

IЛ. Технологический процесс выполняемый самоходным картофелеуборочным комбайном и факторы влвдюние на его протекание

Исследование технологического процесса, выполняемого картофелеуборочными комбайнами в реальных условиях эксплуатации, является важной задачей, определяющей эффективность разрабатываемых средств стабилизации. Поэтому для более глубокого я правильного анализа рабочего процесса кратко остановимся на технологическом процессе, выполняемом самоходным картофелеуборочным комбайном.

Технологический процесс работы самоходного картофелеуборочного комбайна протекает следующим образом (рис.1.1) /44/. При движении по полю лемехи I подрезают клубненосный пласт с четырех смежных рядков и подают его на первые элеваторы 2. Первые элеваторы крошат и рыхлят пласт, седарщзуют основную часть почвы и подают оставшуюся массу на второй элеватор 3. На втором элеваторе происходит дальнейшая сепарация почвы и оставшаяся масса подается на комкодавитель 4. При проходе между баллонами комкодавителл крупные почвенные комки разрушаются, а оставшаяся масса поступает на поперечные транспортеры 5, которые сужают поток и передают его на третий элеватор 6, на котором происходит дальнейшая сепарация почвы и частичное удаление ботвы. С третьего элеватора масса поступает на распределительный транспортер 7, редкопрутковый транспортер 8, горку ботвоудалителя 9, прижимное полотно 10, где происходит отделение ботвы от клубней и вынос ее с растительными примесями на убранное поле. С горки 9 клубни скатываются в выгрузной транспортер II, на котором происходит окончательное отделение цримесей от клубней и выгрузка их в рядом идущий транспорт.

Описанный технологический цроцесс самоходного картофелеуборочного комбайна оптимален, если отсев мелкой фракции почвы заканчивается в конце сепарирующих органов (после третьего элеватора), а содержание крупных примесей (не способных разрушаться и отсеяться на сепарирующих органах), в оставшейся клубненосной массе не превышает пропускной способности выгрузного транспортера [54] . Однако, в реальных условиях эксплуатации происходит отклонение выполняемого технологического процесса от оптимального приводящее к снижению качественных показателей работы и производительности комбайна. Установим причины нарушений технологического процесса.

Причины, вызывающие неравномерность загрузки комбайнов и ведущие к нарушению технологического процесса, многочисленны и разнообразны. Их можно разделить на внешние и внутренние. Внешние вызывают изменение затрат энергии комбайна на передвижение, подкапывание и загрузку рабочих органов клубненосной массой в процессе эксплуатации. К ним можно отнести: неравномерность подачи клубненосной массы в комбайн, изменение ее физико-механических свойств, состава и др.

Отличительной особенностью работы картофелеуборочных комбайнов от других уборочных машин, является значительная подача на рабочие органы клубненосной массы, содержащей до 98$ почвы, 1-1,5$ клубней картофеля и 0,2-0,5$ ботвы с примесями [73| , оказывающая основное влияние как на работу сепарирующих органов, так и на весь технологический процесс.

Величина подачи колеблется в широких пределах [б4, 73, 74, 79, 90, 98, IOOj в результате изменения рельефа картофельного поля и формы грядок J24J , неравномерности изменения глубины хода подкапывающих органов и скорости поступательного движения комбайна.

В исследованиях /73/ установлено, что оптимальная подача клубненосной массы в комбайн варьирует в широких пределах от 70 до 280 кг/с (рис.1.2). В работе /57/ Н.М.Марченко выявлена неравномерность подачи клубненосной массы в комбайн в следствие значительного изменения формы грядок и неудовлетворительного копирования их приемной частью.

Исследованиями И.Р.Размысловича и Л.А.ВергеЙчика /797 установлено, что колебание глубины хода подкапывающих лемехов, превышающие часто заданную на 6-8 см, увеличивают количество почвы, поступающей на сепарацию на 42$ от установленной номинальной.

Исследования величины подачи клубненосной массы с грохота под первый баллон комкодавителя картофелеуборочного комбайна КШ-2 выполнены в работе [55]. Опыты проводились на легкосуглинистых почвах, влажностью 24$ при постоянных частоте колебания грохота и скорости движения комбайна. Как видно из рисунка 1.3, сход клубненосной изменяется значительно от 12 до 32 кг/с, что говорит о широких пределах колебания загрузки рабочих органов, вследствие непостоянства как физико-механических свойств, так и состава подаваемой массы в комбайн.

На технологические показатели качества работы картофелеуборочных комбайнов влияет скорость поступательного движения комбайна. Частота возмущающих факторов увеличивается с увеличением скорости движения, следствием этого является изменение технологических энергетических, агротехнических и эксплуатационных показателей работы комбайна.

Результаты энергетических исследований картофелеуборочного комбайна К-3, проведенные Рустамовым С.И. и Дроздовым В.Н. [ы]

70 /30 /90

Подача почбы

250 Q, кг/с

Рис.1.2. Колебание подачи клубненосной массы в комбайне

КГП-2

12 ark

W

10

0 - — а 20 л i VJ St SI tc

Рис.1.3. Колебание схода клубненосной массы с грохота комбайна КГП-2 и самоходного КСК-4, проведенные Ищейновым В.Я. [40] показали, что с увеличением скорости поступательного движения комбайна и глубины хода лемехов тяговое усилие и мощность на привод рабочих органов возрастают (рис. 1.4, 1.5).

Возрастание тягового усилия вызвано повышением твердости почвы с увеличением глубины подкапывания, а возрастание мощности на привод рабочих органов вызвано увеличением секундной подачи клубненосной массы в комбайн .

О.А. Сафразбекяном [85] приведены результаты исследования зависимости качественных показателей комбайна ККР-2 от скорости его движения для тяжелых суглинистых почв влажностью 14$. Им установлено, что с повышением скорости движения комбайна с 0,24 до 1,28 м/с происходит увеличение подачи клубненосной массы в комбайн с 40 до 200 кг/с, потерь клубней с 25 до 38$ и уменьшение чистоты клубней в таре с 90 до 41$, повреждений с 80 до 43$. Эти данные говорят о значительном влиянии скорости движения комбайна на его качественные показатели и, очевидно, выбором оптимальной скорости движения можно добиться улучшения этих показателей.

На весь технологический цроцесс значительное влияние оказывает изменение физико-механических свойств и состава поступающей клубненосной массы, которые происходят непрерывно при движении комбайна вдоль гона. Изменение свойств клубненосного пласта,оцениваемое, например,по его способности к разрушению и сепарации на сепарирующих рабочих органах, зависит от ряда причин. Основными из них являются влажность, твердость и механический состав почвы.

При оценке способности клубненосного пласта к сепарации

Г.Д.Петровым вводится коэффициент р п

Pr,

KM lb 2

J 2 ^

Of

0.2 bff M kSt

22, /

7 7A

0.1

02

5)

Рис.1.4. Зависимости тягового усилия а) и потребной мощности б) комбайна К-3 от заглубления лемехов при скорости 0,5 м/с (1,4,6); 0,7 ц/с (2,5,7) и I м/с (3,8,Э)

NpwBr

40

20

1/ / эЬ

3 — Я

Nxx.kBt у

ОД 0,20 hyM

24.8ft)

7.0(3) 6,1 № 1ДШ oa (б)

Рис.1.5. Зависимость мощности, потребной на привод рабочих органов комбайна КСК-4 от заглубления лемехов: при рабочем режиме: I - через муфту сцепления; 2 - привод гидронасоса; 3,4 - привод основного и второго элеваторов; 5,6 - привод ботвоудалителя и подъемного барабана; при холостом режиме: (I), (3), (4), (5), (6) - мощность потребная на привод рабочих органов при холостом режиме: о - тяжелый суглинок;

-х - супесь где Qn - подача почвы на сепарирующий орган;

Q0 - количество почвы, отсепарированная на этом рабочем органе.

В исследованиях Петрова Г.Д. [13] и Сорокина A .A. /98J установлена закономерность сепарации почвы на сепарирующих рабочих органах в зависимости от влажности почвы, которая показана на рисунке 1.6. Эта зависимость представлена в виде двух предельных кривых, где верхняя показывает максимально возможные значения сепарации, а нижняя - минимальные. Из этого же рисунка видно, что при влажности почвы более 24$ эффективность сепарации резко ухудшается и составляет 30*50$. В зависимости от влажности, эффективность сепарации почвы можно охарактеризовать двумя зонами (рис.1.6): зона удовлетворительной сепарации с оптимальной влажностью от 15 до 26$, и - зона неудовлетворительной сепарации с повышенной влажностью выше 22-26$.

Исследования /73,747 показывают, что влажность почвы вдоль картофельного рядка распределена по закону близкому к нормальному (рис.1.7).

Не меньшее влияние на работоспособность картофелеуборочных комбайнов оказывает твердость (плотность) почвы. Она зависит от климатических условий, рельефа поля и ряда других факторов.

Исследования влияния твердости почвы на эффективность ее сепарации приведены в работе /737• В опытах твердость почвы на грядах изменялась от I? до МПа , путем прикатывания. Как видно из рисунка 1.8, полнота сепарации почвы изменяется обратно пропорционально твердости.

Другим важным фактором оказывающим существенное влияние на работоспособность картофелеуборочных комбайнов является механи

I зона Ьтитльноа Сложности

Повышенной влажности

5 го 25 30 35

Влажность поч$ы, %

Рис.1.6. Зависимость эффективности сепарации почвы на сепарирующих органах от влажности

25

20 » ъ,

Й 15 о

5?

10 5

8 12 16 20 Влажность

16 1 . Общее число сличаев уЧ ; V \ \ \ \

Рис.1.7. Изменение влажности почвы в сезон уборки картофеля s ^ 5

II о

1p 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 OH 0.3 j88

1 . .

1 1

1 1 1 j.6

1 1 1 1 1 > ^0.5!

1 1 I 1 4- t 1 1 1 OVt qj9 г 1 J- 1 -L 1 1 г 1 | ( 1 1 1

1,7 ?? 2J 2} tf 2,7 29 V МПа Твердость

Рис.I.8. Зависимость коэффициента отделения почвы от ее твердости дри влажности 17,7$

100

1 80 f I

§ 40

17

20 с * I 9 1 о Л < 1 • <

• 3

4

0.2 ОМ 0,6 0,8 1,0 1,2 п/с Поступательная скорость

Рис.1.9. Чистота клубней в бункере ксмбайна КГП-2 в зависимости от скорости дри работе на различных почвах:

I - песчаной,влажностью = 15$; 2 - среднесуглинистой и} = 23%; 3 - тяжелосуглинистой ц> > 23% ческий состав почвы.

Анализ данных испытаний картофелеуборочных комбайнов [73] , приведенных на рисунке 1.9, показывает, что при одинаковых скоростях поступательного движения комбайна чистота клубней в таре тем выше, чем меньше в почве физической глины.

По результатам Государственных испытаний проводившихся на Западной и Центральной МИС в 1977-1982 гг. нами построены гистограммы количества примесей почвы в выгрузном транспортере самоходных картофелеуборочных комбайнов КСК-4 и KCK-4-I на средне-суглинистых почвах. При снятии лабораторных проб скорость поступательного движения комбайна, глубина хода лемехов и кинематический режим работы сепарирующих органов выбирались в соответствии с условиями испытаний, оптимальными.

Из гистограмм видно (рис.1.10), что количество почвы в таре по отдельным пробам неодинаково и изменяется с изменением условий работы.

Из изложенного выше следует, что одним из направлений поддержания оптимального технологического процесса является регулирование скорости поступательного движения комбайна вдоль гона в соответствии с количественными и качественными изменениями поступающей в него почвенной массы.

К внутренним причинам, нарушающим технологический процесс можно отнести: общее техническое состояние картофелеуборочного комбайна и его рабочих органов; обоснованный выбор конструктивных параметров рабочих органов, обеспечивающих требуемую пропускную способность; правильный выбор формы и размеров перехода технологического цродукта с одного рабочего органа на другой, расположения щитков и рада других конструктивных элементов, способных быть местами забивания; степень совершенства опорно-копирую J

30

20.

110 I

19 a) 1

20\ I

10 20 30 W Пр.% Примеси I I i

10 20 30 M SO 60 70 Пр, X Принеси

Рис Л ,10. Гистограммы количества примесей почвы в выгрузном транспортере самоходных картофелеуборочных комбайнов КСК-4 и KCK-4-I, построенные по данным государственных испытаний в 1977-1982 гг. на средне-суглинистых почвах: а - на Западной МНС; б - на Центральной МИС щей системы приемной части комбайна, определяющей непостоянство глубины хода подкапывающих органов и др.

Эффективная работа самоходного картофелеуборочного комбайна требует знания информации об основных параметрах технологического процесса. В связи с этим рассмотрим развернутую технологическую модель самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I рис.1.II, представив ее в виде следующих соединенных звеньев: подкапывающих и сепарирующих органов, баллонов-комкодавителей и сужающих транспортеров, ботвоудаляющих органов и выгрузного транспортера, ходовой части с двигателем.

На модели приняты следующие обозначения: Q it). Q7 ( t ) - подачи клубненосной массы на соответствующие органы комбайна; QK ( t ) и Лр ( t ) - подача клубней и примесей выгрузным транспортером комбайна в транспортное средство; flKJ(t ). Пкв ( t ) - повреждения клубней соответствующими рабочими органами комбайна; /7, ( t ). Пд ( t ) - потери клубней соответствующими рабочими органами комбайна; %пг , %п5 , %П6 , , $пв - количество отсепар1фуемой почвы соответствующими органами комбайна; Нг ( t ) - толщина слоя клубненосной массы на выходе основных сепарирующих органов (параметр контроля или стабилизации); di6 ( t ) - изменение угла поворота рычага управляющего производительностью гидронасоса гидростатической трансмиссии (управляющее воздействие оператора или системы стабилизации загрузки (ССЗ); VK ( t ) - скорость поступательного движения комбайна; Fx ( t ), ft {t fd ( t ) - возмущающие факторы характеризующие влияние микрорельефа поля и картофельных грядок, растительного покрова поля, физико-механичес

Q(ij Подты&у ——ющиеорга■ BmSmiece■ —Вторые се- ПоперечныеL. баллоны 5 , Трети се- I Us (t

1x1 щщщие find) щщщ* Пкз (t) трон с лор- f],*k(t) ктокИи- //„ и) щируящ Ц Ц) ~~ органы Z органы *"" теры -— menu -^ органы ~ —

K(t) Щ)М М I n5(t) \№\is(t) и и) /ГГ^к шУР

Нг [tj f УправляющееЛв-\ —^ щие п п\ - -4- McmSue операто- органы 1 J~

I р /,\ \ ра (ССЗ) / и It)

U) выгрузной транспор тёр flv (t)

П8 а)

Uil um\fk(t)

часть

Кодовая to

Рис Л.II. Технологическая модель самоходного картофелеуборочного комбайна

KCK-4-I ких свойств почвы, ее состава и др. на ходовую часть и рабочие органы комбайна.

Влияние вышеуказанных факторов сказывается на производительности комбайна WK(t) , расходе энергии A/(t), качестве продукции.

Оператор наблюдает за параметрами рабочего процесса и посредством управляющих воздействий в силу своих возможностей приближает протекание его к оптимальному. Однако', как указывалось ранее, любой опытный комбайнер не в силах уследить даже за основными нарушениями технологического процесса и своевременно их ликвидировать. Очевидно, эти функции следует возложить на средства, стабилизирующие загрузку (ССЗ) комбайна путем изменения скорости поступательного движения.

Таким образом проведенный анализ внешних и внутренних факторов позволяет обосновать необходимость постоянной стабилизации технологического процесса самоходного картофелеуборочного комбайна .

Заключение диссертации по теме «Сельскохозяйственные и гидромелиоративные машины», Славкин, Владимир Иванович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Работа картофелеуборочных комбайнов происходит в условиях изменений количественного и качественного состава поступающей в него клубненосной массы, носящих случайный характер. Эти изменения вызывают нарушения технологического процесса забивания рабочих органов и отрицательно сказываются на показателях качества продукта. Компенсировать эти нарушения и улучшить качественные показатели можно за счет стабилизации загрузки рабочих органов путем соответствующего регулирования скорости поступательного движения комбайна.

2. На основании теоретических и экспериментальных исследований автором получены линеаризованные математические модели следующих основных динамических звеньев самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I: ходовой части, характеризуемой дифференциальным уравнением третьего порядка; подкапывающих органов, характеризуемых безынерционным звеном с запаздыванием; сепарирующих органов, характеризуемых дифференциальным уравнением второго порядка.

3. Регулирование самоходного картофелеуборочного комбайна наиболее эффективно выполняет линейная астатическая система стабилизации загрузки (ССЗ) по толщине слоя клубненосной массы, аналитически исследованная и испытанная автором в полевых условиях.

4. Исследование устойчивости по критерию Найквиста подтвердило правильность выбора настроечных параметров системы стабилизации загрузки, при этом запас устойчивости по фазе равен 1,05 рад., до амплитуде - 3,04.

5. Найдены аналитические выражения переходных процессов в замкнутой ССЗ для выходной величины (толщины слоя клубненосной массы) дри времени запаздывания равном 0, 1с и 1,4 с. Установлено, что переходные процессы носят апериодический характер с временем регулирования 8 с, 11,6 и 13 с и перерегулированием 10$. Для инженерных расчетов ССЗ вполне достаточно аппроксимировать передаточную функцию ходовой части комбайна KCK-4-I апериодическим звеном второго порядка, а передаточную функцию сепарирующих органов - апериодическим звеном первого порядка.

6. Лабораторно-полевыми исследованиями, проведенными на средне и легкосуглинистых почвах, установлено, что для удовлетворения агротехнических требований по потерям и чистоте и обеспечения минимума повреждаемости клубней необходимо при линейной скорости элеватора 2,3 м/с скорость комбайна KCK-4-I выбирать в пределах 0,97.1,2 м/с, а амплитуду колебаний полотна основного элеватора в пределах 0,039.0,013 м.

7. Проведенное тензометрирование рабочего процесса комбайна KCK-4-I с ССЗ и без нее и обработка информации на ЭВМ EC-I022 позволили получить надежные оценки спектральных плотностей входного и выходного сигналов, имеющих важное значение при расчете динамики самоходного картофелеуборочного комбайна и ССЗ. Установлено, что общая нагрузка на двигатель при работе с ССЗ снижается. При этом коэффициент стабилизации по нагрузке равен 1,08, а по толщине слоя - 1,28.

8. Лабораторно-полевые и хозяйственные испытания подтвердили преимущество комбайна KCK-4-I, оборудованного ССЗ, в сравнении с обычным комбайном KCK-4-I. При этом увеличилась производительность на 10.13$, несколько улучшились качественные показатели, снизились простои, вызванные забиванием рабочих органов, улучшились условия труда комбайнера.

9. Применение системы стабилизации загрузки на одном самоходном картофелеуборочном комбайне KCK-4-I за счет увеличения производительности даст годовой технико-экономический эффект в размере 1798 рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Славкин, Владимир Иванович, 1984 год

1. Программа Коммунистической партии Советского Союза. -М.: Политиздат, 1976, - 144 с.

2. Постановление ХХУ1 съезда КПСС по проекту ЦК КПСС "Основные направления развития народного хозяйства СССР на 19811985 годы". В кн.: Материалы ШТ съезда КПСС. М., 1981. -224 с.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.279 с.

4. Айзерман М.А. Лекции по теории автоматического регулирования. -М.: Гос.изд-во физико-математической литературы, 1958.520 с.

5. Алферов С.А. Динамика линейной модели зернокомбайна СК-4 при типовых внешних возмущениях. Докл.МИИСП. М.: 1965, вып.1, т.2, с.77-87.

6. Алферов С*А., Авакуменко B.C., Заяц Я.И. Динамика линейной модели зернокомбайна СК-4 при стационарных случайных внешних возмущениях. Докл.МИИСП, М., 1965, вып.1, т.2', с.89-97.

7. Алферов СЛ. Исследование динамики привода зерноуборочного комбайна: Сб."Земледельческая механика". Т. 9. - М.: Машиностроение, 1966, с. 4-21.

8. Алферов С.А. Динамика зерноуборочного комбайна. M.s Колос, 1977, - 256 с.

9. Алферов СЛ. Динамика сельскохозяйственных агрегатов при больших движениях. Докл. ТСХА, 1977, вып.229, с.144-150.

10. Артоболевский И.И. Об уравнениях движения машинных агрегатов: Сб.тр. по земледельческой механике. -М.: Сельхозгиз, 1952, с. 5-13.

11. Артоболевский И.И. Об одном критерии режима установившегося движения рабочих машин. Сб. тр. по земледельческой механике. М.: Сельхозгиз, 1954, т.2, с.39-60.

12. Артоболевский И.И., Лощин B.C. Динамика машинных агрега тов на предельных режимах движения. М.: Наука, 1977, - 325 с.

13. Бендат Дж., Пирсон А. Измерения искания случайных процессов. М.: Мир, 1971, - 180 с.

14. Бойцов Е.И., Боронтов Н.Ф., Терехов Н.С. и др. Устройство автоматического управления и контроля самоходной уборочной машины. А.с. 847266 (СССР). 1981, Б.И. № 26.

15. Большаков А.В.-, Славкин В.И., Карев Е.Б. и др. Устройство для контроля толщины почвенного пласта. А.с. 818537 (СССР). 1981, Б.И. № 13.

16. Бородин И.Ф., Киршгин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. M.: Колос, 1977.328 с.

17. Вантюсов ЮЛ. Механические цепи сельскохозяйственных машин. Саранск.: Изд-во Мордов.гос. ун-та, 1980. - 108 с.

18. Василенко П.М. Элементы теории устойчивости движения прицепных сельскохозяйственных машин и орудий: Сб.тр. по земледельческой механике. М.: Сельхозгиз, 1954, т.2, с.73-93.

19. Василенко П.М., Василенко И.И. Автоматизация процессов сельскохозяйственного производства. М.: Колос, 1972. - 574 с.20♦ Беденяпин Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. - 199 с.

20. Вейсс М.П. Обоснование характеристик ремней прутковых элеваторов картофелеуборочных комбайнов с целью повышения их долговечности: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1983. -20 с.

21. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физматлит, 1969. - 576 с.

22. Вергейчик Л .А. Изыскание и исследование средств поддержания заданной глубины хода подкапывающих органов многорядного картофелеуборочного комбайна: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Минск. 1975. 24 с.

23. Вергейчик Л.А., Зуяшов В.П., Карев Е.Б. Автоматическое вождение комбайна КСК-4. Тракторы и сельхозмашины, 1984, № I, с. 17-19.

24. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1975. - 872 с.

25. Высоцкий А.А. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1958. - 300 с.

26. Горячкин В Л. Собр. соч. М.: Колос, 1968, т. 1-3.

27. ГОСТ 20915-75. Техника сельскохозяйственная. Методы определения условий испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1975. -86 с.

28. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 10 с.

29. ГОСТ 23728-79 ГОСТ 23730-79. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 1979, - 24 с.

30. ГОСТ 11.004-74. Прикладная статистика. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормальногораспределения. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 20 с.

31. ГССТ 24055-80 ГОСТ 24059-80. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 48 с.

32. Джапаридзе P.P. и Петров Г.Д. Устройство для автоматического регулирования технологического режима сепарирующего органа корнеклубнеуборочной машины. А.с. 886796 (СССР), 1981, Б.И. № 45.

33. Джапаридзе P.P., Петров Г.Д., Карев Е.Б. и Славкин В.И. Устройство для контроля толщины почвенного пласта. А.с. 829019 (СССР), 1981, Б.И. № 18.

34. Джапаридзе P.P. Динамика сепарирующего элеватора. В сб.науч.тр.: Исследование и совершенствование машин для уборки корнеклубнеплодов и овощей. - М.: ВИСХСМ, 1982, с. 29-37.

35. Джапаридзе P.P., Карев Е.Б., Петров Г.Д., Славкин В.И. Устройство автоматического регулирования технологического режима корнеклубнеуборочной машины. А.с. 986333 (СССР). 1983,1. Б.И. № I.

36. Джапаридзе P.P., Петров Г.Д., Славкин В.И. и др. Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины. А.с. I06I74I (СССР), 1983, Б.И. № 47.

37. Иориш Ю.И. Измерения вибрации. М., 1956. - 403 с.

38. Ицкович Э.Л. Статистические методы при автоматизации производства. М. - Л.: Энергия, 1964. - 192 с.

39. Ищейнов В.Я. Исследование динамических нагрузок в приводе рабочих органов и ходовой части самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1982. - 17 с.

40. Карев Е.Б., Петров Г.Д., Славкин В.И. и др. Устройство для автоматического контроля и управления загрузкой корнеклуб-неуборочной машины. А.с. 986330 (СССР). 1983, Б.й. № I.

41. Карев Е.Б., Петров Г.Д., Славкин В.И. и др. Устройство для контроля толщины почвенного пласта. А.с. № 1020045 (СССР). 1983, Б.И. & 20.

42. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. Элементы теории рабочих процессов, расчет регулирования параметров и режимов работы: Учебник для вузов, спец. 1509 "Механизация сельского хозяйства". М.: Колос, 1980.' 671 с.

43. Комбайн картофелеуборочный самоходный KCK-4-I. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ПО "Рязсельмаш" ГСКБ по машинам для возделывания и уборки картофеля. Рязань: 1981. - 206 с.

44. Корн Г., Коря Т. Справочник по математике для научных работников инженеров. -М.: Наука, 1978. 831 с.

45. Кривогов Н.И., Герасимов С.А. К обоснованию параметров встряхивателей сепараторов картофелеуборочных машин. Тракторы и сельхозмашины, 1967, № 6, с. 31-33.

46. Крыжановский О.М. Об итерационном методе определения приближенных значений корней уравнений. Автоматика и телемеханика, 1950, № 5, с.347-360.

47. Кушель В.Ю. Исследование энергетических качеств самоходного картофелеуборочного кшбайна и обоснование его оптимальных параметров: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Минск: 1978. - 20 о.

48. Дурье А.Б. Динамика регулирования навесных сельскохозяйственных агрегатов. Л.: Машиностроение, 1969. - 287 с.

49. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. Л.: Колос, 1970. - 376 с.

50. Лурье А.Б., Громбчевский А.А. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. Л.: Машиностроение, 1977. - 527 с.

51. Лурье А.Б., Любимов А.И. Широкозахватные почвообрабатывающие машины. Л.: Машиностроение, 1981. - 270 с.

52. Любимов А.И. Динамика широкозахватных агрегатов основной обработки почвы: Автореф. дис. . докт.техн.наук. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1973. - 40 с.

53. Малько А.И. Изыскание и исследование средств регулирования технологического процесса картофелеуборочного комбайна. -Автореф. дис* . канд техн. наук. М., 1966, 24 с.

54. Малько А.И. К вопросу регулирования технологического процесса картофелеуборочных машин. В сб.науч.тр. Автоматизация сельскохозяйственных машин и технологических процессов. Вып.50. М.: ВЖХСМ, 1967, с. 124-155.

55. Мартынов В.И., Кучканов В.Д., Славкин В.И. и др. Прутковое полотно транспортера. А.с. 941252 (СССР), 1982, Б.И. & 25.

56. Марченко Н.М. К обоснованию копирующих систем картофелеуборочных комбайнов. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1961, № 6, с. 12-16.

57. Мацепуро М.Е. Технологические основы механизации уборки картофеля. Минск: Госиздат БССР, 1959. - 302 с.

58. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний. М.: Машиностроение, 1972. - 368 с.

59. Нагорский И.С., Чумак В.К. Определение статистических характеристик случайных процессов с помощью аналоговой вычислительной машины. В сб.науч.тр./ ДНИИМЭСХ. Вып.2, т.5. - Минск, 1967, с 12-16.

60. Нагорский И.О. Нестационарные процессы динамики сельскохозяйственных машин: Автореф. дис. . докт.техн.наук. -Минск. 1977. 34 с.

61. Нагорский И.О. Определение динамических характеристик сельскохозяйственных объектов управления с помощью ЭВМ. В кн.: Вопросы сельскохозяйственной механики. Т.19. - Минск.: Урожай,1979, с. 151-162.

62. Наконечный И.И. Эффективность бесступенчатого регулирования скорости движения самоходного зерноуборочного комбайна. -Тракторы и сельхозмашины, 1961, № I, с. 24-28.

63. Наконечный И.И. Анализ технологических и эксплуатационных основ автоматизации зерноуборочных комбайнов. В сб. науч.тр./ ВЖХСМ. Вып. 43, - М., 1963, с. 3-52.

64. Наконечный И.И., Зангиев А.А. Автоматическое регулирование загрузки силосоуборочного комбайна. В кн.: Автоматизация сельскохозяйственных машин и технологических процессов. - М. 1967, с. 102-103.

65. Настенко Н.Н. и Гурарий И.М. Системы автоматического регулирования зерноуборочных комбайнов. М.: Машиностроение, 1973. - 232 с.

66. Нормативно-справочный материал для экономической оценки сельскохозяйственной техники. М., 1980. - 297 с.

67. ОСТ 70.22-73. Методы энергетической оценки. М.: Союз-сельхозтехника, 1974. - 24 с.

68. ОСТ 70-85-74. Машины для уборки и сортировки картофеля.-М.: Союзсельхозтехника, 1975. 92 с.

69. ОСТ 23.2.455-76. Машины сельскохозяйственные. Общие технические условия. М.: МТиСХМ, 1976. - 48 с.

70. Осциллограф двадцатиканальный типа H004MI: Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Кишинев: Виброприбор, 1975. - 40 с.

71. Паспорт на потенциометр типа ПЛП-21.: Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Предприятие A-I984, 1976.4 с.

72. Петров Г.Д. Картофелеуборочные машины. М.: Машиностроение, 1972. - 399 с.

73. Петров Г.Д., Шляхецкий В.И. Статистические характеристики входных возмущений картофелеуборочных комбайнов. В сб. науч.тр./ ВИСХСМ. - М.: 1972, с. 3-18.

74. Петров Г.Д., Карев Е.Б. Устройство автоматического управления поступательной скоростью самоходного четырехрядного картофелеуборочного комбайна. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, вып.7, (14), 1975, с. 5-7.

75. Петров Г.Д., Карев Е.Б., Славкин В.И. и др. Тенденции развития средств автоматизации корнеуборочных машин. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1983. - 32 с.

76. Размыслович И.Р., Вергейчик Л.А. Статистические характеристики системы автоматического поддержания заданной глубины хода лемехов картофелеуборочного комбайна. Тракторы и сельхозмашины, 1973, № 7, с. 26-27.

77. Росляков В.П.,К вопросу о выборе параметров динамических систем сельскохозяйственных машин. В сб.науч.тр. Т.13. М.: ТСХА, 1961, с. 43-52.

78. Росляков В.П. Общие вопросы статистической механики в динамике сельскохозяйственных агрегатов. В сб.науч.тр. Вып.З, т.5. - Курский с.-х. ин-т, 1969, с. 84-104.

79. Росляков В.П. Динамика колесных машинно-тракторных агрегатов при случайных возмущениях (Колебания и устойчивость): Автореф. Дис. . докт.техн.наук. Ереван., 1971. - 48 с.

80. Сафразбекьян О.А. Результаты сравнительных испытаний отечественного и зарубежных картофелеуборочных комбайнов. В кн.: Исследование по механизации уборки картофеля. - М.: Сель-хозгиз, 1958, с. 35-52.

81. Сафразбекьян О.А. Обоснование необходимости длины рабочей поверхности сепараторов картофелеуборочных комбайнов. -В сб.научн.тр.: Механика технологических процессов уборки корнеклубнеплодов. -М.: 1982, с. 32-38.

82. Сборник агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. Т. 25. М.: Производственно-издательский комбинат, 1979, с. I38-I4I.

83. Себер Дж. Линейный регриссионный анализ. -М.: Мир, 1980. 456 с.

84. Симою М.П. Определение коэффициентов передаточных функций линеаризованных звеньев и систем регулирования. Автоматика и телемеханика, 1957, № 6, с. 514-528.

85. Славкин В.И. О целесообразности и эффективности регулирования технологического процесса картофелеуборочного комбайна. -В сб.: Прочность, устойчивость и колебания элементов машин и сооружений. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1978, с. I27-I3I.

86. Славкин В.И. Об определении передаточной и переходной функции ходовой части самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I. В сб.науч.тр. Вып.1, т. 18, М.: МИИСП, с. 59-66.

87. Славкин В.И. К определению уравнения движения сепарирующих органов самоходного картофелеуборочного комбайна. В межвуз. сб.науч.тр.: Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства. Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1981,с. 122-129.

88. Славкин В.И., Большаков А.В., Карев Е.Б. и др. Устройство автоматического управления загрузкой самоходной уборочной машины. А.с. 886801 (СССР), 1981, Б.И. & 45.

89. Славкин В.И. Исследование динамики ходовой части самоходного картофелеуборочного комбайна KCK-4-I. В сб.науч.тр. -М.: ВЖХСМ, 1982, с. 87-95.

90. Славкин В.И., Карев Е.Б., Петров Г.Д. и др. Устройство автоматического управления загрузкой самоходной сельскохозяйственной машины. А.с. I0I5849 (СССР). 1983, Б.И. $ 17.

91. Солодовников В.В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления. М.: Физматгиз, I960. - 655 с.

92. Сорокин А.А. Теоретические и экспериментальные основы создания картофелеуборочного комбайна расширенного диапазона применения. -Дис. . докт. техн. наук. М., 1973. - 342 с.

93. Сорокин А.А. Расчет почвосепарирующей поверхности картофелеуборочного комбайна. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1983, & I, с. 17-18.

94. Судник Ю.А. Исследование и разработка электромеханической системы управления режимами нагрузки рабочих органов картофелеуборочных машин: Автореф. Дис. . канд.техн.наук. - М., 1978. - 16 с.

95. Терехов Н.С., Судник Ю.А., Боронтов Н.Ф. и др. Устройство для автоматического регулирования режимов работы уборочных машин. А.с. 615884 (СССР). 1978. Б.И. № 27.

96. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования: Кн. 2. Анализ и синтез линейных непрерывных и дискретных систем регулирования / Под ред. докт .техн.наук проф. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1967. - 682 с.

97. Тимофеев А.И. Устойчивость движения и управляемость колесных ходов сельскохозяйственных машин и тракторов: Сб.тр.по земледельческой механике. -М.: Сельхозгиз, 1952, с. 260-282.

98. Тимофеев А.И., Флайшер Н.М. Теория устойчивости движения мобильных сельскохозяйственных машин. (Прямой метод Ляпунова) . -М.: МИИСП, 1981. 43 с.

99. Турбин Б.И. Об устойчивости движения звеньев сельскохозяйственных машин. В сб.научн.-техн. работ. - М.: МИМЭСХ, 1952, с. 152-174.

100. Турбин Б.И. Экспериментальное определение приведенных моментов инерции сельскохозяйственных машин: Сб.тр. по земледельческой механике. Т. 2, М.: Сельхозгиз, 1954, с. 294-302.

101. Турбин Б.И., Дроздов В.Н. Снижения вибрации и шумов в сельскохозяйственных машинах. -М.: Машиностроение, 1976. -224 с.

102. Шеповалов Б.Д. Анализ устойчивости гидромеханической системы регулирования подачи. В сб.науч.тр.: Автоматизация мобильных сельскохозяйственных машин. Вып. 43. - М.: ВШХСМ, 1963, с. 69-82 .

103. Шеповалов В.Д. Динамика управляемых сельскохозяйственных уборочных машин: Автореф. Дис. . докт.техн.наук. Л.-Пушкин, 1970. - 30 с.

104. Шеповалов В.Д. Автоматизация уборочных процессов. -М.: Колос, 1978. 384 с.

105. Шляхецкий В.И. Статистические исследования технологического процесса комбайновой уборки картофеля: Автореф. Дис. . канд.техн.наук. М.: 1973. - 27 с.

106. Шляхецкий В.И., Петров Г .Д., Максимов Б.И. Некоторые вопросы дальнейшего совершенствования картофелеуборочных комбайнов. Тракторы и сельхозмашины, 1973, № 3, с. 22-24.

107. Gechan Мс М.В.А. comparison of some Studies of damage susceptibility of diffrent potato.- Varieties I.agr.Eng.Pes., 1981, vol 26, N 2, p. 161-17o.

108. Grolla D.A. The ride and handling of tractor and trailer combinations.- Agr.Eng., 1979, vol 34, N 4, S. 111-115.

109. Hude G.M. c.a. Chain Speca effects on potato tuber damage and soil elimination.- St. Joseph, Mich., 1979, p. 14.

110. Kanafojski Gr. Teoria i konstrukcja maszyn rolniczych. Т. II Maszyny da zbioru ziemioptodow. Warszawa, 1972, Panswowe wy-dawnictwo Polnicze i Lesne. 8o9 S.

111. Palmer I. Adaptation of a Commercal Potato Harvester to a commercial X- ray Separator. I. Agric.Eng.Pes., 1973, 18, N4o, p. 355 -367.

112. Попов И. Критерии на подобие на динамичната система двигателя Вършачен барабан. - Научн.Трудове. Сер.I./Высш.йнст. Машиностр.Механ. Електр. Селск. Стоп. Русе, Т.21, 1979, с.97-100.

113. Попов И. Статистически характеристики на ъговата ско-рост на вършачни барабани като случайна функция на изхода на динамичната система двигател-барабан. Научн. Трудове. Сер.1. / Высш. Инстр. Машиностр. Механ. Електр. Селск. Стоп Русе. Т.21, с. 93-96.

114. Siering G. Telemetrische Messwertiibertragung an Siebket-ten.- Agrartechnik, 198o, Bd. 3o, N 3, S. 115-117.

115. Spilse E. Weniger Knollenbeschadigungen.Ratschlage um Vollernteeinsatzz.-Schweiz.Landtechn.,198o,Bd.42, N9,S.579-583.