Повышение энергоэффективности сегментной косилки с изменяющейся длиной шатуна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Миндров Константин Анатольевич

• Миндров Константин Анатольевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Миндров Константин Анатольевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор исследований процесса резания растений

1.2 Обзор и анализ исследований по оценке энергозатрат в сельскохозяйственных агрегатах с сегментно-пальцевым режущим аппаратом

1.3 Анализ методов и средств снижения энергозатрат в сельскохозяйственных агрегатах для кошения трав с сегментно-пальцевым режущим аппаратом

1.4 Анализ путей повышения потенциала энергоэффективности приводов косилок

Выводы по главе

Цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Выбор кинематической схемы гидромеханического привода сегментной косилки

2.2 Энергетическая цепь колебательного гидропривода

2.3 Математическая модель кинематики привода сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной шатуна для точки соединения кривошипа и шатуна

2.4 Математическая модель кинематики привода сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной шатуна для точки соединения шатуна и ножа

2.5 Алгоритм построения диаграммы резания сегментно-пальцевой косилки для произвольной точки

2.6 Выводы по главе

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

3.1 Назначение экспериментальной установки

3.2 Описание схемы экспериментальной установки сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной шатуна

3.3 Характеристика оборудования экспериментальной установки

3.4 Система сбора данных

Выводы по главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Методики лабораторных испытаний модернизированной сегментно-пальцевой косилки КС-2,1

4.2 Полевые испытания модернизированной косилки

4.3 Методика оценки энергозатрат СХА при кошении трав

4.4 Идентификация экспериментальных зависимостей и модели

4.5 Применение многофакторного эксперимента для нахождения оптимальных значений удельного расхода топлива СХА на базе модернизированной косилки КС-2,1

4.6 Расчет технико-экономической эффективности от применения сегментно-пальцевой косилки с гидромеханическим приводом ножа

4.7 Расчет экономической эффективности от применения СХА на базе модернизированной сегментно-пальцевой косилки

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергоэффективности сегментной косилки с изменяющейся длиной шатуна»

Актуальность темы.

В соответствии с современными тенденциями энергоэффективности развитие режущих аппаратов сегментно-пальцевых косилок идет по пути снижения удельных энергозатрат, что в свою очередь требует создания оптимальных режимов при повышении скорости резания. Однако увеличение скорости резания при неизменных параметрах привода ножа сегментно-пальцевой косилки требует поддержания более высоких оборотов двигателя мобильного энергетического средства (МЭС), что увеличивает удельные энергозатраты на единицу скашиваемой площади в 1,3 раза и более.

Поддерживать рациональную скорость резания сегментно-пальцевой косилки независимо от оборотов ДВС можно с использованием независимого электропривода. Однако для питания электропривода косилки МЭС должно быть оборудовано электрическим источником мощностью не менее 5 кВт. Другим методом увеличения скорости ножа сегментно-пальцевой косилки в широком диапазоне частоты вращения вала отбора мощности (ВОМ) является периодическое изменение длины гидрораздвижного шатуна (ГРШ) за счет генерирования колебаний масла в замкнутом контуре в определенной зоне периода движения ножа. При наложении колебаний к ГРШ сегментно-пальцевой косилки можно добиться дополнительного приращения скорости ножа на требуемом промежутке периода его движения. Это можно достигнуть при создании импульсного режима движения масла в замкнутом контуре, который создается за счет прерывания потока масла с помощью ударного узла синхронизированного с периодом работы ножа косилки. Использование импульсного режима в гидродинамических подъемных устройствах выявило их значительный потенциал в части генерирования импульсов давления. Таким образом, исследование посвященное генерированию колебаний давления в замкнутом гидравлическом контуре для обеспечения требуемого приращения длины ГРШ, а следовательно, и

скорости ножа сегментно-пальцевой косилки является актуальным и практически значимым.

Степень разработанности темы. Существенный вклад в повышение качества резания и снижение энергозатрат кормоуборочных сельскохозяйственных агрегатов в том числе и кормоуборочных машин внесли известные ученые: С. С. Алатырев, Н. В. Алдошин, Ю. А. Вантюсов, В. П. Горячкин, В. А. Желиговский, А. П. Иншаков, В. И. Славкин, Н. П. Ларюшин, А. П. Савельев, А. П. Левцев, Н. Е. Резник, М. Н. Чаткин и др.

Диссертационная работа выполнена согласно плану НИОКР по программе развития АПК Республики Мордовия до 2020 года «Разработка методов и средств контроля энергопотребления сельскохозяйственных агрегатов» и плану научных исследований ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарева».

Цель исследований - повышение энергоэффективности сегментно-пальцевой косилки при скашивании трав на основе приращения скорости резания за счет периодического изменения длины гидрораздвижного шатуна при генерировании колебаний давления масла в замкнутом контуре.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

- провести анализ энергозатрат на привод ножа сегментно-пальцевой косилки при резании трав в зависимости от сопротивлений косилки, МЭС при обеспечении качества резания;

- предложить способ и схемное решение для увеличения скорости перемещения ножа сегментно-пальцевой косилки с периодическим изменением длины гидрораздвижного шатуна, позволяющее снизить удельные энергозатраты на привод;

- разработать математические модели функционирования кривошипно-ползунного механизма с периодически изменяющейся длиной шатуна сегментно-пальцевого режущего аппарата и приращения длины гидрораздвижного шатуна при различных колебаниях давления масла в замкнутом гидравлическом контуре;

- разработать устройство для создания колебаний давления в замкнутом гидравлическом контуре, обеспечивающее требуемое приращение длины гидрораздвижного шатуна;

- провести эксплуатационные испытания сельскохозяйственного агрегата для кошения трав на базе сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 и трактора класса 1,4 с периодически изменяющейся длиной ГРШ, обосновать рациональные режимы работы и оценить их энергозатраты.

Объект исследований - сегментно-пальцевая косилка с изменяющейся длиной шатуна в составе СХА на базе МЭС класса 1,4 тонны.

Предмет исследований - энергоэффективные режимы работы СХА с сегментно-пальцевой косилкой при резании трав с изменяющейся длиной гидрораздвижного шатуна под действием колебаний давления масла в замкнутом контуре.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- способ и схемное решение увеличения скорости ножа сегментно-пальцевой косилки с гидрораздвижным шатуном под действием колебаний давления масла в замкнутом контуре;

- математические модели кривошипно-ползунного механизма с периодически изменяющейся длиной шатуна сегментно-пальцевого режущего аппарата и приращения длины гидрораздвижного шатуна при различных колебаниях давления масла в замкнутом контуре;

- методика оценки энергетических затрат сельскохозяйственного агрегата для кошения трав на базе сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной шатуна.

Практическая значимость работы заключается:

- в схеме замкнутого гидравлического контура для генерирования импульсов давления;

- в конструкциях гидрораздвижного шатуна с воздушным упругим звеном и ударного узла для создания колебаний давления в замкнутом гидравлическом контуре;

- в энергоэффективных режимах работы СХА на базе МЭС класса 1,4 и сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной шатуна под действием колебаний давления в замкнутом гидравлическом контуре.

Новизна и промышленная применимость таких устройств подтверждена патентом на полезную модель.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием дифференциальных уравнений в математическом моделировании гидродинамики и кинематики основано на теории дифференциальной геометрии и энергетических цепей. Физическое моделирование включает проведение исследования сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 с гидродинамическим приращением длины гидрораздвижного шатуна с использованием платы ЦАП/АЦП PCI-6009 производства National Instruments.

Достоверность основных положений работы подтверждена адекватностью математического и физического моделирования (расхождение не более 10%), а также применением в экспериментальных исследованиях современного оборудования и программного обеспечения. Результаты работы прошли апробацию в печати и на научно-практических конференциях.

Положения, выносимые на защиту:

- способ увеличения скорости ножа сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной гидрораздвижного шатуна под действием колебаний давления масла в замкнутом контуре;

- математические модели кривошипно-ползунного механизма с изменяющейся длиной шатуна сегментно-пальцевого режущего аппарата и приращением длины ГРШ при различных колебаниях давления масла в замкнутом гидравлическом контуре;

- методика оценки энергетических затрат сельскохозяйственного агрегата для кошения трав на базе сегментно-пальцевой косилки с изменяющейся длиной шатуна.

Реализация результатов исследования. Разработанная конструкция гидромеханического привода сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 на основе циклических приращений ГРШ под действием колебаний давления масла в замкнутом контуре приняты к внедрению Мордовским НИИСХ - филиал ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока. Разработанные энергоэффективные режимы работы СХА на базе МЭС класса 1,4 и сегментно-пальцевой косилки с ГРШ внедрены в филиале ФГБУ Государственная комиссия Российской федерации по испытанию и охране селекционных достижений» Мордовской государственной сортоиспытательной станции Старосиндровского государственного сортоиспытательного участка, и КФХ «Перякин И.Д.».

Результаты исследований используются при проведении занятий с бакалаврами и магистрами по направлению подготовки «Агроинженерия», «Теплоэнергетика и теплотехника» в ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева».

Апробация. Основные положения исследований и их результаты докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, 2008 г.); Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2012 г.); Международной научно-практической конференции, посвященной памяти доктора технических наук профессора Ф. Х. Бурумкулова (Саранск, 2016г.); Международной научно-технической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы» (Саранск, 2019 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 13 научных публикациях, включая 6 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложения, изложена на 138 страницах, включает 13 таблиц, 94 рисунка и список литературы из 121 наименований.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор исследований процесса резания растений

При заготовке кормов важнейшей операцией является кошение сельскохозяйственных культур. В настоящее время применяется большое количество сегментных и ротационных косилок. Благодаря высокой производительности ротационные косилки получили широкое распространение, однако для их работы необходимо больше энергии, чем у сегментно-пальцевых косилок, кроме того, качество среза стеблей значительно ниже.

Для снижения возможности изгиба стеблей, в режущих аппаратах с подпорным принципом резания, таких как сегментно-пальцевые и беспальцевые, растение срезается сегментном, когда оно опирается на противорежущую пластину.

Основными достоинствами сегментно-пальцевых режущих аппаратов является наличие высокого качества среза растений, отсутствие измельчения и низкие энергозатраты по сравнению с аппаратами бесподпорного резания. Кроме того, сегментно-пальцевые режущие аппараты используются как в сухой, так и частично подтопленной местности [110].

Режущие аппараты сегментно-пальцевого типа, кроме косилок, применяются также в конструкциях жаток комбайнов. Наличие разрушающего влияния на хлебную массу режущими элементами ротационных режущих аппаратов не позволяет использовать их для уборки зерновых культур, так как это приводит к повышению потерь урожая зерна [18, 74, 88].

Теоретические основы механизма резания лезвием ножа были предложены в работах академика В. П. Горячкина [30, 31, 43]. Он определил, что при перемещении лезвия ножа перпендикулярно к его полотну сила, которую необходимо применить для срезания стеблей, будет максимальной.

Для уменьшения силы, необходимой для срезания растений, кроме нормального движения лезвия ножа, необходимо также обеспечить его продольное перемещение относительно нормального, т.е. вдоль длины материала [4, 117].

Для характеристики скольжения лезвия по стеблю В. П. Горячкин впервые ввел определение коэффициента скольжения, равного отношению касательной Ут составляющей скорости лезвия к нормальной Vм составляющей.

где т - угол скольжения.

Таким образом, были определены разновидности резания, которые определяются следующими условиями:

- нормальное резание: Ут = 0; т = 0; в = 0;

- скользящее резание: Ут > 0; т > 0; в > 0.

В. А. Желиговский продолжил развивать положения теории резания лезвия Горячкина и на основании экспериментальных исследований установил, что скольжение лезвия по материалу будет отсутствовать до достижения определенного значения нормальной и касательной сил, а направление действия равнодействующей силы совпадает с направлением перемещения [43, 50]. Таким образом, когда при давлении N достигшем некоторого значения, и приложенной касательной силе Т их равнодействующая сила Я будет равна сопротивлению разрезаемого материала К, произойдет его резание (рис. 1.1, 1.2).

(1.1)

Я =л/ N2 + Т2 = К,

(1.2)

где К - временное сопротивление разрезаемого материала.

Из выражения (1.2) видно, что для уменьшения силы N нужно увеличить силу Т.

Рисунок 1.1 - Определение условия резания

Рисунок 1.2 - Резание стебля ножом

При перемещении лезвия по материалу на некоторую величину а и достижении силой N определенного значения величина касательной силы Т может быть снижена, но при этом будет осуществляться процесс резания. В данном случае направление равнодействующей силы Я несколько отклонится от нормального перемещения, что приведет к скольжению лезвия по материалу, но не обязательно продольному. На основании данных выводов В. А. Желиговский внес поправки в понятие коэффициента скольжения. Если выполняется условие а > ф, то отношение (1.1) обозначается коэффициентом продольного перемещения. При выполнении условия а < ф, т.е. когда угол а меньше угла трения ф, скольжения лезвия по материалу не происходит.

Таким образом, в своих работах В. А. Желиговский различает всего три разновидности процесса резания: нормальное, когда а = ф = 0, с продольным перемещением, когда а = ф > 0, и скользящее, которое соответствует неравенству а > ф.

Влияние угла скольжения т на энергозатраты в процессе резания достаточно глубоко в своих работах исследовал Н. Е. Резник. Наиболее важным показателем для описания энергетической оценки процесса резания растений, характеризующим его энергоемкость, является удельная работа резания Ауд. Данный показатель представляет собой отношение суммарной работы резания А к площади сечения перерезаемого слоя

где А - суммарная работа резания, Нм; Я - площадь сечения перерезаемого слоя, см2.

Угол скольжения ножей режущего аппарата т оказывает большое влияние на выбор его схемы. Величина удельной работы А при рубящем действии лезвия ножа (т.е. при т = 0), с точки зрения В. А. Желиговского, будет наименьшей. Как показали исследования, величина удельной работы возрастает более интенсивно при т= 70...750 [43].

В результате исследований, проведённых Н. Е. Резником, о влиянии угла скольжения т на энергозатраты в процессе резания, выражение для определения критического усилия резания, т.е. окончания сжатия массы травы лезвием и начало его внедрения, приняло вид:

Ркр = 5ор + ^р + / Нш2р + М(/ ^2р)], (1.4)

2И

где 5 - толщина лезвия, см; Ор - разрушающее контактное напряжение, МПа; Е - модуль упругости материала, МПа; Ист - величина заглубления лезвия в слой материала, при которой наступает критическое контактное напряжение, см; И - толщина слоя материала, см; в - угол заточки лезвия; / - коэффициент трения материала о грани ножа; М - коэффициент Пуассона.

При заходе лезвия ножа в тело материала на величину Ист и совершении ножом только касательно направленного движения в соответствии с выражением (1.1) получаем что разрушающее контактное напряжение отсутствует [13, 40, 95, 96].

Рассмотрим два крайних случая для удельной работы резания Ауд. При совершении работы в отсутствии резания удельная работа Ауд = и другой вариант - когда происходит рубящее резание, тогда удельная работа будет иметь фиксированное значение при неизменных факторах из выражения (1.3).

Н. Е. Резник в своей работе [96] приводит результаты исследования на диаграммах резания слоев растительной массы различной толщины (от 25 до 120 мм). В результате автор выделяет две основные работы: работа,

затрачиваемая на предварительное сжатие слоя массы, и работа, совершаемая на резание слоя массы.

Работа сжатия может быть определена следующим образом:

Р.

А И

сж 2 сж:

(1.5)

где Р.р - критическая сжимающая сила лезвия, Н; Исж - значение линейного сжатия слоя от начала сжатия до начала резания, мм.

Работу резания можно определить по формуле:

Арез = Ррез(И - Исж),

(16)

где Ррез - среднее усилие на участ.е резания, Н; И - толщина слоя растительной массы,

мм.

В формуле (1.7) представлена суммарная величина работы, необходимой для срезания слоя, с учетом работы на предварительное сжатие слоя массы:

А = Арез + Асж

(1.7)

Также Н. Е. Резни. определил коэффициент полезной работы лезвия:

Ар

А = -

рез

Арез + Асж

(1.8)

Увеличение коэффициента А обозначает улучшение процесса резания, так как величина суммарной работы А при увеличении А снижается.

Рабочую часть значительного числа режущих элементов можно представить в виде клина, у которого угол заострения у увеличен на угол трения ф с каждой стороны (рис. 1.3). На данный угол в свою очередь

/то т+Ф ж ф

я

Рисунок 1.3 - Распределение сосудисто-волокнистых пучков по сечению стебля

воздействуют сопротивления, преодолеваемые ножом при резании: Р0 -сопротивление проникновению лезвия в стебель; N и N1 - силы нормальных давлений перерезанных смятых волокон стебля на грани клина; ^еоБф и М/соБф - силы нормальных давлений на соответствующие грани условного клина [96].

Для одностороннего клина усилие резания составляет:

Р = Р0 + N мп(у + 2ф)/^2ф. (1.9)

где Р0 - сопротивление проникновению лезвия в стебель, Н; N и N1 - силы нормальных давлений, Н; ф - угол заострения, рад; у - угол трения, рад; Р - сила резания, Н; Мс^ф и М/^ф - силы нормальных давлений на соответствующие грани условного клина, Н.

Схема перерезания стебля, для сегментно-пальцевых режущих аппаратов косилок и зерноуборочных машин представлена на рис. 1.4 [98].

Рисунок 1.4 - Схема перерезания стебля

Условие резания для данной схемы будет иметь вид:

VН 2 > RS /.|зА гю /[/52(1 - -у)2] + m / Дг|, (1.10)

где 5 - зазор между лезвиями, см; / - расстояние между вкладышем и пером пальца, см; Риз = т ] - сила инерции стебля, препятствующая его отгибу, Н; т - приведенная масса стебля в точку удара, кг; / - величина отклонения стебля, рад; Н - высота резания, см; ] - ускорение стебля, м/с2; Rs - сила, необходимая для перерезания стебля, Н; Vн - скорость резания, м/с.

Как видно из выражения (1.10) на уменьшение скорости резания значительное воздействие оказывают зазор 5 между лезвиями и расстояние / между вкладышем и пером пальца [33, 37].

В соответствии с работами В. П. Горячкина, В. А. Желиговского, В. Б. Гундобина, чистый срез растений обеспечивается при отсутствии выскальзывания или смятия их из-под лезвий [39]. При этом низкокачественный срез стеблей и забивание срезающего устройства происходит при наличии низкой скорости начала резания у среднего пальца, не превышающей 0,5 м/с. Опытами В. А. Желиговского, И. А. Долгова установлено, что срез травы при наименьшем сопротивлении и соответственно минимальном расходе энергии происходит при скорости резания ножа не ниже 2,15 м/с [38, 101].

В средней полосе России, при приготовлении кормовых смесей для кормления коров и коз используются в основном клевер, тимофеевка, козлятник, люцерна, райграс пастбищный, овсяница (табл. 1.1). Таблица 1.1 - Перечень наиболее ценных растений для приготовления кормов

Наименование Диаметр стеблей, мм Высота стеблей, см Влажность, %

Клевер (фаза цветения) 4 - 5 30 - 40 82,2

Костер безостый (фаза колошения) 3 - 4 40 - 50 74,1

Овсяница луговая (фаза колошения) 1,5 - 2,5 25 - 35 66,1

Люцерна (фаза цветения) 4 - 5 35 - 40 75,3

Тимофеевка (фаза колошения) 3 - 4 50 - 60 72,7

1.2 Обзор и анализ исследований по оценке энергозатрат в сельскохозяйственных агрегатах с сегментно-пальцевым режущим аппаратом

В работах В. Б. Гундобина отмечается, что при увеличении ширины захвата режущего аппарата ухудшается копирование рельефа поля и увеличивается количество касаний режущего аппарата за неровности почвы.

Зависимость теоретической производительности такого сельскохозяйственного агрегата от поступательной скорости представлена на рис. 1.5.

W, га/ч

3,00 5,00 7,00 9,00 11,00 V, км/ч

Рисунок 1.5 - Зависимость производительности косилки с шириной захвата 2,1 м

от поступательной скорости агрегата

Для косилки КС-2,1, агрегатируемой с трактором МТЗ-82 производительность на разных передачах в КПП представлена на рис. 1.6.

3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00

1500,00 1600,00 1700,00 1800,00 1900,00 2000,0 П, об/мин

Рисунок 1.6 - Производительность косилки КС-2,1, агрегатируемой с трактором МТЗ-82 от частоты вращения коленчатого вала двигателя: 1 - 2-я передача; 2 - 3-я передача; 3 - 4-я передача; 4 - 5-я передача; 5 - 6-я передача

Как видно из приведённой зависимости на рис. 1.5, производительность составит 2,5 га/ч (при скорости 12 км/ч) и может быть достигнута на 5-й и 6-й передачах в коробке перемены передач (КПП). Однако с учетом ограничения скорости резания не менее 2,15 м/с минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя для обеспечения качественного среза для трактора МТЗ-82 должна составлять 1 700 мин-1. Таким образом, максимальная производительность при обеспечении качественного среза будет достигаться на 5-й передаче при 2 000 мин-1.

В работе А. П. Левцева [62, 68] показаны зависимости механических потерь в двигателе Д-240, и активного сопротивления от угловой скорости коленчатого вала двигателя (рис. 1.7, 1.8). Из которых следует, что при угловой скорости коленчатого вала от 100 до 200 рад/с, мощность внутренних потерь растет с 4,5 до 22 кВт, при этом активное сопротивление

Рисунок 1.7 - Зависимость механических потерь в двигателе МЭС от угловой скорости

0,80

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

0,00

: г. Н-ы/с"1

* * > - — в _^

: *--•------

|

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00 (о, рад/с

Рисунок 1.8 - Зависимость сопротивления резания от угловой скорости

На рис. 1.9 приведены зависимости активного сопротивления резанию стеблей от угловой скорости вала привода [42, 63, 67].

Рисунок 1.9 - Зависимость изменения активного сопротивления резанию на поступательных скоростях агрегата от 3 до 12 км/ч

Затраты мощности на привод косилки КС-2,1 при различных скоростях представлены на рис. 1.10.

кВт/га 2 А

1,2 ~ 1

1500 1700 1900 2100 п, мин"

Рисунок 1.10 - Зависимость затрат мощности на привод косилки при различной частоте вращения двигателя на различных скоростях

Таким образом, суммарные значения энергозатрат для сельскохозяйственного агрегата, состоящего из трактора МТЗ-82 и сегментно-пальцевой косилки, составят 23,5 кВт при работе на 4-й передаче с частотой вращения двигателя 2 100 мин-1.

1.3 Анализ методов и средств снижения энергозатрат в сельскохозяйственных агрегатах для кошения трав с сегментно-пальцевым режущим аппаратом

Современные тенденции в развитии сельскохозяйственных агрегатов с сегментно-пальцевым режущим аппаратом идут по пути увеличения их производительности при обеспечении качества среза и снижении удельных энергозатрат [2, 3, 4, 5, 53, 81, 90, 118, 119, 120]. Данные результаты могут быть достигнуты при реализации следующих мероприятий:

- увеличение скорости движения сельскохозяйственных агрегатов;

- рациональное использование мощности мобильного энергетического средства и косилки;

- применение независимого привода ножа сегментно-пальцевой косилки;

- снижение потерь в приводе ножа сегментно-пальцевой косилки;

- совершенствование режимов работы сегментно-пальцевой косилки.

Не все из перечисленных мероприятий могут быть реализованы на практике.

Наиболее широкое распространение в качестве приводного механизма режущего аппарата косилок получил кривошипно-шатунный механизм. В различных конструкциях косилок и жаток для привода ножа применяются шарнирный четырехзвенник, качающаяся вилка, механизм качающейся шайбы и др. Выражения для перемещений, скоростей и ускорений ножа, приводимого в движение этими механизмами, довольно сложны. Поэтому для дальнейшего анализа с достаточной для практики точностью можно рассматривать кинематику ножа, приводимого в движение кривошипно-шатунным механизмом [41, 111].

Перемещение ножа сегментно-пальцевой косилки состоит из переносного движения, т.е. вместе с машиной и относительного движения, при котором нож осуществляет гармонические колебания [29, 71].

Нож срезающего устройства приводится в движение плоскими и пространственными кривошипно-шатунными механизмами, первые из которых применяются в основном на зерновых жатках, а вторые - на косилках [71].

Рисунок 1.11 - Кривошипно-шатунные механизмы аксиального (а) и дезаксиального (б) привода срезающего устройства, где В1, В2, В, Б\, В'2, В' - положения режущей кромки; £ - ход ножа с центром в точке 0 аксиального привода, м; ¡, ¡1 - длины шатуна, м; А, А1 -положения кривошипного вала; г, Г1 - радиусы кривошипного вала, м; а> - угловая скорость, рад/с; £1 - ход ножа дезаксиального привода, м

Кривошипно-шатунные механизмы бывают двух типов: аксиальные (рис. 1.11 а), и дезаксиальные (рис. 1.11 б), когда ось кривошипного вала

соответственно расположена на линии движения ножа и выше линии движения ножа [71].

Для привода ножа используют плоские и пространственные механизмы. Для уборочных машин наиболее распространенным является дезаксиальный привод. Однако к существенным недостаткам привода кривошипно-ползунного механизма можно отнести динамическую неуравновешенность, что вызывает появление вибрации, и соответственно ограничивает скорость резания ножа и машины [20, 21, 24].

Похожие недостатки преобладают также в механизмах, изображённых на рис. 1.12 б и 1.12 в. Отличие их в том, что у первого механизма кривошип связан со штоком с помощью ползуна, а второй не имеет соединяющего звена между ножом и штоком.

Также применяется кулачковый механизм привода (рис. 1.12 г), в котором кулачок, вращаясь, толкает шток с прикрепленным к нему ножом. Обратное перемещение нож совершает под воздействием пружины.

Привод с качающимися режущими элементами изображен на рис.1.12,д. Установленные на брусе режущие органы шарнирно связаны между собой, приводятся в движение кривошипом посредством шатуна. Существует аналогичный механизм, но с жестко закрепленными на едином подвижном брусе с сегментами (рис. 1.12, е), осуществляет плоскопараллельные движения по дуге окружности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Миндров Константин Анатольевич, 2020 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента / Ю. П. Адлер. - М. : Металлургия, 1969. - 168 с.

2. Алатырев С. С. Совершенствование привода режущего аппарата капустоуборочного комбайна / С. С. Алатырев, Р. В. Андреев, А. В. Чебоксарова // Тракторы и сельхозмашины, №11, 2011, С. 15-17.

3. Алатырев С. С. Научно-методические основы и средства адаптирования машин для уборки капусты к изменяющимся условиям функционирования : автореф. дис. докт. техн. наук / С. С. Алатырев. -Чебоксары, 2005.

4. Алдошин Н. В. Пути повышения качества работы косилок и жаток / Н. В. Алдошин, А. А. Золотов, Н. А. Лылин - М. : Вестник ФГОУ ВПО Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина, 2017. - №4(80). - С. 7 - 13.

5. Алдошин Н. В. Перспективы развития конструкций режущих аппаратов / Н. В. Алдошин, В. П. Чайка, Н. А. Лылин // Чтения академика В. Н. Болтинского (115 лет со дня рождения): сборник статей / Семинар (Москва. 22 - 254 января 2019 года); под ред. М. Н. Ерохина и др. - М.: ООО «Мегаполис», 2019. - С. 49 - 56.

6. Апокин Н. П. Анализ сил сопротивления движению ножа сегментно-пальцевого режущего аппарата с различными приводными механизмами // Вестн. Челяб. гос. агроинженер. уни-та. Челябинск, 2006 -Т.48. - С. 17 - 20.

7. Бабаков И. М. Теория колебаний : учеб. пособие / И. М. Бабаков. -4-е изд. - М. : Наука, 2004. - 593 с.

8. Бидеев С. И. Обоснование рациональной конструктивной схемы косилки с гидроприводом / С. И. Бидеев, Э. А. Цебоев, Р. М. Тавасиев. // Изв. вузов. Сев.-Кавказ. регион. Техн. науки. - 2006. - Прил. к №3. - С. 108 - 110.

9. Бородский В. З. Введение в факторное планирование эксперимента / В. З. Бородский. - М. : Наука, 1976. - 220 с.

10. Босой Е. С. Режущие аппараты уборочных машин (теория и расчет) / Е. С. Босой - М : Машиностроение, 1967. С. 19 - 44.

11. Босой Е. С. Составление дифференциальных уравнений движения агрегата «Трактор-косилка» // Механизация и электрификация сельского хозяйственного производства, [Зерноград]. - 1970. - № 13. - С. 108 - 114

12. Босой Е. С. Уравновешивание сил и инерции в режущем аппарате косилки КС-10 // Вопросы сельскохозяйственного машиностроения : материалы респ. науч.-техн. конференции - Киев : Гостехиздат УССР, 1955. - С. 255 - 262

13. Босой Е. С. Физико-механические явления при резании грубостебельных сельскохозяйственных культур : учеб. пособие / Е. С. Босой, А. А. Чекановкин. - Ростов н/Д : РИСХМ, 1979. - 48 с.

14. Браун Ф. Т. Поведение возмущений малой амплитуды, наложенных на турбулентное течение в гидравлических трубопроводах / Ф. Т. Браун, Д. Л. Марголис, Р. П. Шах // Теорет. основы инженер. расчетов. - 1969. - № 4. - С. 119 - 136.

15. Бремер Г. И. Основы теории резания лезвием // Труды ВСХИЗО. 1962. - № 12. - С. 7 - 12.

16. Валуева Е. П. Введение в механику жидкости / Е. П. Валуева, В. Г. Свиридов. - М. : МЭИ, 2001. - 212 с.

17. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа / М. Ван-Дайк. - М. : Мир, 1986, - 184 с.

18. Василенко И. Ф. Теория режущих аппаратов жатвенных машин / И. Ф. Василенко // Тр. ВИСХОМ. М, 1937. - 65 с.

19. Веденялин В. Г. Общая методика экспериментального исследования и обработки данных / В. Г. Веденялин. - М. : Колос, 1973. - 194 с.

20. Верховский А. В. Динамические явления, возникающие в механизме сенокосилки в случае внезапного защемления ножа / А. В. Верховский, С. Н. Ярмоленко // Сельхозмашины. - 1930. - № 7. - С. 15 - 23.

21. Викторов В. Н. Исследование динамики и прочности ножа режущего аппарата уборочных машин : автореф. дис. канд. техн. наук / В. Н. Викторов. - Ростов н/Д, 1982. - 19 с.

22. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В. А. Вознесенский. - М. : Статистика, 1974. - 192 с.

23. Ганиев Р. Ф. Колебательные явления в многофазных средах и их использование в технологии / Р. Ф. Ганиев, Н. И. Кобаско. - Киев : Техника, 1980. - 143 с.

24. Гаппоев Т. Т. Некоторые вопросы уравновешивания режущих аппаратов с.х. уборочных машин / Т. Т. Гаппоев, Д. Б. Табуев // Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Современные методы и средства уравновешивания машин и приборов: - М.; - Волгоград, 1979. - 16 с.

25. Гарманов А. В. Подключение измерительных приборов. Решение вопросов электросовместимости и помехозащиты. На примере продукции фирмы L-Card / А. В. Гарманов. - М. : Л-КАРД, 2003. - 39 с.

26. Гликман Б. Ф. Математические модели пневмогидравлических систем / Б. Ф. Гликман. - М. : Наука, 1986. - 368 с.

27. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. - М. : Высш. шк. 1977. - 479 с.

28. Голдшмид Ф. Р. О зависимости частотной характеристики от числа Стокса в случае вязких сжимаемых сред / Ф. Р. Голдшмид // Теорет. основы инженер. расчетов. - 1970. - № 2. - С. 134 - 144.

29. Горяченко В. Д. Элементы теории колебаний : учеб. пособие / В. Д. Горяченко. - 2-е изд. перераб. доп. - М. : Высш. шк., 2001. - 395 с.

30. Горячкин В. П. Собрание сочинений : в 3 т. / В. П. Горячкин. - 2-е изд. - М. : Колос, 1968. - Т. 1 - 720 с.

31. Горячкин В. П. Собрание сочинений : в 3 т. / В. П. Горячкин. - 2-е изд. - М. : Колос, 1968. - Т. 3 - 250 с.

32. ГОСТ 12445-80. Гидроприводы объемные. Ряды основных параметров. - М. : Стандарты, 1985. - 25 с.

33. ГОСТ 158-74. Сегменты, пластины противорежущие и полосы ножевые режущих аппаратов сельскохозяйственных машин. Технические условия. - М. : Изд-во стандартов, 1980. - 12 с.

34. ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. - М. : Стандартинформ, 2013. - 24 с.

35. ГОСТ 24056-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки машин на этапе проектирования. - М. : Изд-во стандартов, 1988. - 24 с.

36. ГОСТ 24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки транспортных средств на этапе испытаний. - М. : Изд-во стандартов, 1988. - 48 с.

37. Григорьев С. Н. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента : Монография / С. Н. Григорьев, В. П. Табаков, М. А. Волосова, Ульяновск : УлГТУ. - 263 с.

38. Гундобин Б. В. Приложение средств малой механизации при окашивании каналов осушительных систем в труднодоступных местах : автореф. дис. канд. техн. наук. / Б. В. Гундобин. - М., 1963. - 24 с.

39. Гутров М. А. Уравнения движения кривошипно-ползунного привода режущего аппарата жаток с учетом кинематики шатуна / М. А. Гутров // Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 2. - С. 66 - 69.

40. Гутьяр Е. М. К теории резания стеблей / Е. М. Гутьяр // Сельхозмашина. -1931. - №7. - С. 12 - 13

41. Долгов И. А. Уборочные сельскохозяйственные машины : (Конструкция, теория, расчет) : учебник / И. А. Долгов. - Ростов н/Д : Изд. центр ДГТУ, 2003. - 707 с.

42. Душутин К. А. Обоснование конструктивных параметров электромеханического привода сегментно-пальцевой косилки : автореф. дис. канд. техн. наук / К. А. Душутин. - Саранск, 2009. - 20 с.

43. Желиговский В. А. Экспериментальная теория резания лезвием / Тр. ВИСХОМ. - М. 1969. - Вып. 60. - 28 с.

44. Жуковский Н. Е. Избранные сочинения : Т. 2 / Н. Е. Жуковский. -М. : Гостехтеориздат, 1948 г. - Т. 2. - 442 с.

45. Жуковский Н. Е. Лекции по гидродинамике // Учен. зап. Моск. унта. - Т. 2. - Вып. 7. - 1887 . - 123 с.

46. Замрий А. А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде АРМ Structure3D / А. А. Замрий.

- М. : Изд-во АПМ, 2006. - 288 с.

47. Кавалевский В. Ф. Справочник по гидроприводам горных машин. / В. Ф. Кавалевский. - М. : Недра, 1973. - 504 с.

48. Карпенко А. Н. Некоторые данные экспериментального исследования режущего аппарата уборочных машин // Сельхозмашины. -1934. - № 16. - С. 12 - 14.

49. Карпенко А. Н. Сельскохозяйственные машины / А. Н. Карпенко, В. М. Халанский. - М. : Колос, 1983. - 495 с.

50. Карпенко А. Н. Экспериментальные исследования режущего аппарата уборочных машин : Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин / А. Н. Карпенко. - М. : Сельхозгиз. 1936. - Т.2

- С. 196 - 234.

51. Коваленко И. Н. Теория вероятностей и математическая статистика / И. Н. Коваленко, А. А. Филиппова. - М. : Высш. шк. 1973. - 256 с.

52. Коваленко Н. Я. Экономика сельского хозяйства с основами аграрных рынков / Н. Я. Коваленко. - М. : ЭКМОС, 1998. - 448 с.

53. Комбинированный дисково-ножевой рабочий орган для посева зерновых культур : Патент РФ №2679733, МПК А01С 7/20, А01С 5/08 / М. К. Шайхов, А. Ю. Измайлов, М. М. Шайхов, Х. Х. Шайдуллин, Р. Х. Шайдуллин, В. К. Пышкин, А. С. Чулков. Опубл. 12.02.19. Заявка № 2018116555.

54. Корн Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн. - М. : Наука, 1977. - 832 с.

55. Кусов Т. Т. Разработка двухножевой косилки с гибким приводом к мотоблоку МБ-1 // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1990. - №4 - С. 17-21.

56. Лаврентьев М. А. Проблемы гидродинамики и их математические модели / М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат. - М. : «Наука», 1973. - 416 с.

57. Левцев А. П. Автоматизированная система контроля и оценки энергетических параметров сельскохозяйственных агрегатов / А. П. Левцев, К. А. Миндров // тр. Междунар. науч.-техн. конф. Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: - 2008. - Т. 2. - С. 12 - 19.

58. Левцев А. П. Алгоритм расчета энергетического потенциала СХА / А. П. Левцев, А. Г. Ванин, С. А. Мальцев, К. А. Миндров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2006. - № 4. - С. 28 - 31.

59. Левцев А. П. Импульсные системы тепло- и водоснабжения : монография / А. П. Левцев, А. Н. Макеев // под общ. ред. д-ра техн. наук проф. А. П. Левцева. - Саранск : Изд-во Морд. ун-та, - 2015. - 172 с.

60. Левцев, А.П. Методика оценки энергозатрат агрегата при кошении трав / А.П. Левцев, К.А. Миндров // Сельский механизатор. - 2019. - № 2. -С. 4 - 5.

61. Левцев А. П. Моделирование скорости ножа сегментно-пальцевой косилки при наложении колебаний к шатуну / А. П. Левцев, К. А. Миндров // Сел. механизатор. - 2018. - № 10. - С. 32 - 34.

62. Левцев А. П. Оценка и управление энергетическими процессами сельскохозяйственных агрегатов : автореф. дис. д-ра техн. наук / А. П. Левцев. -Саранск 2005. - 35 с.

63. Левцев А. П. Оценка энергоэффективности приводов сегментно-пальцевых косилок / А. П. Левцев, К. А. Душутин, К. А. Миндров // Сборник научных докладов ВИМ. - 2010. - Т. 1. - С. 386 - 392.

64. Левцев А. П. Повышение скорости резания сегментно-пальцевой косилки с колеблющимся шатуном / А. П. Левцев, К. А. Миндров // Сел. механизатор. - 2018. - № 1. - С. 8 - 9.

65. Левцев А. П. Система управления электромеханической трансмиссией мобильного энергомодуля / А. П. Левцев, К. А. Душутин, С. А. Мальцев, К. А. Миндров // Тракторы и сельхозмашины. - 2012. - № 1. - С. 24 - 26.

66. Левцев А. П. Универсальный электромеханический привод сегментно-пальцевой косилки / А. П. Левцев, К. А. Душутин, К. А. Миндров // Тракторы и сельхозмашины. - 2009. - № 9. - С. 19 - 23.

67. Левцев, А.П. Энергетический модуль с бесступенчатой трансмиссией / А.П. Левцев, К.А. Миндров, Ю.А. Вантюсов // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Материалы VIII Международной научно-практической конференции, посвящается памяти заслуженного деятеля науки Российской Федерации и Республики Мордовия доктора сельскохозяйственных наук профессора С. А. Лапшина: межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: изд-во: ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», 2012. - С. 460 - 462.

68. Левцев А. П. Энергетический потенциал сельскохозяйственных агрегатов/ А. П. Левцев ; науч. ред. д-р техн. наук Ю. А. Вантюсов. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2005. - 168 с.

69. Летошнев М. Н. Сельскохозяйственные машины / М. Н. Летошнев. - Л : Сельхозгиз, 1954. - 764 с.

70. Марчук Г. И. Методы вычислительной математики : учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. / Г. И. Марчук. - М. : Наука, 1980. - 535 с.

71. Математическая статистика : учебник / В. М. Иванова, В. Н. Калинина, и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1981. - 371 с.

72. Мейзда Ф. Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений : пер. с англ. / Ф. Ф. Мейзда; - М. : Мир, 1990 . - 535 с.

73. Мельников С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С. В. Мельников, Алешкин В. Р., Рощин П. М.- л. : Колос, 1980. - 166 с.

74. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - М. , 1998. - 219 с.

75. Методические рекомендации по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции (работ, услуг) в сельском хозяйстве / Минсельхозпрод РФ. - М. , 1996. - 18 с.

76. Минаков И. А. Экономика сельского хозяйства / И. А. Минаков. -М. : издательство «Колос», 2004. - 328 с.

77. Миндров, К.А. Моделирование КПД кривошипно-ползунного механизма на примере сегментно-пальцевой косилки КС-2.1 / А.П. Левцев, К.А. Миндров // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: сб. науч. тр. международной научно-практической конференции. / отв. за вып.: В. А. Агеев. - Саранск: изд-во: ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», 2019. - С. 334 - 337.

78. Миндров, К. А. Оценка потенциала малых колебаний в гидроприводах / А. П. Левцев, К. А. Миндров, А. А. Кузнецов // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы : сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти д-ра техн. наук, проф. Ф.

Х. Бурумкулова / отв. за вып. А. В. Столяров. - Саранск : 2016. - С. 511 -516.

79. Миндров, К.А. Применение многофакторного эксперимента при обосновании оптимальных значений технических параметров экспериментальной косилки / К.А. Миндров // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы: сб. науч. тр. международной научно-практической конференции. / отв. за вып.: В. А. Агеев. - Саранск: изд-во: ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», 2019. - С. 329 - 334.

80. Мироненко В. И. Исследование кинематических и динамических характеристик приводов режущих аппаратов с целью повышения эффективности их работы : автореф. дисс. канд. техн. наук / В. И. Мироненко. - М. : 1975. - 31 с.

81. Мосяков М. А., Шишиморов С. А. Дисковые рабочие органы // Современные научно-практические решения в АПК : сборник статей всероссийской научно-практической конференции. - Тюмень : изд-во: Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2017. - С. 176 -182.

82. Насимов В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В. В. Насимов, Н. А. Чернова. - М. : Наука, 1965. - 184 с.

83. Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на LabView IMAQ Vision / Ю. В. Визильтер, С. Ю. Желтов, В. А. Князь, и др. -М. : ДМК Пресс, 2007. - 464 с.

84. Овсепян В. М. Гидравлический таран и таранные установки / В. М. Овсепян. - М. : Машиностроение, 1968. - 124 с.

85. Ольсон Г. Динамические аналогии / Г. Ольсон. - М. : Изд-во иностр. лит., 1947. - 224 с.

86. Основы технологии машиностроения : учеб. для вузов / Б. С. Балакшин. - М. : Машиностроение, 1969. - 467 с.

87. Пат. 140963 Российская Федерация, МПК F16H1/00, B60L11/02, В60К6/00. Электромеханическая трансмиссия мобильного энергетического модуля / А. П. Левцев, К. А. Миндров, К. А. Душутин, Е. В. Кирдяшкина, патентообладатель ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева». - № 2013154869 / 11 ; заявл. 10.12.2013.

88. Пат. РФ №160527, МПК А0Ш34/18, А0Ш34/13. Сегментно-пальцевый режущий аппарат для среза растений / Н. В. Алдошин, А. А. Золотов, А. С. Кудаева, Н. А. Лылин, А. А. Манохина, патентообладатель ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева. опубл. 20.03.2016. Бюл. №8. Заявка № 2015142797.

89. Пат. 177025 Российская Федерация, МПК F15B 21/12, F24D 3/02. Ударный узел / А. П. Левцев, А. Н. Макеев, А. А. Голянин, К. А. Миндров, патентообладатель ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева». - № 2017117262 ; заявл. 18.05.2017.

90. Подзоров А. В. Обоснование конструкции косилки для 1-11 этапов селекционных работ // Тракторы и сельхозмашины, №4, 2018, С.37 - 42.

91. Попов Д. Н. Нестационарные гидромеханические процессы / Д. Н. Попов. - М. : Машиностроение, 1982. - 240 с.

92. Попов Н. А. Экономика сельского хозяйства: учебник / Н. А. Попов. - М. : Дело и сервис, 2000. - 368 с.

93. Рабинович Е. З. Гидравлика / Е. З. Рабинович. - М. : Недра, 1980. -

280 с.

94. Раннев Г. Г. Методы и средства измерений : учеб. для вузов / Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. - 3-е изд., стер. - М. : Изд. центр «Академия», 2006. - 336 с.

95. Резник Н. Е. Взаимодействие лезвия с материалом в процессе его резания и износ лезвия : Повышение износостойкости и долговечности

режущих элементов сельскохозяйственных машин / Н. Е. Резник. Минск, -1967. - С. 5 - 17.

96. Резник Н. Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов / Н. Е. Резник. - М. : Машиностроение, 1975. - 311 с.

97. Руководство пользователя и технические характеристики USB-6008/6009. - М. : National Instruments, 2014. - 26 с.

98. Рустамов С. И. Физико-механические свойства растений и совершенствование режущих аппаратов уборочных машин / С. И. Рустамов -Киев; Донецк : Высш. шк., - 1981. - 172 с.

99. Сазонов Г. Г. Численные методы в инженерных расчетах : учеб. Пособие / Г. Г. Сазонов. - М. : изд-во МЭИ, 2005. - 48 с.

100. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / под общ. ред. Г. Е. листопада. - М. : Колос, 1976. - 752 с.

101. Сельскохозяйственные машины / под общ. ред. Б. Г. Турбина. - л. : Машиностроение, 1967. - 583 с.

102. Симберт У. М. Цепи, сигналы, системы : пер. с англ. / У. М. Симберт. - М. : Мир, 1988. - Ч. 1. - 336 с.

103. Симберт У. М. Цепи, сигналы, системы : пер. с англ. / У. М. Симберт. - М. : Мир, 1988. - Ч. 2. - 336 с.

104. Смирнов В. И. Курс высшей математики / В. И. Смирнов. - М. : Наука, 1974. - Т.2. - 656 с.

105. Смирнов В. И. Курс высшей математики / В. И. Смирнов. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Наука, 1981. - Т. 4., ч. 2. - 552 с.

106. Тавасиев P. M. Косилка с гидравлическим цепным приводом режущего аппарата / С. И. Бидеев, P. M. Тавасиев. // Труды молодых ученых / Владикавказ. науч. центр РАН и Правительства РСО-А. - Владикавказ : Терек, 2006. - Вып. 1. - С. 67 - 72.

107. Тарко Л. М. Переходные процессы в гидравлических механизмах / Л. М. Тарко. - М. : Машиностроение, 1973. - 168 с.

108. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин I E. С. Босой, и др. - M. : Mашиностроение, 19V8. изд. 2-е, перераб. и доп. - 586 с.

109. Трауб Дж. Итерационные методы решения уравнений : пер. с англ. I Дж. Трауб. - M. : M^, 1985. - 264 с.

110. Трубилин E. И. Mашины для уборки сельскохозяйственных культур (конструкции, теория и расчет) : учеб. пособие I E. И. Трубилин, В.А. Абликов - 2 изд., перераб. и дополн. - Краснодар, КГАУ, 2010 - 325 с.

111. Трушин С. И. Mетод конечных элементов. Теория и задачи I С. И. Трушин. - M. : Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2008. - 256 с.

112. Френкель Н. З. Гидравлика : учеб. для механ. и машино-строит. спец. вузов I Н. З. Френкель. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л. : Госэнергоиздат, 1956. - 456 с.

113. Харт Х. Введение в измерительную технику : пер. с нем. I Х. Харт. - M. : M^, 1999. - 391 с.

114. Хикс Ч. Р. Основные принципы планирования эксперимента I Хикс Ч. Р. - M. : M^, 196V. - 154 с.

115. Чистяков В. П. Курс теории вероятностей I В. П. Чистяков. - M. : Наука, 19V8. - 224 с.

116. Юдин M. И. Планирование эксперимента и обработка его результатов I M. И. Юдин. - Краснодар : КГАУ, 2004. - 239 с.

11V. Яблонский А. А., Курс теоретической механики. 4.1. Статика. Кинематика : Учебник I А. А. Яблонский, В. M. Никифорова. - Изд. 4-е, перераб. - M. : Высш. шк., 19V1. - 424 с.

118. Kemper, S., Lang, T., Frerichs, L. The overlaid cut in a disc mower -results from field tests and simulation II LANDTECHNIK. 2014. Vol. 69. Issue 4, Pp. 1V1 - 1V5. DOI: https:IIdoi.orgI10.15150Ilt.2014.5V0

119. Michel Pirchio, Marco Fontanelli, Christian Frasconi, Luisa Martelloni, Michele Raffaelli, Andrea Peruzzi, Monica Gaetani, Simone Magni, Lisa Caturegli, Marco Volterrani, Nicola Grossi. Autonomous Mower vs. Rotary

Mower: Effects on Turf Quality and Weed Control in Tall Fescue Lawn // Agronomy. 2018. Vol. 8, Issue 2, Pp. 15. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy8020015

120. Zastempowski, M., Bochat, A. Modeling of cutting process by the shear-finger cutting block // Applied engineering in agriculture. 2014. Vol. 30, Issue 3, Pp. 347 -353. DOI: 10.13031/aea.30.8806

121. Zhao, M., Zhang, N., Yang, T., Shi, Y. Design and experiment of virtual prototype of double disc mower cutter // Nongye Jixie Xuebao/Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2014. Vol. 45. Issue 8. Pp. 101 - 105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.08.016

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

¡ржшШШАЖ фщдвращшш

m ж

ш

ш

m

m

m

я

m

я

m m я я m ж я m ш

m &

&

я я m m

«i m

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

№ 177025

Ударный узел

я я я я я я m m m ш ш я я m ш я m я m m

Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

tr

государственный университет им. Н.П. Огарёва (ЯП)

Авторы: Левцев Алексей Павлович Макеев Андрей Николаевич (7?Щ, Голянин Антон Александрович (ЛЩ,

Заявка № 2017117262

Приоритет полезной модели 18 мая 2017 р.

Дата государственной регистрации в

Государственном реестре полезных

моделей Российской Федерации 06 февраля 2018 &

€рок действия исключительного права

на полезную модель истекает 18 мая 2027 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Г. П. Ивлиев

я m

m

я

m ш я я

m

я

Ш Ш

Я

m m

Настоящий акт составлен комиссией в составе:

1. Директор Института механики и энергетики, профессор. Котин Л. В,

2. Заведующий кафедрой мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин им, профессора А. И. Лещанкина. доцент, Купряшкин В, Ф.

3. Заведующий кафедрой теплоэнергетических систем, профессор, Левцев А,П.

4. Заведующий лабораторией кафедры теплоэнергетических систем, МиндровК.А.

Комиссия, оценив целесообразность и достоверность математической модели приращения длины шатуна при различных колебаниях давления масла в замкнутом гидравлическом контуре в виде энергетической цепи, состоящей из трех ■звеньев, учитывающих потери на трение в трубопроводах гидросистемы, массу масла в трубопроводах, а также податливость шлангов и самого масла, позволяющую прогнозировать приращение длины шатуна в зависимости от начального давления масла в замкнутом контуре и параметров звеньев, разработанную следующими авторами Миндровым К,А„ Левцевым А.П. и приняла следующее заключение: использовать на кафедрах мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин им, профессора А. И. Лещанкина и теплоэнергетических систем в качестве учебного материала и в нау чно-исс л едо вате л ьс ко й деяте л ь н ости.

Областью использования (внедрения) вышеназванного результата является: математическая модель приращения длины шатуна при различных колебаниях давления масла в замкнутом гидравлическом контуре в виде энергетической цепи используемая при написании бакалаврских и магистерских диссертаций по направлению «Агроинженерия» и «Теплоэнергетика и теплотехника».

Началом использования следует считать «01 » сентября 2019 г.

Зав. кафедрой мобильных энергетических средств . профессора А. И. Лещанкина_

Директор

Института механики и энергетики

Авторы

результата научно-исследовательской деятельности

А. П. Левцев

К, А. Миндров

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор псууЭучной работе ФГБОУ ВО «МГУЙШ.П, Огарева» пш^ЖзВ:?^ Сенин П.В+

« 20»

2019 г

«СОГЛАСОВАНО» Заведующий филиала ФГБУ «Государственная комиссия Российской федерации по испытанию и охране селекционных достижений» Мотовская государственная ^с^^о№еЙЪ1тательная станция Старое и ндровскога'Государственно го {Ь

с£|ЩЩрц ЦТател ь н о го участка ^^ГЬ^^лешкин Н.Г

«

2 /-£/ ^ .

2019 г

Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы

Комиссия в составе Левцева А, П,, зав. кафедрой теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им, Н. П. Огарева", д/г,н,, профессора, Миндрова К. А., заведующего лабораторией кафедры теплоэнергетических систем с одной стороны и представитель Старосиндровского ГСУ, заведующий Плешкин Н. Г. составили настоящий Акт в том, что на сортоиспытательных участках апробированы и внедрены следующие результаты научно-исследовательской работы: «Повышение энергоэффективности сегментной косилки с изменяющейся длиной шатуна»:

- функциональная схема замкнутого гидравлического контура с ударным узлом для генерирования импульсов давления в масле, также конструкция гидрораздвижного шатуна с воздушным упругим звеном;

- экспериментальный образец сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 с гидрораздвижным.

Выводы комиссии:

К Функциональная схема замкнутого гидравлического контура с ударным узлом для генерирования импульсов давления в масле, также конструкция гидрораздвижного шатуна с воздушным упругим звеном удобны в эксплуатации и настройке параметров;

«УТВЕРЖДАЮ» Проректор подручной работе .П. Огарева» 11ро^есбШ:;^Сенин П.В.

ФГБОУла^мгУ/

fi^fiго ОЕРл?!;»

ixiscfi

2019 г.

«СОГЛАСОВАНО» орловского НИИСХ -НЦ Северо-Востока х. наук, профессор Гурьянов A.M.

2019 г.

■л. ■

Акт внедрения

в н с д р с 11Ш рез у л ьтато в диссертационной работы "Повышение энергоэффективности сегментной косилки с изменяющейся длиной шатуна", выполненной Миндровым К. А.

Мы, нижеподписавшиеся Левцев Алексей Павлович, зав. кафедрой теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им. Н. П. Огарева", д.т.н., профессор, Миндров Константин Анатольевич, заведующий лабораторией кафедры теплоэнергетических систем и представитель Мордовского НИИСХ — филиала ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока, заведующий лабораторией кормопроизводства Капитанов Михаил Павлович, с другой стороны составили настоящий акт о том, что в производственных условиях ФГУП «1 Мая» апробированы и внедрены следующие результаты диссертационной работы:

- использование сельскохозяйственного агрегата на базе трактора класса тяги 1,4 тонны и сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 с изменяющейся длиной шатуна при скашивании многолетних трав позволило повысить производительность до 30% за счет более рациональных режимов работы агрегата;

- использование сельскохозяйственного агрегата на базе трактора класса тяги 1,4 тонны и сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 с изменяющейся длиной шатуна при скашивании многолетних трав позволило снизить энергозатраты за счет оптимального согласования скорости резания и скорости движения агрегата, что позволило получить экономический эффект в размере 30,2 тыс. руб. на один агрегат в год.

Зав. лабораторией кормопроизводства кандидат с.-х. наук

М. П. Капитанов

Зав. кафедрой теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им. Н.П. Огарева" д.т.н,, профессор

Заведующий лабораторией кафедры теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им. Н.П. Огарева"

А. П. Левцев

К. А. Миндров

Проректор

«УТВЕРЖДАЮ» учной работе .П. Огарева» Сенин П.В.

2019 г.

«СОГЛАСОВАНО» Индивидуальный предприниматель глава крестьянского (фермерского) III , ¡¿/уП., у хозяйства

™ - 1 1«»и

Акт внедрения научно-исследовательской работы

Перякин И.Д.

2019 г.

Мы, нижеподписавшиеся Левцев Алексей Павлович, зав. кафедрой теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им. Н. П. Огарева", д.т.н., профессор, Миндров Константин Анатольевич, заведующий лабораторией кафедры теплоэнергетических систем и представитель КФХ «Перякин И.Д.», глава крестьянского (фермерского) хозяйства Перякин Иван Дмитриевич, с другой стороны составили настоящий акт о том, что на участках КФХ «Перякин И.Д.» апробированы и внедрены следующие результаты диссертационной работы:

- методика оценки затрат топлива на СХА на базе сегментно-пальцевой косилки с гидрораздвижным шатуном в зависимости от сопротивлений косилки, МЭС показала точность прогноза до 10%.

экспериментальный образец сегментно-пальцевой косилки КС-2,1 с изменяющейся длиной шатуна отличается повышенными технико-экономическими показателями, а также простотой и надежностью конструкции.

Глава крестьянского (фермерского) хозяйства

Зав. кафедрой теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им. Н.П. Огарева" д.т.н., профессор

Заведующий лабораторией кафедры теплоэнергетических систем ФГБОУ ВО "МГУ им. Н.П. Огарева"

И. Д. Перякин

А. П. Левцев

К. А. Миндров