Фгбоу впо «белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В. Я. Горина» материалы конференции


Лукьяненко В.М., Жилина Е.А., Кись В.Н



страница17/29
Дата23.04.2016
Размер5.15 Mb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   29

Лукьяненко В.М., Жилина Е.А., Кись В.Н.

ХНТУСХ, г. Харьков, Украина

За рубежом и в Украине занимаются исследованиями передачи вибрации телу оператора, который контактирует с сиденьем и органами управления мобильных машин.

Одним из важнейших факторов, определяющих условия труда оператора есть вибрация его тела. Во время работы оператор находится под действием низкочастотной вибрации. Даже небольшая по абсолютной величине, но действующая постоянно в течение длительного времени низкочастотная вибрация снижает остроту зрения, способность управлять машино-тракторным агрегатом или, сохранять заданное направление движения, скорость реакции, физиологичные рефлексы и эмоциональное состояние, стабильность давления ноги на педаль. Для предотвращения неприятных ощущений, вызываемых низкочастотной вибрацией оператор зачастую использует не более 50% мощности двигателя, затрачивая до 40% мышечной энергии непроизводительно, на поддержание устойчивого положения.

Кроме того отмечена прямая зависимость между интенсивностью низкочастотной вибрации и энергетическими затратами оператора, а именно снижение мышечной активности, субъективно выражаемое в жалобах на повышенную утомляемость. Статистические обследования показали, что даже у молодых операторов обнаружено искривление позвоночника, приводящее к преждевременному старению.

Человек, как колебательная система, состоит из элементов, которые имеют собственные частоты и резонансные свойства. В связи с этим установлено, что одиночные воздействия большой интенсивности могут вызывать травматическое повреждения тела: ушибы, контузии, переломы. Колебания с частотами 3 - 5 Гц вызывают расстройства, связанные со смещением массы крови в сосудах и "морскую болезнь", 2...11 Гц - расстройства, обусловленные возбуждением лабиринтного аппарата внутреннего уха и резонансными колебаниями как человеческого тела в целом, так и его частей (желудок, печень, кишечник). Вибрации сельхозмашин и тракторов имеют большую интенсивность в диапазоне частот 1 - 11 Гц, то есть в зоне резонансных частот тела человека. Следовательно, низкочастотная вибрация, которая действует на оператора при работе агрегата, может снизить его работоспособность и повлиять на количество ошибок, которые допускаются при управлении трактором.

Для решения проблем виброзащиты оператора необходимо исследовать вибронагруженность его рабочего места в зависимости от режимов эксплуатации машино-тракторного агрегата, установить энергетический спектр на входе виброзащитной подвески сиденья.

УДК 631. 362



математическая модель движения семян малой массы

по наклонной вибрирующей поверхности

с учётом действия на них аэродинамических сил

В.М. Лукьяненко, А.А. Никифоров, И.В. Галич

ХНТУСХ, г. Харьков, Украина

В настоящее время при очистке семян сельскохозяйственных культур получили широкое распространение вибрационные семяочистительные машины, использующие принцип разделения семян с различными механико-геометрическими характеристиками при их движении по наклонной шероховатой вибрирующей поверхности. Для семян, имеющих округлую форму и достаточную массивность по сравнению с загрязняющими их примесями, данный класс семяочистительных машин позволяет получать высокие степени очистки – до 95 – 98 %.

Однако, для таких семян лесных культур как семена берёзы, сосны, ели, клена, которые после процесса обескрыливания имеют остатки крылаток, а также в некоторой степени и для семян трав, табака, цветочных и других культур, которые имеют неправильную форму и малый удельный вес в отношении к площади миделевого сечения семени, данные зерноочистительные машины не позволяют достигать столь же высоких показателей качества очистки. Главная причина низкой эффективности очистки – существенное влияние на кинематические параметры движения семян рассматриваемого типа аэродинамических сил.

Семена малой массы и неправильной (неокруглой) формы имеют повышенную парашютируемость и, следовательно, восприимчивость к движению воздуха относительно рабочей поверхности. Воздушным потоком, который возникает при вибрировании рабочей поверхности (пакета рабочих поверхностей) семена очищаемой культуры сдуваются за пределы машины, что приводит к потерям полезной культуры и снижает эффективность процесса очистки.

Таким образом, в отношении семенных культур, имеющих малую массу и большую парашютируемость, современные вибрационные зерноочистительные машины не обеспечивают достаточного уровня эффективности процесса очистки.

Задача математического моделирования кинематики движения семян с учётом действия аэродинамических сил с целью проведения научных изысканий по совершенствованию средств зерноочистки является актуальной. Решение данной научной задачи позволит получить экономический эффект в сельском и лесном хозяйстве за счёт повышения эффективности применения вибрационных зерноочистительных машин.

УДК 631. 362


РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ движения семян

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР по НЕПЕРФОРИРОВАННЫм

вибрирующИм поверхностЯм

В.М. Лукьяненко

ХНТУСХ, г. Харьков, Украина

Разработанная на сегодняшний день математическая модель движения зёрен по наклонной вибрирующей поверхности рассматривает движение изолированного твёрдого тела произвольной формы в режимах безотрывного и отрывного движения.

Такая математическая модель позволяет вычислять кинематические параметры движения изолированных зёрен (твёрдых тел произвольной формы), движущихся под действием сил тяжести и вибраций, передаваемых от наклонной ребристой рабочей поверхности. Под кинематическими параметрами движения зёрен понимаются: векторы скоростей движения их центров тяжести и векторы угловых скоростей вращения. Однако такие режимы движения тела, когда происходит его взаимодействие с другими телами, в такой модели не учтены. Хотя, для практики, такие режимы представляют несомненный интерес, поскольку позволяют процессы сепарации семян описывать с большей степенью адекватности.

В основу подхода, с помощью которого предлагается учесть взаимодействие тел при различных режимах их движения, положено предположение об абсолютной твёрдости сталкивающихся тел и, вследствие этого, аддитивности кинематических характеристик их движения, которые обуславливаются совокупностью взаимодействий с другими телами.

Общий алгоритм вычислений при моделировании движения зёрен относительно рабочей поверхности может быть приведен к следующей схеме. Согласно данной схеме процесс моделирования осуществляется путём:



  • последовательного перебора зёрен из их сгенерированной совокупности;

  • определения кинематических параметров движения для каждого рассматриваемого зерна с учётом его взаимодействия с остальными зёрнами;

  • интегрирования общей картины движения зёрен при продвижении по оси времени на длину установленного дискретного шага.

Таким образом, предложен подход к построению математической модели процесса движения зёрен по вибрирующей наклонной поверхности с учётом взаимодействия зёрен между собой. Модель позволяет рассчитывать кинематические параметры движения зёрен в зависимости от времени для безотрывного и отрывного движения изолированного зерна, а также безотрывного и отрывного движения слоя зёрен.

УДК.631.372

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ

С НЕЛИНЕЙНОЙ ХАРРАКТЕРИСТИКОЙ



Г.Г. Мазнева

ХНТУСХ, им. Петра Василенко, г. Харьков, Украина

Сельскохозяйственные машины, а также их отдельные узлы и агрегаты, постоянно находятся под воздействием вибрации, которая возникает в результате работы двигателей и под влиянием дорожных неровностей. При увеличении рабочих скоростей, а также энергонасыщености агрегатов вибрации узлов машин существенно возрастают. Надежность и долговечность машин и агрегатов в значительной мере зависит от интенсивности таких вибраций.

Обеспечить эффективную виброзащиту можно только в том случае, если при расчетах виброизоляторов математические модели будут наиболие полно отражать реальную колебательную систему.

Рассмотрены новые математические модели упругой характеристики, которые более точно отражают реальную модель упругого элемента.

Теоретически исследованы колебания упругих элементов виброизоляторов с нелинейной упругой характеристикой. Рассмотрены упругие элементы конической формы, например, конические пружны и другие. Упругая характеристика таких элементов состоит из двух областей - линейной и не линейной. Для каждой области рассмотрены дифференциальные уравнения колебаний под воздействием внезапно приложенной силы, а также под действием удара. Теоретически найдена граница, которая отделяет линейную и не линейную области.

В результате исследований найдены частоты, период колебаний, максимальное отклонение от положения равновесия в случае нелинейной упругой характеристики. Результаты теоретических исследований доведены до числовых расчетов. Построены графики зависимостей. На амплитуду колебаний в нелинейной области влияет параметру упругой характеристики элемента и его высота.

Исследования установлено, что соотношение между высотой упругого элемента и параметром упругой характеристики можно подобрать такое, что бдет обеспечиваться минимумом амплитуды колебаний рабочих органов, узлов и агрегатов машины.

УДК 631.31

ФИЗИЧЕССКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОСЕВА ПРОПАШНЫХ КУЛЬТУР



В.И.Мельник, Аль-Фтиххат Моусаб Абдулвахид Моххамед

ХНТУСХ, им. Петра Василенко, г. Харьков, Украина

Физическое моделирование посева понадобилось в связи с разработкой методики для оценки параметров распределения растений пропашных культур (прежде всего сахарной свеклы, кукурузы и подсолнечника) в рядке. Для имитации посевов мелкосеменных культур такая модель не применима.

Сама по себе физическая модель посева предполагает получение материальных меток положения растений вдоль линии рядка длиною в 10 м. При этом параметры кривой рядка (длина волны, амплитуда и начальная фаза каждой из гармоник), а также параметры распределения меток растений в пределах ленты рассева (вдоль и поперек оси рядка) должны быть известны заранее.

Для получения перечисленных данных, которые в исходном виде выражаются последовательностью пар чисел двумерных координат множества точек на оси рядка, а также положения растений по оси рядка и поперек него, использовалась разработанная математическая модель посева.

Далее, для перехода к физическому моделированию использовались: 1) лента миллиметровой бумаги шириною один метр и длиною 11 м; 2) рулетка (>11 м), с достаточно жестким, металлическим полотном; 3) булавки для фиксации ленты рулетки вдоль кривой рядка в положении “на ребро”; 4) металлические полоски специальной формы, которые предполагают возможность закрепляться своей средней частью на полотне рулетки в нужном месте с ориентацией по нормали к полотну; 5) разноцветные фломастеры для нанесения на полоски меток положения растений (у каждой повторности опыта — свой цвет); 6) струна для задания идеальной прямой рядка; 6) миллиметровые линейки для измерения координат меток имитирующих растения.

В процессе исследований измеряли интервалы между метками растений и отклонение относительно идеальной прямой оси рядка (струны). Далее, полученные множества координат обрабатывали методами математической статистики. Так в конечном итоге получали оценки параметров распределения меток растений в пределах ленты рассева рядка. Полученные оценки сравнивали с фактическими значениями одноименных параметров. Последние известны, поскольку именно они закладывались в математическую модель посева при генерации исходных данных для физической модели.

Таким образом, реализуется возможность оценки точности разработанной методики для оценки параметров распределения растений пропашных культур в рядке. В натурных условиях реальных посевов это нельзя выполнить, поскольку реальные параметры фактических посевов изначально неизвестны.

УДК 631.31

ОБЗОР НАВЕСНЫХ СИСТЕМ ПРОПАШНЫХ ТРАКТОРОВ



В.И. Мельник, С.Н. Васюк

ХНТУСХ, им. Петра Василенко, г. Харьков, Украина

Траектория рядка сахарной свеклы представляет собой кривую линию, состоящую из наложенных друг на друга трех гармоник. Основная гармоническая кривая обусловлена непрямолинейностью движения посевного агрегата. На длине каждого большого периода имеется несколько средних гармоник, которые объясняются колебаниями сеялки относительно линии тяги. Внутри каждой средней гармоники наблюдается несколько малых гармоник, которые являются следствием поперечных колебаний сошников сеялки.

Агрегаты для посева свеклы, кукурузы и подсолнечника, как правило, состоят из трактора одной модели, имеют те же габариты, вес и тяговое сопротивление сошников сеялки, поэтому нет оснований предполагать, что при их использовании будут наблюдаться несопоставимые закономерности.

До недавнего времени при возделывании сахарной свеклы и других пропашных культур широко применялся трактор Т-70С. Этот трактор и другие его аналоги, имеют ряд преимуществ. Их гусеничная ходовая система уменьшает давление на почву и тем позволяет начать выполнение ранневесенних полевых работ на 1 – 2 дня раньше. При этом такие тракторы обладают значительной универсальностью. Качество выполнения работ, у них в общем выше. Недостатком таких тракторов является специфика управления. В процессе посева, при подворачивании трактора, порождаются высокочастотные гармоники траекторий рядков, которые в дальнейшем невозможно скопировать автоматами вождения свеклоуборочной и другой техники.

Обозначенную проблему предлагается решить за счет совершенствования механизма навесных систем. При этом был изучен ряд известных аналогов:

- навесное устройство, которое состоит из нескольких тяг и рамы, шарнирно соединенной вертикальным шарниром с остовом трактора, что позволяет выдерживать прямолинейность рядка во время подворачивания трактора;

- устройство для повышения устойчивости прямолинейного движения;

- прицепное устройство, предназначенное для стабилизации прямолинейного движения сельхозмашины при небольших поворотах трактора;

- навесное устройство с подпружиненными нижними тягами для обеспечения прямолинейного движения при небольших поворотах трактора;

- навесное устройство с поворотными осями крепления верхних и нижних тяг для обеспечения прямолинейности движения при подворачивании трактора.

Самым эффективным решением является навесное устройство, которое имеет вертикальный шарнир соединения навесного устройства с остовом трактора. Эта навесная система послужила прототипом авторского устройства.

УДК 631.333.44

ПОВЕРХНОСТНО–АКТИВНые ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ВНЕСЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ и их ВЫБОР

В.И. мельник, А.В. Лукьяненко

ХНТУСХ, г. Харьков, Украина


Ежегодный ущерб, наносимый вредителями и болезнями сельскохозяйственным культурам, по данным организации по продовольствию и сельскому хозяйству организации Объединенных Наций (ФАО) потери составляют (в %): 10,6 – зерновых; 8,2 – сахарной свеклы; 10,3 – льна; 6,5 –картофеля; 10,0 – овощей; 20,0 – многолетних трав; 7,0 – плодов и ягод потенциального мирового урожая. Поэтому роль защиты растений в увеличении производства и сохранении сельскохозяйственной продуктов огромна.

Для уменьшения потерь урожая сельскохозяйственных культур проводится активная работа по защите посевов от вредителей и болезней при помощи химических методов. Один из способов нанесения жидких средств химизации на сельскохозяйственные культуры достигается путем опрыскивания.

При опрыскивании важно обеспечить как можно более равномерное распределение рабочей жидкости по объему обрабатываемых растений по всем ярусам − верхнему, среднему, нижнему, наружной и внутренней поверхности листьев. Необходимость обработки всего растения продиктована биологическими особенностями большинства полевых сельскохозяйственных культур.

Так как стоимость пестицидов составляет более половины затрат на защиту растений, то уменьшение расхода дает значительный экономический эффект. При поверхностном внесении некоторая часть рабочей жидкости непродуктивно теряется, подвергаясь испарению, выветриванию, фотохимическому распаду.

При помощи внутригрунтового метода часть упомянутых выше проблем в некоторой степени удается решить, но возникают новые, существенные недостатки. Основным из них является снижение надежности технологического процесса внесения из-за засорения и залипания внутрипочвенных распылителей. Устранение этих недостатков предполагается путем применения метода внесения рабочих веществ в слое пены.

Для уменьшения меры негативного влияния на окружающую среду поверхностно-активных веществ будет целесообразно использование неионогенных ПАВ, так как они являются наиболее биоразлогаемыми. Кроме этого они имеют низкую и среднюю кратность вспенивания (от 4 до 200 крат), а также нейтральное воздействие на кожу человека, что делает безопасной работу с ними.

УДК 631.31

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ В РЯДКЕ



В.И. Мельник, С.А. Никитенко

ХНТУСХ им. Петра Василенко, г. Харьков, Украина

Ряд полевых операций, например, послепосевное ленточное внутрипочвенное внесение гербицидов, вне зависимости от их технико-технологической реализации, может приводить к нарушению расположения ранее высеянных семян. Кроме того, к смещению семян и уже вегетирующих полезных растений может приводить выполнение междурядных обработок, послепосевного и послевсходового боронований.

В этой связи, с целью изучения степени таких воздействий, возникает проблема оценки параметров распределения растений в рядке. Отраслевым стандартом (Испытания сельскохозяйственной техники. Машины посевные. Программа и методы испытаний: ОСТ 70.5.1-82) предусмотрено определение ряда показателей качества рядков посевов: равномерность распределения семян вдоль оси рядка; глубина заделки семян; ширина ленты рассева семян. Но исследование посевов кукурузы, подсолнечника и некоторых пропашных культур стандарт не предусматривает.

Так возникла необходимость разработки методики для оценки параметров распределения растений в рядке, которая охватывала бы и упомянутые культуры. Оценивать точность такой методики лучше не на реальных посевах, фактические параметры которых неизвестны, а на моделях, параметры которых известны и задаются исследователем.

Имеющиеся в литературе вероятностные модели расположения семян и растений в рядке, как правило, позволяют получать лишь обобщенные показатели качества посева и не дают возможности смоделировать сам процесс высева с тем, чтобы получить координаты высеянных семян.

В связи с этим авторами разработана двумерная математическая модель посева, которая позволяет применить и проверить предлагаемую методику оценки параметров распределения растений в рядке.

Математическая модель посева учитывает: а) три гармонических составляющих кривой рядка с изменением длины волны, амплитуды и начальной фазы каждой из них; б) раскатывание семян в стороны относительно линии хода сошника и вдоль, относительно меток идеального высева; в) изменение нормы посева; г) всхожесть семян; д) вероятность пропусков и появления двойников.

Для предлагаемой методики оценки параметров распределения растений в рядке также разработана математическая модель.

Обе разработанные модели предполагают совместное использование.

Дальнейший этап разработки методики для оценки параметров распределения растений в рядке предполагает построение физических моделей посева.

УДК 631.333

АНАЛИЗ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ЩИТАХ

ВАЛКООБРАЗОВАТЕЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ



В.И. Мельник, А.А. Романашенко

ХНТУСХ, г. Харьков, Украина

На сегодня известен ряд технологий внесения органических удобрений, но, по мнению авторов, наиболее перспективным является применение валкователей-разбрасывателей. Такая технология предполагает вывоз удобрений автотракторным транспортом в поле и раскладку куч, затем формирование валка, разбрасывание и заделку. В идеале технология должна позволять использовать любой пригодный для этого имеющийся в хозяйствах транспорт с грузоподъемностью от одной до десяти и более тонн, а, значит, валкователь должен «уметь» формировать валок, как из серии мелких куч, так из располагающихся на значительных расстояниях крупных куч, путем деления их на части и последующего распределения по возможно большей дистанции. При этом, во-первых, крайне желательно минимизировать сопротивление валкователя к перемещению, что обеспечило бы возможность применять, как гусеничные, так и колесные тракторы и, во-вторых, удовлетворить современным требованиям на равномерность формирования валка.

Формирование валка и последующее его разбрасывание должно выполняться одним агрегатом. Это условие диктуется свойствами современных тракторов тягово-энергетической концепции, которая предполагает повышение доли мощности двигателя используемой на привод машин. Следовательно, даже если тяга трактора полностью исчерпана нагрузкой валкователя, то мощность двигателя, необходимая для привода разбрасывателя должна оставаться.

В работе также показано, что органические удобрения удовлетворяют модели пластической среды, которая характеризуется пластической постоянной (коэффициентом пластичности) и удельным весом, а интересующая нас задача может быть решена на основе плоской теории пластичности.

Выведенные впервые граничные условия дают возможность определить все недостающие постоянные коэффициенты из соотношений, которые выполняются вдоль линий параллельных осям декартовой системы координат. Они же в дальнейшем позволят построить поля напряжений, которые складываются в объеме удобрений впереди валкователя, а, значит, определиться с параметрами валкователя, которые минимизируют возможность проявления сводообразования и положительно скажутся на равномерности формируемого валка удобрений.

УДК 631.31

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ МИНИМИЗАЦИИ ПОТРЕБНОСТИ

АГРАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА В ТРАКТОРАХ И ДРУГОЙ ТЕХНИКЕ

В.И. Мельник, С.А. Чигрина

ХНТУСХ, им. Петра Василенко, г. Харьков, Украина

Целью настоящих исследований является установление основных факторов и закономерностей, обуславливающих потребность сельхозпроизводителей в технике. Для этого предлагается обобщение полученных авторами результатов с наложением их на мировой опыт земледелия. Применение полученных знаний позволит более осознано проводить реформы в аграрном секторе экономики Украины и минимизировать затраты государства на технику.

Основной механизм минимизации потребности в технике хозяйств малоплощадной категории базируется на прямо пропорциональной зависимости между размером угодий и возможной годовой загрузкой техники, задействованной на одноименных полях и одноименных операциях.

Характерный для хозяйств среднеплощадной категории механизм минимизации потребности в технике базируется на использовании севооборотов и, как следствие, широком применении одноименных машин на разноименных полях. Чем больше размер хозяйства, тем больше разноименных полей севооборота и тем больше альтернатив для более полного использования техники.

Манипулируя расположением одноименных полей различных севооборотов можно добиться осознанного смещения оптимальных сроков проведения одноименных полевых работ, а, значит, минимизировать пиковые потребности в технике. Такой механизм снижения нагрузки на технику назовем методом минимизации накладок сроков проведения работ.

Смещение сроков проведения посевных или посадочных работ, вызванное расположением поля на склоне, для Харьковской области может составить 1-7 дней на каждый градус уклона. Этот эффект может усиливаться и ослабевать в зависимости от вариаций по виду почв, наличию/отсутствию посадок, крупного водоема или строений и пр.

Применяемая нами методика (исключая конкретные значения дат и коэффициентов) справедлива для умеренно холмистой местности, которая характерна для большей части Украины. В горных районах Западной части Украины более значимыми могут оказаться иные факторы, а, значит, для них, вероятно, понадобятся некоторые корректировки методики. Для южных равнинных районов она не применима вовсе, по причине исчезновения самого предмета исследований — влияния рельефа местности на сроки проведения полевых работ. С учетом высказанных замечаний, рассматриваемая далее методика справедлива и для мирового земледелия, в частности, для значительных территорий России.

УДК 631.3:620.1

СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ – МЕХАНИЗМ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА



Каталог: upload -> 2012 -> nti
upload -> Конкурсного собеседования при поступлении в ординатуру по специальности
upload -> Секция авиации и космической техники «физика космоса»
upload -> Методические рекомендации организация деятельности по резервам финансовых и материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций
upload -> Кардиоренальные взаимоотношения и качество жизни при лечении больных хронической сердечной недостаточностью с сопутствующим сахарным диабетом 2 типа 14. 00. 06 Кардиология
nti -> Студенческой научной


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   29


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница