4818

21

параллельно записываются в другую программу в виде чисел, что удобно при регулировке и при наблюдении за процессом записи изменения тягового сопротивления, в отличие от приборов, производящих запись на фотобумаге или самописцем, где непосредственное наблюдение за процессом регистрации усилий невозможно.

Рис. 4.3. Общий вид тензонавески

Рис. 4.4. Приборы для регистрации тягового сопротивления плуга

4.3. Порядок выполнения работы

Тарировка силоизмерительного звена производится с использованием специальной гидравлической установки и динамометра (рис. 2.5).

Рис. 4.5. График тарировки датчика давления

Перед началом движения дискового рабочего органа на компьютере необходимо запустить программу, считывающую и записывающую сигнал, приходящий от датчиков. Один датчик отслеживает изменение давления рабочей жидкости в гидромагистрали, а другой регистрирует тяговое сопротивление дискового рабочего органа.

При включении электродвигателя насосной станции начинается подача рабочей жидкости в гидромотор, что приводит во вращение вал гидромотора, и через цепную передачу передается вращение на дисковый рабочий орган, затем тяговая тележка приводится в движение.

Изменения давления рабочей жидкости в напорной магистрали, начиная с холостого разгона дискового рабочего органа, нарезания борозды и вплоть до выключения электродвигателя посредством программы на ЭВМ, записываются в память компьютера. Одновременно измеряется тяговое сопротивление дискового рабочего органа. Также измеряется частота вращения диска с использованием датчика Оmron E2E, который установлен с обратной стороны дискового рабочего органа.

Результатом каждого опыта является записанный компьютером график изменения давления во времени и измерение тягового сопротивления дискового рабочего органа. Дополнительно к этим графикам необходимо добавить описание параметров опыта, при которых они были получены.

23

Затем опыт повторяется снова с этими же или другими параметрами дисковых рабочих органов.

4.4. Содержание отчета

Название лабораторной работы; цель работы; таблица с заданными, рассчитанными и измеренными параметрами; схема орудия; формулы для вычислений с результатами вычислений; анализ энергетических показателей лесного дискового плуга выводы.

4.5. Контрольные вопросы

1.Перечислить основные геометрические и технологические параметры дисков почвообрабатывающих орудий.

2.Как влияют геометрические и технологические параметры дисков на энергетические показатели работы орудия?

3.Какие факторы оказывают влияние на тяговое сопротивление дискового орудия?

Лабораторная работа № 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ СОШНИКА ЛЕСОПОСАДОЧНОЙ МАШИНЫ

5.1. Цель работы

Определение качественных и энергетических показателей экспериментального комбинированного сошника с почвозаделывающими окнами в зависимости от их формы и размеров для обоснования формы и параметров комбинированного сошника с целью улучшения технологического процесса образования и заделки посадочного места.

5.2. Лабораторное оборудование и инструмент

Для проведения экспериментальных исследований был разработан натуральный образец комбинированного сошника анкерного типа (рис. 3.1). При этом используется контрольно-измерительное оборудование для лабораторной работы № 1. В стенках сошника изготовлены окна с захватами (почвозаделывающие окна) для обеспечения постепенной заделки корней растений внутри сошника. Регулирование объема подачи почвы внутрь

25

Для определения тягового сопротивления в качестве тензометрического звена используется датчик веса Scaime ZF 5000, позволяющий измерять усилие до 50000 Н, суммарная погрешность ± 0,05 %.

Твердость почвы замеряется прибором конструкции Ю.Ю.Ревякина на глубину до 30 см. Влажность почвы измеряется термовесовым методом.

В ходе работы необходимо выполнить исследования по изучению влияния параметров комбинированного сошника на характер образования посадочного места. Для этого используется металлическая рамка конструкции В.И. Вершинина, позволяющая замерять профиль борозды, высоту осыпи и глубину заделки внутри сошника.

5.3. Методика проведения лабораторных опытов

Исследование работы макетных образцов комбинированных сошников производится в созданном песчаном канале. Для этого ранее была изготовлена серия макетных образцов комбинированных сошников, отличающихся друг от друга формой и схемой расположения почвозаделывающих окон. Данные образцы были изготовлены в пропорции 1:2 от натуральных размеров лесопосадочных сошников. Регулировка подачи почвы внутрь сошника осуществляется с помощью сменных захватов и пластин, ограничивающих площадь окна. После каждого прохода макетного образца изучается профиль образованной посадочной борозды и анализируется процесс заполнения почвы внутри сошника. Целью данных исследований является определение наилучшего положения почвозаделывающих окон в стенках сошника и их параметров для песчаной почвы.

Следующим этапом лабораторных опытов является создание натурального экспериментального образца комбинированного сошника и проведение исследований его работы на серой лесной почве в почвенном канале ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия».

Перед проведением опытов осуществляется подготовка почвенного канала, которая заключалась в увлажнении почвы, рыхлении на глубину 30 см с целью равномерного распределения влажности и дробления слежавшихся комков. Увлажнение производится по необходимости для поддержания

26

значения относительной влажности 15-20%. После каждого прохода агрегата проводится выравнивание, уплотнение и контроль твердости почвы. Скорость движения агрегата должна составлять около 0,3 м/с.

Порядок проведения каждого опыта:

1.Перед началом опыта на экспериментальный образец комбинированного сошника необходимо установить захваты определенной длины и углом атаки, а с помощью перестановки пластины варьировалась площадь окна.

2.После установки исследуемого рабочего органа на исходное положение запускается программа, отслеживающая сигнал, приходящий от датчика, регистрирующего тяговое сопротивление.

3.Для фиксирования процесса заделки борозды внутри сошника и дальнейшего его изучения используется видеокамера Canon, которая включается

вмомент начала работы сошника.

4.Оператор включает двигатель тягового оборудования и приводит в движение экспериментальный образец комбинированного сошника.

5.В процессе эксперимента получаемые данные по тяговому сопротивлению автоматически записываются на жесткий диск компьютера.

6.После каждого прохода комбинированного сошника замеряются геометрические параметры образованной борозды и анализируется процесс заделки внутри сошника.

7.Затем сошник переводится в транспортное положение и перемещается на исходную точку. После чего осуществляется следующий опыт с этими же или другими параметрами экспериментального образца.

Результатом каждого опыта являются записанные компьютером значения тягового сопротивления, параметры посадочного места, фото и видеоматериал, позволяющий исследовать характер заполнения почвы внутри сошника. Дополнительно к полученным данным добавляются заданные параметры и условия, при которых проводились эксперименты.

5.4. Содержание отчета

Название лабораторной работы; цель работы; таблица с заданными, рассчитанными и измеренными параметрами; схема орудия; формулы для вычислений с результатами вычислений; анализ экспериментальных

27

зависимостей; выводы.

5.5. Контрольные вопросы

1.Какова рабочая скорость лесопосадочной машины?

2.Какие факторы влияют на производительность лесопосадочной

машины?

3.С какими тракторами может агрегатироваться лесопосадочная машина СЛН-1, СБН-1А?

4.Перечислите параметры сошника и их характеристики.

Лабораторная работа № 6 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА МАШИНЫ ДЛЯ ВЫКОПКИ

ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА

6.1. Цель работы

Приобрести навыки определения основных геометрических параметров технических средств для выкопки посадочного материала.

6.2. Лабораторное оборудование и мерительный инструмент

Для проведения исследований была разработана и изготовлена экспериментальная установка (рис. 6.1), включающая в себя, передвижную тележку почвенного канала 1, навеску тележки 2, раму 3, рабочий орган, состоящий из лезвий в виде двух треугольников 4 и полуковша 5 в задней его части, боковых стоек 6. Рабочий орган и боковые стойки образуют двуплечий рычаг, который приводится в движение при помощи двух гидроцилиндров 7.

28

1

6

3

Рис. 6.1 – Экспериментальная установка выкопочной машины

Изменение давления в нагнетательной гидромагистрали отслеживается датчиком давления Danfoss MBS 3305, который снабжен демпфирующим устройством для предотвращения его выхода из строя при гидравлическом ударе.

6.3. Порядок выполнения работы

Оптимизация процесса выкопки саженцев с комом почвы по критерию минимальных энергозатрат осуществляется с помощью метода планирования полнофакторного эксперимента (ПФЭ). Предлагаемая в данной работе методика эксперимента обеспечивает простоту и точность задания каждого из факторов на необходимом значении.

При предварительном изучении процесса произведено априорное ранжирование факторов, которые в дальнейшем разделили на группы. Взаимосвязь входных параметров и выходных характеристик лабораторного эксперимента можно представить в виде трех групп переменных. Первая группа «Параметры выкопочной машины» представляет собой совокупность конструктивных и технологических параметров выкопочного агрегата: Х1 – угол заточки ножей рабочего органа ( ); Х2 – угол при вершине ножей рабочего органа ( ); Х3 – длина лезвий ножей рабочего органа ( lл ) и др. Во

29

вторую группу «Параметры корней саженцев и почвы» входят параметры лабораторного эксперимента, которые можно измерить.

К третьей группе «Показатели эффективности» относятся характеристики процесса выкопки крупномерных саженцев, которые можно измерить или проконтролировать в ходе экспериментальных исследований. Обычно в качестве выходных критериев принимают величины, характеризующие качество обработки, производительность, экономические затраты, вероятность поломки.

На основании априорного исследования с учетом теоретических и экспериментальных данных целесообразно выбрать для изучения следующие факторы: Х1 – влажность почвы (Wп, %), Х2 – твердость почвы ( , МПа). Из выходных параметров эксперимента выделены самые главные: У1 – давление рабочей жидкости, У2 – качество формирования кома почвы. Качество формирования кома оценивается измерением размеров сформированного кома почвы (они должны быть примерно равны размерам полуковша).

Таким образом, необходимо решить следующую экспериментальную задачу оптимизации

Матрица планирования эксперимента представлена в табл. 6.1.

Таблица 6.1 - Граничные условия технологических факторов

При составлении плана эксперимента намечаются интервалы варьирования и уровни факторов в соответствии с теоретическими исследованиями (табл. 6.2).

Таблица 6.2. - Матрица планирования эксперимента

30

Граничные условия технологических факторов, используемых при

i – интервал варьирования фактора.

Согласно данным табл. 6.1 формулы, связывающие нормализованные

6.4. Содержание отчета

Название лабораторной работы; цель работы; схема выкопочной машины; техническая характеристика; методика экспериментальных исследований; экспериментальные зависимости и их анализ; выводы.

6.5. Контрольные вопросы

1.Какие существуют рекомендации по глубине выкопки сеянцев и саженцев хвойных и лиственных пород?

2.Какие существуют рекомендации по размерам почвенного кома при выкапывании крупномерного посадочного материала?