Vestnik of Kazan State Agrarian UniversityVestnik of Kazan State Agrarian UniversityВестник Казанского государственного аграрного университета2073-0462328210.12737/5340Технические наукиТехнические наукиJustification of a choice of diagnostic parameters energetichekskikh of installations of mobile cars(machines)К обоснованию и определению колебательного процесса спирально-пластинчатого рабочего органаЮнусовРафаиль ГабдельнуровичYunusovRafail Габдельнурович
Казанский государственный аграрный университетKazan State Agrarian University0409201404092014926367https://naukaru.ru/en/nauka/article/3282/view
В статье предлагается принципиально новый способ воздействия рабочего органа на почву. Приводится описание конструкции и принципа работы спирально-пластинчатого рабочего органа для его осуществления. Дается обоснование конструктивно-технологическим параметрам спирально-пластинчатого рабочего органа с учетом геометрических и силовых факторов.
. It is necessary to determine an effect of spiral-platelike working parts on the oscillation process so that to justify its design and technological parameters. This article deals with the scheme of implement’s working unit, being spirally-platelike spring, set on the shaft removable, which executes an oscillatory motion on stream. Oscillating process depends largely on fixing method of working part and presence of radial clearance between its inside diameter and carrying shaft. The advanced fixing method is fixing of the spiral-platelike working unit with its carrying shaft by means of resilient members. It enables to hold on rapid vibrational frequency without breaking. Analytic dependences, determining the interrelationship between oscillating process and mechanically technological parameters, enables to substantiate dimensions decision. It can be used in the design and
колебательный процессспирально-пластинчатый рабочий органось пружиныпочва.oscillationspiral-platelike working unitaxis of the springsoil.
Введение. Рабочие органы существующих ротационных рыхлителей почвы обладают рядом (существенных) недостатков. Они не в полной мере удовлетворяют агротехническим требованиям по качественному крошению почвы и имеют значительную энергоёмкость процесса рыхления. Поэтому интенсификация технологического процесса минимальной поверхностной обработки почвы возможна только при использовании почвообрабатывающих орудий с принципиально новым воздействием рабочих органов на обрабатываемую среду.Условия, материалы и методы исследований. На основании вышеизложенного, нами разработано почвообрабатывающее орудие [7,11], где рабочая поверхность спирально-пластинчатого рабочего органа выполнена рифлёной, а зубья его режущей кромки - по участку логарифмической спирали. Крепление рабочего органа с валом рыхлителя осуществляется посредством упругих элементов. Данное орудие, при двухследном расположении ротационных рабочих органов и кинематической их взаимосвязью, способен интенсифицировать процесс обработки почвы за счет насыщения его малых масс большей энергией. По кинематической схеме [8] оно представляет собой двухмассовую систему с двумя степенями свободы, совершающую колебательное движение. Здесь колебательное движение рабочих органов возникает при одновременном поступательном и вращательном движении за счет непостоянства сопротивления почвы, как возмущающее усилие.Анализ и обсуждение результатов. Отсюда вытекает сущность принципа работы предложенной конструкции (системы) с принципиально новым воздействием её спирально-пластинчатых рабочих органов на обрабатываемую среду. При этом от воздействия внешних осевых нагрузок уменьшается диаметр ротационного рабочего органа и он частично закручиваясь, накапливает (аккумулирует) источник энергии. Тем самым возникает восстанавливающая сила, зависящая от величины смещения и стремящаяся к раскручиванию спирально-пластинчатой пружины. Под действием этой восстанавливающей силы спирально-пластинчатый рабочий орган придёт в колебательное движение, способствующее затрачиванию (поглощению) энергии для обработки почвы, уничтожению сорняков и его самоочистке. Благодаря такому характеру системы устройства цикл повторяется постоянно по времени и даёт переменное воздействие, поддерживающее колебания. Здесь на характер гарантированных колебательных процессов влияют конструктивные параметры пластинчатой пружины, радиальный зазор между её внутренним диаметром и несущим валом, а также крепление её только концами с валом рыхлителя только посредством радиальных упругих элементов или цилиндрических пружин и физико-механические свойства обрабатываемой почвы [4].Конструктивные параметры спирально-пластинчатого рабочего органа нами были обоснованы и определены в следующих работах [2,3,6,9,10,12].Для определения величины вышеуказанного радиального (рабочего) зазора в любом сечении витков спирали обратимся к теории винтовых цилиндрических пружин. На основании этой теории рабочий зазор можно определить следующим выражением:
Биргер И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин: Справочник /И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 640 с: ил.Birger I.A. i dr. Raschet na prochnost´ detaley mashin: Spravochnik /I.A. Birger, B.F. Shorr, G.B. Iosilevich. - 4-e izd., pererab. i dop. - M.: Mashinostroenie, 1993. - 640 s: il.Булгариев Г.Г. Обоснование и определение основных параметров спирально-пластинчатого рабочего органа / Г.Г.Булгариев, Р.Г.Юнусов // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета», 2013. - №3.Bulgariev G.G. Obosnovanie i opredelenie osnovnykh parametrov spiral´no-plastinchatogo rabochego organa / G.G.Bulgariev, R.G.Yunusov. Nauchnyy zhurnal «Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta», 2013. - №3.Булгариев Г.Г. Обоснование параметров и формы зубчатой режущей кромки ротационных (винтовых) рабочих органов / Г.Г.Булгариев, Г.В. Пикмуллин, Р.Г. Юнусов, В.П.Данилов // Материалы международной научно-практической конференции. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2012. - Т.79.Bulgariev G.G. Obosnovanie parametrov i formy zubchatoy rezhushchey kromki rotatsionnykh (vintovykh) rabochikh organov / G.G.Bulgariev, G.V. Pikmullin, R.G. Yunusov, V.P.Danilov. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. - Kazan´: Izdatel´stvo Kazanskogo GAU, 2012. - T.79.Булгариев Г.Г. Роль различных типов колебаний в почвообработке /Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин, Р.Г. Юнусов, В.П. Данилов // Материалы международной научно-практической конференции. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2012. - Т.79.Bulgariev G.G. Rol´ razlichnykh tipov kolebaniy v pochvoobrabotke /G.G. Bulgariev, G.V. Pikmullin, R.G. Yunusov, V.P. Danilov. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. - Kazan´: Izdatel´stvo Kazanskogo GAU, 2012. - T.79.Гайнанов Х.С. Почвообрабатывающее орудие / Х.С. Гайнанов, Г.Г. Булгариев // А.С. №1526590. - Опубл. в Б.И. , 1989, № 45.Gaynanov Kh.S. Pochvoobrabatyvayushchee orudie / Kh.S. Gaynanov, G.G. Bulgariev. A.S. №1526590. - Opubl. v B.I. , 1989, № 45.Пикмуллин, Г.В. Методика проектирования формы рабочего органа культиватора для предпосевной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин, Г.Г.Булгариев, / Научный журнал « Вестник ». - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2011. - №1.- С. 107.Pikmullin, G.V. Metodika proektirovaniya formy rabochego organa kul´tivatora dlya predposevnoy obrabotki pochvy / G.V. Pikmullin, G.G.Bulgariev, / Nauchnyy zhurnal « Vestnik ». - Kazan´: Izdatel´stvo Kazanskogo GAU, 2011. - №1.- S. 107.Пикмуллин, Г.В. Комбинированное почвообрабатывающее орудие для безотвальной обработки почвы / Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев / - М.: Сельский механизатор, 2009. - №5. - С. 11.Pikmullin, G.V. Kombinirovannoe pochvoobrabatyvayushchee orudie dlya bezotval´noy obrabotki pochvy / G.V. Pikmullin, G.G. Bulgariev / - M.: Sel´skiy mekhanizator, 2009. - №5. - S. 11.Юнусов Р.Г. Уравнения движения ротационных (винтовых) рабочих органов в почве / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин // Научный журнал «Вестник Казанского государственного аграрного университета», 2012. - №4., C. 88-90.Yunusov R.G. Uravneniya dvizheniya rotatsionnykh (vintovykh) rabochikh organov v pochve / R.G. Yunusov, G.G. Bulgariev, G.V. Pikmullin . Nauchnyy zhurnal «Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta», 2012. - №4., C. 88-90.Юнусов Р.Г. Обоснование формы и параметров рабочей поверхности спирально-пластинчатых рабочих органов / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев, Г.В. Пикмуллин // Бъдещите изследвания-2013: Материали за IХ международна научна практична конференция. - София: «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2013.Yunusov R.G. Obosnovanie formy i parametrov rabochey poverkhnosti spiral´no-plastinchatykh rabochikh organov / R.G. Yunusov, G.G. Bulgariev, G.V. Pikmullin. B´´deshchite izsledvaniya-2013: Materiali za IKh mezhdunarodna nauchna praktichna konferentsiya. - Sofiya: «Byal GRAD-BG» OOD, 2013.Юнусов Р.Г. Проектирование формы зуба режущей кромки спирально-пластинчатого рабочего органа / Р.Г. Юнусов, Г.Г. Булгариев // Материалы международной научно-практической конференции. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2013.Yunusov R.G. Proektirovanie formy zuba rezhushchey kromki spiral´no-plastinchatogo rabochego organa / R.G. Yunusov, G.G. Bulgariev. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. - Kazan´: Izdatel´stvo Kazanskogo GAU, 2013.Юнусов Р.Г. Почвообрабатывающее орудие / Р.Г.Юнусов, Г.В. Пикмуллин; Г.Г. Булгариев // Патент РФ на изобретение № 2395183, Патентообладатель ФГОУ ВПО «Казанский ГАУ». - Опубл. в Б.И., 2010, № 21.Yunusov R.G. Pochvoobrabatyvayushchee orudie / R.G.Yunusov, G.V. Pikmullin; G.G. Bulgariev. Patent RF na izobretenie № 2395183, Patentoobladatel´ FGOU VPO «Kazanskiy GAU». - Opubl. v B.I., 2010, № 21.Яхин С.М. Классификация видов нагружений и критериев расчета спирально-винтовых элементов сельскохозяйственных машин. / С.М. Яхин., Н.И. Сёмушкин, А.Р. Валиев // Научный журнал «Вестник ». - Уфа: Издательство БГАУ, 2012. - № 3.Yakhin S.M. Klassifikatsiya vidov nagruzheniy i kriteriev rascheta spiral´no-vintovykh elementov sel´skokhozyaystvennykh mashin. / S.M. Yakhin., N.I. Semushkin, A.R. Valiev. Nauchnyy zhurnal «Vestnik ». - Ufa: Izdatel´stvo BGAU, 2012. - № 3.