Удосконалення широкозахватного культиватора з розробкою системи довантажування секції котків

Abstract

У роботі вдосконалено конструкцію широкозахватного ґрунтообробного агрегату шляхом проектування та дослідження системи довантажування прикочувальних котків. У процесі виконання дослідження проведено всебічний аналіз технологій поверхневого обробітку ґрунту, а також конструкцій та функціональних можливостей ґрунтообробних машин, зокрема широкозахватних культиваторів. Встановлено, що одним із ключових чинників, що обмежує ефективність таких агрегатів, є відсутність можливості адаптивного регулювання навантаження на прикочувальні робочі органи залежно від типу та стану оброблюваного ґрунту. На основі проведених розрахунків і моделювання обґрунтовано раціональні параметри культивуючої секції борінчастого типу, включно з розміщенням та навантаженням на зуби; спроектовано конструкцію регульованого поводка з пружинним механізмом, що забезпечує адаптивну зміну жорсткості підвіски; виконано техніко-конструктивне обґрунтування параметрів прикочувальних котків із урахуванням умов защемлення грудок і забезпечення якісного прикочування; визначено тяговий опір агрегату на основі аналізу силових взаємодій робочих органів із ґрунтом; розроблено конструкцію довантажувача прикочувальної секції, що дозволяє забезпечити необхідне зусилля притискання без втрати стабільності ходу агрегату; здійснено кінематичний аналіз системи довантажування з метою оцінки її рухомих елементів у робочому циклі; проведено розрахунок міцності елементів довантажувача на основі критерію напружено-деформованого стану; сформульовано рекомендації щодо безпечної експлуатації удосконаленого агрегату та заходів запобігання надзвичайним ситуаціям. Практичне значення отриманих результатів полягає в можливості впровадження запропонованої конструкції культиватора в серійне виробництво для підвищення якості поверхневого обробітку ґрунтів різних типів. Удосконалення конструкції сприятиме покращенню агротехнічних показників, зниженню енерговитрат, підвищенню продуктивності польових робіт, а також створенню сприятливих умов для збереження родючості ґрунту.

The work improved the design of a wide-grip tillage unit by designing and studying the system for loading the compactor rollers. In the process of carrying out the research, a comprehensive analysis of surface tillage technologies, as well as the designs and functional capabilities of tillage machines, in particular wide-grip cultivators, was carried out. It was established that one of the key factors limiting the effectiveness of such units is the lack of the ability to adaptively regulate the load on the compactor working bodies depending on the type and condition of the cultivated soil. Based on the calculations and modeling, the rational parameters of the harrow-type cultivating section were substantiated, including the placement and load on the teeth; the design of an adjustable leash with a spring mechanism was designed, which provides an adaptive change in the stiffness of the suspension; a technical and constructive justification of the parameters of the compactor rollers was performed, taking into account the conditions for pinching clods and ensuring high-quality compaction; the traction resistance of the unit was determined based on the analysis of the force interactions of the working bodies with the soil; the design of the compaction section loader was developed, which allows to provide the necessary pressing force without losing the stability of the unit's movement; the kinematic analysis of the loading system was carried out in order to evaluate its moving elements in the working cycle; the strength of the loader elements was calculated based on the stress-strain state criterion; recommendations were formulated for the safe operation of the improved unit and measures to prevent emergency situations. The practical significance of the results obtained lies in the possibility of introducing the proposed cultivator design into serial production to improve the quality of surface cultivation of different types of soils. Improving the design will contribute to improving agrotechnical indicators, reducing energy consumption, increasing the productivity of field work, as well as creating favorable conditions for preserving soil fertility.