Машинно-тракторные агрегаты: энергетические и динамические характеристики

Введение 8 Глава 1. ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ МАШИН. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ МАШИН. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ 11 1.1. Системы машин для выполнения лесохозяйственных работ. Направления развития систем лесохозяйственных машин 11 1.2. Оценка соответствия эксплуатационных показателей лесохозяйственных машин и агрегатов условиям работы в лесном хозяйстве Сибири 18 1.3. Вопросы охраны окружающей среды при выполнении лесохозяйственных работ 24 1.4. Пути повышения технического уровня системы машин для выполнения лесохозяйственных работ и обеспечения сохранности окружающей среды при выполнении технологических операций 40 1.5. Обзор конструкций тракторных агрегатов и рабочих органов лесохозяйственных машин и орудий, анализ их исследований 43 1.6. Выводы по первому разделу и задачи исследования 57 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 60 Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВ И АКТИВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ 62 2.1. Цель и задачи исследования 62 2.2. Разработка эквивалентных динамических схем лесохозяйственных агрегатов 63 2.3. Разработка математических моделей динамических систем лесохозяйственных агрегатов 76 2.4. Подход к вопросу оптимизации энергетических и динамических параметров тракторных агрегатов при их работе на регуляторной ветви внешней характеристики двигателя 80 2.5. Определение параметров моделей динамических систем лесохозяйственных агрегатов 89 2.6. Математическая модель функционирования двигателя лесохозяйственного агрегата при детерминированных внешних воздействиях 103 2.6.1. Обоснование динамической схемы агрегата 103 2.6.2. Анализ работы сил инерции агрегата в условиях длительных энергоемких перегрузок 114 2.7. Моделирование и оптимизация энергетических и динамических параметров лесохозяйственных агрегатов 120 2.8. Исследование влияния конструктивных и геометрических параметров активных рабочих органов лесохозяйственных агрегатов и режимов их 127 2.8.1. Исследование рабочих органов с дисковыми и торцовыми фрезами 127 2.8.2. Определение затрат энергии на прокладку дренажных щелей и опорных полос в зависимости от конструктивных параметров фрезерных рабочих органов и режимов резания 129 2.8.3. Исследование баровых и цепных рабочих органов 143 2.8.4. Исследование шнековых рабочих органов 156 2.9. Теоретическое определение энергоемкости резания лесных и торфяных почв по элементам технологического процесса 159 2.10. Оптимизация геометрических параметров и режимов резания активных рабочих органов лесохозяйственных агрегатов 173 2.11. Определение оптимальных параметров лесохозяйственных агрегатов и моторизированных орудий, включаемых в Систему машин 179 2.12. Методика определения оптимального ряда тяговых средств 182 Выводы разделу 2 185 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 190 Глава 3. ОПТИМИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСОВ СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ РАЗВИТИЯ ЛЕСНОГО ПОЖАРА 192 3.1. Выбор направления исследований и обоснование способов тушения лесных пожаров по группам типов леса 192 3.1.1. Лишайниковая группа типов леса 193 3.1.2. Зеленомошная группа типов леса 194 3.1.3. Разнотравная группа типов леса 195 3.2. Влияние факторов среды и рельефа на параметры кромки пожара 197 3.3. Определение критериев, обеспечивающих возможность оптимизации системы: «лесной пожар – технологии тушения – средства пожаротушения» 202 3.4. Расчет оптимальных технологий тушения лесных низовых пожаров 204 3.5. Применение оптимальных технологий и средств пожаротушения на различных стадиях распространения лесного пожара 211 3.6. Тушение крупных лесных пожаров по оптимальным технологиям 222 3.7. Прогнозирование технического уровня новых технических средств для тушения лесных пожаров на базе нейрокомпьютерных технологий 227 Выводы к разделу 3 230 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 231 Глава 4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 233 4.1. Цели и задачи исследований 233 4.2. Методики экспериментального исследования динамики лесохозяйственных агрегатов и резания лесных и торфяных почв 236 4.2.1. Методика экспериментального исследования динамики лесохозяйственных агрегатов с пассивными рабочими органами 236 4.2.2. Методика экспериментального исследования резания лесных и торфяных почв активными рабочими органами фрезерного и цепного типа 239 4.2.2.1. Определение прочностных характеристик почвы 239 4.2.2.2. Обработка результатов исследований 242 4.3. Обоснование условий работы и объема испытаний лесохозяйственных агрегатов 243 4.4. Планирование экспериментальных исследований 247 4.5. Условия испытаний лесохозяйственных агрегатов 252 4.6. Конструкции экспериментальных агрегатов и орудий 256 4.7. Аппаратура, применяемая при испытаниях 261 4.7.1. Аппаратура, применяемая при испытаниях лесохозяйственных агрегатов 261 4.7.2. Аппаратура, применяемая при испытаниях лесомелиоративных щелерезных агрегатов 265 4.7.3. Аппаратура при испытаниях лесопожарных агрегатов 268 Выводы по разделу 4 269 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 271 Глава 5. КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СИСТЕМЫ МАШИН 272 5.1. Модели и структура системы ресурсосбережения 272 5.2. Система адаптации параметров и режимов работы МТА 279 Выводы по разделу 5 286 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 286 Глава 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ АГРЕГАТОВ И РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ АКТИВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ 287 6.1. Характер изменения сил сопротивления пассивных рабочих органов агрегатов при выполнении лесохозяйственных работ 287 6.2. Распределение моментов сопротивления в трансмиссиях тракторных агрегатов при работе трактора ТДТ-75 с клином КРП-2.5 287 6.2.1. Переменная составляющая моментов сопротивления 290 6.3. Распределение моментов сопротивления в трансмиссиях тракторных агрегатов при работе трактора ТДТ-75 с плугами ПЛШ-1,2 и ПКЛ-70 291 6.3.1. Длительность действия переменной составляющей 292 6.4. Динамические характеристики агрегата с трактором ТДТ-75 293 6.4.1. При работе трактора ТДТ-75 с клином КРП-2.5 293 6.4.2. При работе трактора ТДТ-75 с плугами ПЛШ-1.2 и ПКЛ-70 299 6.4.3. Энергетические параметры трактора ТДТ-75 300 6.5. Основные результаты исследований трактора ЛХТ-55 302 6.5.1. Распределение момента сопротивления движению агрегата Мс, приведенного к коленчатому валу двигателя при работе с плугами ПКЛ-70, ПЛШ-1,2, культиватором КЛБ-1.7 и лесопосадочной машиной ЛМС-1 302 6.5.2. Динамическая характеристика трактора ЛХТ-55 с ПКЛ-70 302 6.5.3. Динамическая характеристика трактора ЛХТ-55 с ПЛШ-1,2 306 6.5.4. При работе ЛХТ-55 с лесопосадочной машиной ЛМС-1 307 6.5.5. При работе трактора ЛХТ-55 с культиватором КЛБ-1,7 308 6.6. 6.5. Динамическая характеристика трактора ЛХТ-4 с гидравлическим приводом фрезы ФЛН-0,8-4 309 6.7. Динамическая характеристика трактора ДТ-75 Б с дискофрезерными щелерезными орудиями МДН-3, ЩДМ-1 310 6.8. Энергетические и динамические параметры агрегатов 312 6.8.1. Энергетические и динамические параметры лесохозяйственных агрегатов при работе на расчистке полос и вспашке 312 6.8.2. Энергетические и динамические параметры трактора, предназначенного для производства посадки, ухода и других близких по энергоемкости работ 314 6.8.3. Энергетические параметры лесомелиоративных агрегатов с активными рабочими органами 316 6.9. Экспериментальные исследования влияния режимов резания торфа фрезерными рабочими органами на энергоемкость технологического процесса прокладки дренажных щелей 318 6.10. Экспериментальное исследование влияния режимов резания торфа шнековой фрезой на энергоемкость технологического процесса 322 6.11. Экспериментальное исследование влияния режимов резания торфа баровым рабочим органом на энергоемкость технологического процесса 327 6.12. Экспериментальные исследования динамики рабочего процесса лесопожарных агрегатов и режимов резания активных рабочих органов 329 6.12.1. Характер изменения сил сопротивления на рабочих органах агрегатов при выполнении лесопожарных работ 329 6.12.2. Распределение моментов сопротивления в трансмиссии привода активных рабочих органов и длительность их действия 333 6.13. Экспериментальное исследование влияния режимов резания лесных почв с подстилкой на энергоемкость технологического процесса 336 6.14. Оптимальные энергетические параметры и рабочие режимы лесохозяйственных агрегатов 343 6.14.1. Тяговый баланс 343 6.14.2. Показатели полученные при работе трактора ЛХТ-55 344 6.14.3. Показатели, полученные при работе трактора ТДТ-75 345 6.14.4. Показатели агрегатов с барабанными и дисковыми фрезами 346 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 349 Глава 7. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОРУДИЙ И АГРЕГАТОВ, СОЗДАННЫХ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИХ ВНЕДРЕНИЯ 350 7.1. Лесохозяйственный трактор ЛХТ-4 и его модификация ТЛП-4 350 7.2. Щеледренажные машины БМРМГ-М, МДН-3, MДН-4, ЩДМ-1, МДМ 354 7.3. Орудие для прокладки заградительных барьеров на торфяниках ОЗТ-0,9 358 7.4. Агрегаты и орудия для борьбы с лесными пожарами 359 7.4.1. Орудие на базе бензопил для прокладки опорных полос 359 7.4.2. Агрегаты для тушения лесных пожаров на базе конверсионной военной техники 360 7.5. Технологические схемы применения орудий для строительства щелевого дренажа при освоении заболоченных земель 363 7.6. Внедрение результатов исследований 368 Вопросы для самоконтроля и практических занятий 368 Заключение 369 Используемая литература 373 Приложения 382 Приложение А 392 Приложение Б 392 Приложение В 398 Приложение Г 401 Приложение Д 402 Приложение Е 415