Математическая модель процесса поворота машинно-тракторного агрегата на базе трактора с полугусеничным движителем

средства различаются по физико-химическим свойствам, срокам эксплуатации, по стоимости.

Наиболее эффективный способ защиты — использование антикоррозионных материалов, которые, однако, отличаются высокой стоимостью. Поэтому их применение целесообразно только при производстве продукции с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями.

Широкое распространение для защиты от коррозии получило использование красителей, однако этот способ имеет серьезный недостаток. Под влиянием вредных паров, ультрафиолетовых лучей, температуры среды краска трескается и вызывает коррозию. Поэтому окрашивание приходится часто повторять, что приводит к неоправданным затратам материальных и денежных средств.

Одним из эффективных средств защиты оборудования металлоконструкции в животноводческих помещениях от коррозии стало цинкование. Следует подчеркнуть, что данный способ увеличивает стоимость антикоррозионной защиты, однако срок эксплуатации оборудования увеличивается в 2-3 раза, т. е. до 20 лет, что делает этот способ экономически оправданным.

Сущность технологии цинкования оборудования заключается в следующем.

В специальную ванну заливают цинк при температуре плавления +450 °С. Этому предшествует проведение предварительных операций. Металлические конструкции, оборудование тщательно очищают от грязи и других примесей. Затем детали конструкции опускают в ванну с цинковым раствором. Происходит физическая и химическая реакция, железо соединяется с цинком и образуется несколько слоев. С целью получения оптимального слоя цинкового раствора сталь необходимо выбирать с содержанием 81 + Р < 0,09 %. При цинко-

вании оборудования и металлоконструкций должны соблюдаться определенные требования. Пустотелая конструкция должна иметь щели, через которые раствор свободно проникает туда и обратно. На конструкции обязательно должны быть крючки для опускания и поднятия ее из ванны. Металлические конструкции должны быть открытыми. В закрытом виде в конструкциях повышается давление, что может привести к взрыву. После окончания цинкования нельзя проводить сварочные работы. Оцинкованную металлоконструкцию нельзя сильно деформировать (гнуть).

Данная технология широко применяется, например, в производственных помещениях, дорожной инфраструктуре, на линиях электропередач. Особенно важно подчеркнуть широкое применение в сельском хозяйстве, в частности в тепличном хозяйстве и на животноводческих фермах.

Надо отметить, что технологию цинкования оборудования, как правило, применяют при производстве фиксирующего оборудования для крупного рогатого скота и оборудования, предназначенного для ухода за конечностями животных.

Производственный опыт эксплуатации этого оборудования показал высокую эффективность.

Список литературы

1. Матвеев, Л.В. Методические указания по профилактике заболеваний конечностей / Л.В. Матвеев. — Горький, 1984.

2. Pek, L. A horgany ipari felhasznalasa es ujrahaszno-sitasanak lehetosegei. Tflzihorhaganyzas, 2006. V. evf. Ns 4. 8-11 p.

3. Pek, L., Antal, A.: Acelszerkezetek karbantartasmentes korroziovedelme. XXXII. Kutatasi es Fejlesztesi Tanacskozas, Godollo, 2008. 194-197 p.

4. Pek, L., Szabadi, L. A tflzihorganyzas, mint a korroziovedelem egyik strategiai eszkoze. GEP (a Gepipari Tudomanyos Egyesfllet Mflszaki Folyoirata), Budapest, 2009. Wo 4-5. 114-116 p.

УДК 631.372

М.Х. Фасхутдинов, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет»

математическая модель процесса поворота машинно-тракторного агрегата на базе трактора с полугусеничным движителем

Пока в литературе нет достаточно надежных возникают в процессе поворота. Поэтому для по-

формул, по которым можно было бы рассчи- лучения математической модели процесса поворо-

тать значение действительного радиуса поворота та на базе трактора с полугусеничным движителем

машинно-тракторного агрегата (МТА) с учетом мно- было проведено экспериментальное исследование,

гочисленных эксплуатационных факторов, которые в ходе которого замеряли значения действительных

--------------------------- 51

=14°, V = 1 м/с; ....................... а = 20°, V = 2 м/с;

= 14°, V

= 20°, V

: 2 м/с; 1 м/с;

а = 27°, V = 1 м/с; а = 27°, V = 2 м/с

Рис. 1. График зависимости коэффициента пово-рачиваемости от фактора сопротивления повороту

радиусов при различных условиях (менялись агротехнический фон, скорость движения МТА, угол поворота управляемых колес и крюковая нагрузка).

Затем были построены графики зависимостей коэффициента поворачиваемости от фактора сопротивления повороту на разных агротехнических фонах. На рис. 1 приведен график зависимости коэффициента поворачиваемости от фактора сопротивления повороту на слежавшейся пахоте.

Геометрический радиус поворота МТА Rг зависит от угла поворота управляемых колес [1, 2, 3, 4]:

Rг = 1С^а,

где L — продольная база трактора, м; а — средний угол поворота управляемых колес, град.

Поворачивающий момент МТА М вокруг точ-

ки О

Мп = Єфісоза,

где Gп — вертикальная нагрузка на переднюю ось трактора, Н; фк — коэффициент сцепления колеса с почвой.

Момент сил сопротивления повороту Мс п вокруг точки О:

Mc.п =

G0 _ p ^кр кр Т

V J

Gv La а

g (а2 + L2ctg2а

М'мах -^ус

Gз0 + Ркр\+Ркр tgp

Ркр Lb

+ [1 _ с)

+ 0,5

•у/ь2 + L2ctg2a

-------- — экспериментальный;

--------— теоретический

Рис. 2. График зависимости теоретического йт и экспериментального Яд радиусов поворота МТА от крюковой нагрузки .Ркр

Линии на графике получились близкими к плавным кривым, что говорит о наличии закономерной зависимости между изучаемыми переменными. Следующая задача исследователя — на основе этих графиков определить вид формулы, а затем и ее постоянные коэффициенты.

Для наших зависимостей (рис. 2) эмпирическая формула имеет вид

У = п1 +

X- X

Я

где Хо < X < X: У = -^; X = -

(-_ X )2 м„

-; Х,

предельное

К М

значение X, при котором значение действительного радиуса стремится к бесконечности; п1, п2, п3 — постоянные коэффициенты данной зависимости.

Количество постоянных коэффициентов п объясняется тем, что кривые строились по трем точкам. В табл. 1 представлены значения коэффициентов Хж, п1, п2, п3 при различных эксплуатационных факторах, которые изменялись в ходе экспериментов.

Недостатком полученной эмпирической формулы является то, что с помощью ее можно найти значения действительных радиусов только при ограниченном количестве значений эксплуатационных факторов (при тех, что использовались в ходе экспериментальных исследований). Чтобы сделать эмпирическую формулу более универсальной, необходимо постоянные коэффициенты п; представить в виде функций V и а. Так как они известны для двух значений скорости и трех значений угла поворота управляемых колес, то используем формулу вида:

п

п

2

3

+

Таблица 1

Значение коэффициентов Хда, « в формуле

Скорость движения МТА V, м/с Средний угол поворота колес, а, град. X да «і «2 «3

1 14 1,0130 1,8906 -1,3602 0,5580

1 20 1,7570 7,7927 -19,2815 13,7640

1 27 2,3240 11,7563 -38,7639 35,2482

2 14 1,3000 3,0863 -3,8731 1,8794

2 20 1,8850 5,3827 -12,7411 9,3950

2 27 2,8530 23,6837 -97,9739 106,2576

Примечание. Агротехнический фон — слежавшаяся пахота.

Значение коэффициентов ^ в формуле

Таблица 2

ач аи

7,7927 0,7910 -0,0321 -2,4100 0,6217 0,2038

6І2 -19,2815 - 2,8929 0,0157 6,5404 -6,5227 -0,8386

6І3 13,7640 2,6017 0,0668 -4,3690 4,4593 0,9013

Примечание. Агротехнический фон — слежавшаяся пахота.

п; = d1 + ^2(а - 20) + ^3(а - 20)2 +

+

где d1, ..., d6 — постоянные коэффициенты (табл. 2).

Коэффициенты Хж, по аналогии с коэффициен тами п, представлены в виде функций у и а:

Хж = 51 + s2(а - 20) + (а - 20)2 +

+ 53(у - 1)[^4 + 55(а - 20) + 56(а - 20)2],

где ^1, ..., s6 — постоянные коэффициенты.

В формуле (4) обе части уравнения умножаем на Кг и с учетом формул (5), (6) получаем следующее выражение:

Это выражение представляет собой математическую модель процесса поворота МТА на базе трактора с полугусеничным движителем.

На рис. 2 представлены графики зависимостей теоретического К и экспериментального Кд радиусов поворота МТА от крюковой нагрузки Ркр на слежавшейся пахоте при следующих условиях: скорость движения МТА у = 1 м/с; угол поворота управляемых колес а = 14°, 27°; усилие на крюке Р изменяется от 0 до 10,0 кН.

В табл. 3 приведены отклонения теоретических радиусов поворота МТА от экспериментальных радиусов при аналогичных эксплуатационных факторах. Максимальное отклонение на слежавшейся пахоте составляет 12,2 %, что находится в пределах допустимого [5].

Выводы

Получена математическая модель процесса поворота МТА на базе трактора с полугусеничным движителем на основе данных.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что отклонения теоретических радиусов поворота МТА от экспери-

Таблица 3

Отклонение теоретических радиусов поворота МТА от экспериментальных радиусов

Яд = Я

{[^л + ^(а — 20) + б^з(а — 20) +

+(у —1)(6^4 + (а — 20) + ^іб(а — 20) )^ +

[^21 + 622 (а — 20) + 623 (а — 20) +

+(у —1)(624 + 625 (а — 20) + ^26 (а — 20) )J

^1 + ^2 (а — 20) + ^з (а — 20)2 +

+(у —1)( ^4 + 55 (а — 20) + ^6 (а — 20)2) ^ — X [631 + 632 (а — 20) + 633 (а — 20) +

+(у —1)( 634 + 635 (а — 20) + ^3б(а — 20)2 ) ^

^1 + ^2 (а — 20) + 53 (а — 20)2 +

+(у —1)( 54 + 55 (а — 20) + ^б(а — 20)2) ^ — X

Угол поворота управляемых колес а, град Крюковое усилие Р , кН кр’ Теоретический радиус поворота МТА Я], м Экспериментальный радиус поворота МТА Яд, м ч О е и н § * § I ё * , < » 5 5 Н а*

14 0 10,48 10,51 0,3

14 2,5 10,61 10,67 0,6

14 5,0 10,80 11,05 2,3

14 7,5 11,11 11,87 6,4

14 10,0 12,05 13,73 12,2

27 0 5,47 5,37 1,9

27 2,5 5,62 5,30 6,0

27 5,0 5,91 5,66 4,4

27 7,5 6,21 6,92 10,3

27 10,0 10,80 10,10 6,9

Примечание. Агротехнический фон — слежавшаяся пахота.

+

+

+

ментальных радиусов находятся в пределах допустимого.

Список литературы

1. Тракторы: учебник / В.В. Гуськов [и др.]. — М.: Машиностроение, 1988. — 376 с.

2. Кутьков, Г.М. Теория трактора и автомобиля / Г.М. Кутьков. — М.: Колос, 1996. — 288 с.

3. Поспелов, Ю.А. Устойчивость трактора / Ю.А. Поспелов. — М.: Машиностроение, 1966. — 248 с.

4. Скотников, В.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля / В.А. Скотников, А.А. Мащенский, А.С. Со-лонский. — М.: Агропромиздат, 1986. — 384 с.

5. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. — М.: Колос, 1967. — 119 с.

УДК 636.2:212.1

Пек Л., канд. с.-х. наук, доцент

Университет имени Святого Иштвана, Венгерская Республика

влияние различных видов полов на гигиеническое состояние и качество копытного рога животных

При содержании животных на промышленных фермах и комплексах важное значение имеет покрытие пола, его механические и другие свойства, так как они оказывают большое влияние на состояние конечностей животных.

Цель исследования: изучение влияния свойств различных типов полов — изнашивающее влияние, скользкость и биологическая упругость — на состояние копыт коров.

Объектом изучения выбраны бетонные, асфальтовые, резиновые, пластмассовые и металлические полы. Исследование проводили как на моделях, так и в производственных условиях. Степень изнашивающей способности материала образца, т. е. абразивного влияния, составила: бетонного пола — 30.34 мг, асфальтового пола — 8 мг, пластмассового пола — 1,2 мг.

Здесь важное значение имеет измерение коэффициента трения пола. Если у пола абразивное влияние незначительное, как правило, коэффициент трения тоже незначителен. У пластмассового пола коэффициент составил д = 0,50.0,55. Кроме небольшой степени изношенности такой пол является скользким. У резинового пола коэффициент трения до = 0,80.0,88. Такой пол нескользкий, но обладает большим недостатком: у содержащихся на таком полу животных наблюдается сильный перерост кератина копыт. У бетонного пол коэффициент д0 = 0,92.0,96, т. е. пол нескользкий, но износ копыт слишком велик и это плохо отражается на состоянии животных.

К полам предъявляют зоогигиенические, зоотехнические, теплотехнические и другие требования, основные из них — прочность, износоустойчивость, неповрежденность.

Твердый пол с шероховатой поверхностью трудно поддается очистке и оказывает сильное

влияние на износ копыт животных при длительном времени нахождения на них. У животных, которые содержатся на твердых полах, происходят биологические изменения в суставах, возникают воспалительные процессы и патологические изменения, при этом увеличиваются конечности копыт, появляются раны и различные повреждения. Все это приводит к увеличению заболеваемости животных.

В этой связи очень важно изучать динамическое противодействие пола, т. е. взаимосвязь состояния пола и физиологического состояния животных.

Для выполнения поставленной задачи нами разработаны методика и специальное оборудование, позволяющие провести измерения динамического противодействия пола и изучить регенерацию пола во времени.

Методика проведения работы заключается в следующем.

Общий вид установки для определения биологической упругости пола показан на рис. 1. Установка состоит из трех основных частей: молотка с прибором для измерения ускорения, измерительного устройства, светопишущего пробора.

На поверхность пола ударяет молоток. При этом происходит деформация пола, а потом материал пола регенерируется и молоток начинает двигаться вверх. После окончания регенерации молоток начинает подниматься от пола и снова происходит падение вниз (рис. 2). Данные рисунка показывают, что возможно определить время регенерации пола.

В таблице приведены результаты измерений биологической упругости шести типов полов. Здесь важен показатель времени регенерации пола £р.

Из данных таблицы видно, что если показатель t выше 10-3 с, то такой пол является полезным для