Исследование влияния параметров шин низкого давления на грунт

ВВЕДЕНИЕ 3
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Специфика использования сельскохозяйственного транспорта 6
1.2 Особенности колесного транспорта используемого в сельском хозяйстве 8
1.3 Воздействие колесных движителей на почву 12
1.4 Почвенно-грунтовые условия РФ 13
1.5 Методы улучшения тягово-сцепных показателей колесных движителей 15
Выводы 24
2 Исследование влияния параметров шин низкого давления на грунт 27
2.1 Анализ взаимодействия колеса с грунтом 27
2.2 Расчет силового взаимодействия колеса с грунтом 41
2.3 Тягово-сцепные свойства движителя низкого давления 43
Вывод по главе 50
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 52
3.1 Оценка показателей взаимодействия единичного пневматического движителя с грунтом 52
3.2 Результаты исследования взаимодействия движителя низкого давления с грунтом 55
3.3 Экономическая эффективность предложенных решений 60
Выводы 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 70

Весь текст будет доступен после покупки

Колесные транспортные средства, включая шины низкого давления, широко используются в сельском хозяйстве. Они также популярны среди туристов, рыбаков и охотников и могут широко использоваться для различных видов сельскохозяйственной деятельности, таких как сбор продуктов питания и лекарственных растений.
Этот вид техники производится рядом национальных и международных машиностроительных компаний, продукция которых пользуется устойчивым и постоянно растущим спросом.
Колесная техника, в том числе с шинами низкого давления, широко используется в сельскохозяйственных работах.
Исследования национальных и международных ученых показали, что колесные транспортные средства могут нанести значительный ущерб сельской среде, главным образом потому, что они оказывают негативное воздействие на сельские почвы. Это негативное воздействие может привести к замедлению сельскохозяйственных процессов, водной и ветровой эрозии на перегруженных транспортных магистралях, уничтожению растительного напочвенного покрова, подавлению корней, торможению роста и ослаблению растений вблизи транспортных магистралей.
Проблема негативного воздействия сельскохозяйственной техники на почву является результатом исследований ряда ученых, среди которых хотелось бы обратить внимание на работы Г. М. Анисимова, И. М. Бартенева и О. Н. Бурмистровой. Н. Бурмистрова, Ю.А. Герасимова, Е.Ф. Герца, И.В. Григорьева, О.И. Григорьевой, В.А. Иванова, Н.А. Иванова, В.М. Котикова, А.М. Кочнева, В.К. Курьянова, В.А. Макуев, А.Ю. Мануковский, А.И. Никифорова, Ф.В. Пошарников, П.Б. Рябухин, В.С. Сюнев, А.М. Хахина, Е.Г. Хитров, В.Я. Шапиро, И.Р. Шегельман Ю.А. Морозов, Московский государственный технический университет, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, ПетрГУ, С(А)ФУ, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. Университет, ТОГУ, УГЛТУ, ЯГСХА, научно-исследовательские институты лесохозяйственного и сельскохозяйственного профиля и др.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Специфика использования сельскохозяйственного транспорта

Хорошо известно, что полевые условия требуют использования внедорожных транспортных средств. Кроме того, из-за большой площади пахотных земель в России и отсутствия хорошей дорожной сети приходится преодолевать значительные расстояния в условиях бездорожья.
В Российской Федерации для сельскохозяйственных работ используются большие колесные или гусеничные тракторы и специализированные автомобили. В условиях плохой поддержки почвы современная колесная техника может быть оснащена специальными гусеницами, значительно улучшающими проходимость.
Для сельскохозяйственных работ используется тяжелая техника, в основном на гусеничном ходу, что также требует тяжелых и дорогих XC и разгрузочных машин [35].
Однако в сельском хозяйстве существует множество задач, где не требуется перемещать тяжелые грузы, семена и удобрения, которые перемещаются на большие расстояния на транспортных средствах [29]. К таким задачам относятся, например, сбор продуктов питания, разведение скота, пчеловодство, испытание сельскохозяйственных культур в отдаленных районах и использование пахотных земель в исследовательских целях. Работники охотничьих хозяйств попадают в отдельную категорию как профессиональные пользователи малой техники, например, для кормления животных, подсчета и борьбы с браконьерами.
Во-первых, вес техники сильно коррелирует с ее стоимостью. Во-вторых, тяжелая техника требует электроэнергии, и стоимость ее использования гораздо выше, чем у легкой техники. В-третьих, тяжелая техника совершенно неприемлема, так как наносит заметный ущерб почве и растительности во время движения, что отрицательно сказывается на восстановлении почвы и растений.
Основными требованиями к машинам, выполняющим подобные задачи, являются легкость, высокий дорожный просвет, широкие колеса и низкое давление на грунт. В интернете можно найти множество описаний таких более или менее удачных самодельных машин. В некоторых из них в качестве силовых установок используются камеры от списанных самолетов.
Анализ [44] показывает, что конструктивно легкие рабочие машины могут быть трехколесными с треугольной плоскостью и четырех- или шестиколесными с прямоугольной плоскостью. Прямоугольные машины могут быть выполнены с жесткими или шарнирными рамами. Поворот машины с жесткой прямоугольной рамой осуществляется поворотом ее переднего рулевого колеса, а поворот машины с хрупкой рамой - складыванием полурамы.
С научной и практической точки зрения параметры легких автомобилей в таких условиях Дальнего Востока основаны на [45]. Автор разработал методику проектирования и расчета машины, позволяющую выбрать основные параметры агрегата, спроектировать движитель на пневматических шинах низкого давления, обосновать общую компоновку машины и провести анализ конструкции машины и прочности рамы.
Кроме того, в [42,43,46] была разработана математическая модель движения колесной машины по полю, позволяющая определить влияние конструктивных параметров машины и условий движения на управляемость профиля. Также было изучено взаимодействие высокоэластичной колесной движительной машины, работающей в ведомом и ведущем режимах, с пороговым препятствием, и разработана математическая модель столкновения машины с препятствием, позволяющая рассчитать силы, действующие на колеса и раму машины.
Однако в вышеуказанных исследованиях не рассматривается такой важный аспект, как влияние двигателя легкого автомобиля на грунт поверхности движения. Кроме того, без этой оценки невозможно оценить экологическую пригодность техники на особо чувствительных территориях, например, на территориях, предназначенных для сохранения биоразнообразия.
Хорошо известно, что сельскохозяйственная техника оказывает сильное и даже двойное воздействие на почвы [39]. В настоящее время наиболее авторитетным научным коллективом по разработке концепции сельскохозяйственных машин, их сравнительному анализу и воздействию сельскохозяйственной техники на почвы в России занимается научная школа Якутской государственной сельскохозяйственной академии "Инновационное развитие агропромышленного комплекса и сельского хозяйства", возглавляемая д-ром И.В. Григорьевым.
Научный коллектив выпустил десятки кандидатов и несколько докторов наук, чьи исследования посвящены взаимодействию колесной и гусеничной сельскохозяйственной техники с почвой. Однако детальный анализ теоретических и практических решений, разработанных исследовательской группой, выявил наличие определенных пробелов именно в отношении легковых автомобилей с шинами низкого давления.
Безусловно, отечественному машиностроению в настоящее время и в ближайшем будущем трудно, да и невозможно освоить производство конкурентоспособной сельской тяжелой техники. Однако вполне возможно освоить производство наземной легкой техники с шинами низкого давления для сельского хозяйства и сельскохозяйственного производства. И это может стать конкурентной нишей не только для российского агропромышленного комплекса, но и для зарубежных стран.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Mutz-Leclerk, A. Neue Technologien und Rezepturen // Auto, Mot., ZubehSr., N 4. —2009. 97p.
2. Ellinger, H., Owingen, Notlaufradvorrichtung. Аварийное устройство колеса. Заявка на изобретение N DE 10 2006 037 095 от 14.02.2008 г. Германия.
3. Абрамов, B.H. Проблема обеспечения сохраняемости и долговечности шин и резинотехнических изделий автомобильного транспорта, эффективные пути ее решения Текст. / В.Н. Абрамов. Люберцы.: ФГУП «ПИК ВИНИТИ», 2005. - 329 с.
4. Агейкин, Я.С. Проходимость автомобиля Текст. / Я.С. Агейкин. -М.: Машиностроение, 1981.- 264 с.
5. Аксенов П.В. Многоосные автомобили Текст. / П.В. Аксенов.- 2-е изд., переработанное и дополненное// М.: Машиностроение, 1989.
6. Антонов, Д.А. Теория движения боевых колесных машин Текст. /Под общей ред. Антонова Д.А. Академия БТВ/ - М.: Воениздат, 1993.
7. Аипов, Т.А. Метод сохранения подвижности армейских автомобилей при повреждении колесного движителя. Текст. дис.канд. техн. наук: защищена 28.08.11: утв.25.01.12/Аипов Тимур Адильевич. - Бронницы.: НИ-ИЦ AT ВС, 2011. - 159с. - Библиогр.: с. 79-101.
8. Беккер, М.Г. Введение в теорию систем местность машина Текст. / М.Г. Беккер. - М.: Машиностроение, 1973.
9. Белкин, А.Е. Расчет шин радиальной конструкции как трехслойных ортотропных оболочек вращения Текст. / А.Е. Белкин. // Расчеты на прочность. М.; "Машиностроение", 1989.- Вып. № 30. - с.40-47.
10. Бидерман, B.JI. Автомобильные шины (конструкция, расчет, испытания, эксплуатация) Текст. /B.JI. Бидерман. М.: Госхимиздат, 1963.

Весь текст будет доступен после покупки