Проект повышения эффективности использования трактора МТЗ-82 на транспортных операциях за счет применения подвески сиденья активного типа

Отечественные и большинство зарубежных производителей тракторов сельскохозяйственного назначения стремятся использовать различного вида активные системы подрессоривания, которые позволяют обеспечить повы-шение плавности хода и улучшение условий труда оператора, при этом ос-новное внимание уделяется конструкции подвески сиденья. Такой подход основан на том, что пассивные системы подрессоривания в силу своей ха-рактеристики в большинстве случаев не в состоянии обеспечить нормальные условия труда оператора.
По сравнению с пассивными системами, подвески сиденья активного типа наиболее эффективно снижают уровни вибрации в широком амплитудно-частотном диапазоне, что очень важно при работе на повышенных скоростях движения, особенно при выполнении транспортных операций.
Во многих фермерских хозяйствах и агрофирмах России на выполнении самых разнообразных работ широко используется универсально-пропашной трактор МТЗ-82. Однако данный трактор оборудован подвеской сиденья пассивного типа, что не позволяет на нем выполнять транспортные операции на повышенных скоростях (20...30 км/ч) при движении по различным типам дорог и агрофонам.
Целью дипломного проекта является обоснование повышения эффек-тивности использования трактора МТЗ-82 на транспортных операциях за счет применения подвески сиденья оператора активного типа.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….7
1. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ПОДВЕСОК СИДЕНЬЯ.............................................9
1.1. Практическая значимость современных разработок в области подвесок
сидений операторов мобильных машин...................................................................9
1.2. Классификация и виды систем подрессоривания подвесок сиденья............13
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРА МТЗ-82 НА ТРАНСПОРТНЫХ ОПЕРАЦИЯХ, ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ПОДВЕСКИ СИДЕНЬЯ АКТИВНОГО ТИПА...........…24
2.1. Обоснование расчетной схемы динамической системы «Дорога - трактор - сиденье».................................................………………………................…………24
2.2. Расчет амплитудно-частотной характеристики подвески сиденья
трактора МТЗ-82..................................……………………………………………27
2.3. Спектральный анализ системы «Дорога-трактор-сиденье»...........………...30
2.3.1. Определение энергетического спектра воздействия неровностей грунтовой дороги на колесный движитель трактора МТЗ-82.……..........…………31
2.3.2. Определение рациональных параметров активной подвески сиденья….33
2.4. Сравнительный расчет по определению эффективности использования трактора МТЗ-82 с серийной и активной подвесками сиденья на транспортных операциях.....36
Выводы……….....................................................................................……………..40
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ АКТИВНОЙ ПОДВЕСКИ СИДЕНЬЯ ТРАКТОРА МТЗ-82........................................................41
3.1. Патентный поиск................................................................................................41
3.2. Краткое описание конструкции и принципа действия подвески сиденья активного типа...........................................................................................................45
3.3. Расчёт элементов конструкции подвески сиденья..........................................48
3.3.1. Расчёт вала.......................................................................................................48
3.3.2. Расчет шпоночного соединения....................................................................52
3.3.3. Расчёт оси рычага на прочность....................................................................52
3.3.4. Расчёт пружины распределителя...................................................................56
3.3.5. Расчёт оси соединения рычага с поршнем....................................................57
3.3.6. Расчёт упругого элемента подвески (плоской пружины)............................61
4. ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ (АГРЕГАТ МТЗ-82 С АКТИВНОЙ ПОДВЕСКОЙ СИДЕНЬЯ + 2ПТС-4).................62
4.1. Агротехнические требования на внесение и заделку в почву органических удобрений...................................................................................................................62
4.2. Комплектование агрегата....................................................................63
4.3. Проектирование подготовки машин к работе.................................................67
4.4. Подготовка поля..................................................................................68
4.5. Работа тракторно-транспортного агрегата в поле..........................................70
4.6. Технологическое обслуживание тракторно-транспортного агрегата...........73
4.7. Контроль качества работы.................................................................................74
4.8. Охрана труда.......................................................................................................74
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АГРЕГАТА МТЗ-82+2ПТС-4 НА ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТАХ.......................75
5.1. Лицо, ответственное за обеспечение требований по охране труда и безопасность выполнения работ..............................................................................75
5.2. Характеристика вредных производственных факторов и меры по их устранению.................................................................................................................76
5.3. Организация санитарно-бытового обслуживания...........................................77
5.4. Возможные опасные ситуации при эксплуатации и обслуживании тракторно-транспортного агрегата МТЗ-82+2ПТС-4. Технические и организационные мероприятия по их устранению................................................78
5.5. Организация пожарной безопасности при эксплуатации тракторно-транспортного агрегата МТЗ-82+2ПТС-4...............................................................80
5.6. Расчет динамического коридора.......................................................................81
5.7. Расчет тормозного пути трактора МТЗ-82 с прицепом 2ПТС-4......................82
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА.........................................84
6.1. Общие положения методики расчета экономической эффективности.........84
6.2. Определение эксплуатационных издержек на разработку и изготовление подвески сиденья активного типа............................................................................86
6.3. Расчет экономического эффекта за срок эксплуатации, коэффициента эффективности капитальных вложений и срока окупаемости капитальных вложений....................................................................................................................93
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………....96
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………..98










СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….7
1. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ПОДВЕСОК СИДЕНЬЯ.............................................9
1.1. Практическая значимость современных разработок в области подвесок
сидений операторов мобильных машин...................................................................9
1.2. Классификация и виды систем подрессоривания подвесок сиденья............13
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАКТОРА МТЗ-82 НА ТРАНСПОРТНЫХ ОПЕРАЦИЯХ, ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ПОДВЕСКИ СИДЕНЬЯ АКТИВНОГО ТИПА...........…24
2.1. Обоснование расчетной схемы динамической системы «Дорога - трактор - сиденье».................................................………………………................…………24
2.2. Расчет амплитудно-частотной характеристики подвески сиденья
трактора МТЗ-82..................................……………………………………………27
2.3. Спектральный анализ системы «Дорога-трактор-сиденье»...........………...30
2.3.1. Определение энергетического спектра воздействия неровностей грунтовой дороги на колесный движитель трактора МТЗ-82.……..........…………31
2.3.2. Определение рациональных параметров активной подвески сиденья….33
2.4. Сравнительный расчет по определению эффективности использования трактора МТЗ-82 с серийной и активной подвесками сиденья на транспортных операциях.....36
Выводы……….....................................................................................……………..40
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ АКТИВНОЙ ПОДВЕСКИ СИДЕНЬЯ ТРАКТОРА МТЗ-82........................................................41
3.1. Патентный поиск................................................................................................41
3.2. Краткое описание конструкции и принципа действия подвески сиденья активного типа...........................................................................................................45
3.3. Расчёт элементов конструкции подвески сиденья..........................................48
3.3.1. Расчёт вала.......................................................................................................48
3.3.2. Расчет шпоночного соединения....................................................................52
3.3.3. Расчёт оси рычага на прочность....................................................................52
3.3.4. Расчёт пружины распределителя...................................................................56
3.3.5. Расчёт оси соединения рычага с поршнем....................................................57
3.3.6. Расчёт упругого элемента подвески (плоской пружины)............................61
4. ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТ (АГРЕГАТ МТЗ-82 С АКТИВНОЙ ПОДВЕСКОЙ СИДЕНЬЯ + 2ПТС-4).................62
4.1. Агротехнические требования на внесение и заделку в почву органических удобрений...................................................................................................................62
4.2. Комплектование агрегата....................................................................63
4.3. Проектирование подготовки машин к работе.................................................67
4.4. Подготовка поля..................................................................................68
4.5. Работа тракторно-транспортного агрегата в поле..........................................70
4.6. Технологическое обслуживание тракторно-транспортного агрегата...........73
4.7. Контроль качества работы.................................................................................74
4.8. Охрана труда.......................................................................................................74
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АГРЕГАТА МТЗ-82+2ПТС-4 НА ТРАНСПОРТНЫХ РАБОТАХ.......................75
5.1. Лицо, ответственное за обеспечение требований по охране труда и безопасность выполнения работ..............................................................................75
5.2. Характеристика вредных производственных факторов и меры по их устранению.................................................................................................................76
5.3. Организация санитарно-бытового обслуживания...........................................77
5.4. Возможные опасные ситуации при эксплуатации и обслуживании тракторно-транспортного агрегата МТЗ-82+2ПТС-4. Технические и организационные мероприятия по их устранению................................................78
5.5. Организация пожарной безопасности при эксплуатации тракторно-транспортного агрегата МТЗ-82+2ПТС-4...............................................................80
5.6. Расчет динамического коридора.......................................................................81
5.7. Расчет тормозного пути трактора МТЗ-82 с прицепом 2ПТС-4......................82
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА.........................................84
6.1. Общие положения методики расчета экономической эффективности.........84
6.2. Определение эксплуатационных издержек на разработку и изготовление подвески сиденья активного типа............................................................................86
6.3. Расчет экономического эффекта за срок эксплуатации, коэффициента эффективности капитальных вложений и срока окупаемости капитальных вложений....................................................................................................................93
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………....96
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………..

В дипломном проекте обоснована целесообразность оснащение тракто-ра МТЗ-82 установкой подвески сиденья активного типа, обеспечивающей повышение плавности хода трактора при выполнении транспортных опера-ций на повышенных скоростях движения.
Теоретически установлено, что при использовании на тракторе МТЗ-82 подвески сиденья активного типа его скорость движения по грунтовой дороге в соответствии с требованиями, установленными санитарными нормами может достигать 18 км/ч, в то время как при эксплуатации трактора с серийной подвеской его рабочая скорость не должна превышать 12 км/ч.
Представлены расчеты по экономическому обоснованию использования на тракторе МТЗ-82 подвески сиденья активного типа, показывающие, что срок окупаемости капитальных вложений равен 0,44 года.
Конструкторская часть: Чертежи конструкции 5 форматов А1 (ВО, СБ, деталировка, спецификация)+расчеты

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. А.с. 1164096 СССР, М.К.И.3 B 60 N 1/02. Активная подвеска сиденья транспортного средства/ Ю.И. Чупраков (СССР).-№3722931; заявл. 06.04.84; опубл. 30.06.85, Бюл. №24.-5с.: ил.
2. А.с. 1353678 СССР, М.К.И.3 B 60 N 1/02. Гидравлическое устройство активной виброзащиты объекта/ А.В. Муторов (СССР). -№3636961/31-11; заявл. 31.08.83; опубл. 23.11.87, Бюл.№43.-3с.: ил.
3. Буклагин Д.С. Тенденция развития тракторов, почвообрабаты¬вающей и посевной техники за рубежом/ Д.С. Буклагин, В.Я. Гольтяпин, Л.М. Колчина// Техника и оборудование для села. -2000. -№3. -С.22-25.
4. Буряков А.Т. Справочник по механизации производства/ А.Т. Буряков, М.В. Кузьмин.-М.:Колос,1971.-352с.
5. Бычков Н.И. Тракторы завтрашнего дня/ Н.И. Бычков// Сельский механизатор.-1999.-№3.-С.6-7.
6. Волошин Ю.В. Применение систем подрессоривания в зарубежных тракторах// Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2000. -№2. -С.36.
7. Горланов С. А. Экономическая оценка проектных разработок в АПК: учебно-методическое пособие. Часть 1. Методические указания/ С.А. Горланов, Е.В. Злобин. - Воронеж: ВГАУ, 2002.-66 с.
8. Гребнев В.П.. Тяговый расчет трактора и автомобиля: учебно-методическое пособие по курсовой работе. Методические указания/ В.П. Гребнев, О.И. Поливаев, О.М. Костиков. - Воронеж: ВГАУ, 2004.-44 с.
9. Иофинов С.А. Эксплуатация тракторов и автомобилей на транс¬портных работах в сельском хозяйстве/ С.А. Иофинов, А.А. Цырин.-Л.: Колос, 1975.-280с.
10. Кутьков Г.М. Тяговая динамика тракторов/ Г.М. Кутьков. -М.: Машинострое-ние, 1980.-212с.
11. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара/ Я.Г. Пановко.- Л.: Машиностроение, 1976.-320с.

12. Пархиловский И.Г. Исследование вероятных характеристик по¬верхностей распространенных типов дорог/ И.Г. Пархиловский// Автомобильная промышленность.-1968.-№8.-С.18-22.
13. Пат. 2279990, Российская Федерация МПК В60 N 2/52 Пневмогидравлическая подвеска сиденья транспортного средства /Поливаев О.И., Юшин А.Ю., Костиков О.М.: заявитель и патенто-обладатель Воронежский ВГАУ.- №2005101841/11; заявл. 26.01.05; опубл. 20.07.06. Бюл. №20.-3с.
14. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий: Санитарные нормы. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997.-30с.
15. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин/ А.А. Силаев. -М.: Машиностроение, 1972.-192с.
16. Синяева А.В. К определению оптимального демпфирования виброзащитных систем/ А.В. Синяева, Ю.В. Степанов// Машиноведение.-1985.-№1.-С.32-36.
17. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин/ Г.А. Смирнов.-М.: Машино¬строение, 1990.-352с.
18. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем/ В.П. Тарасик. -Минск: Дизайн ПРО, 1997.-640с.: ил.
19. Тракторные поезда/ П.П. Артемьев [и др.]; под. ред. В.В. Гуськова. - М.: Машиностроение, 1982.-183с.
20. Чудаков Д.А. Основы теории трактора и автомобиля/ Д.А. Чудаков.-М.: Сельхозиздат, 1962 .-312с.
21. Юшин А.Ю. Повышение эффективности использования тракторно-транспортного агрегата за счет модернизации подвески сиденья трактора:. дис…к.т.н./ А.Ю. Юшин; Воронеж, 2007.- 153с.