28 | 06 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Напрямки розвитку і обґрунтування параметрів віброударних робочих органів на основі біонічних досліджень риючих кінцівок комах і тварин

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Анотація-робота присвячена розгляду напрямів розвитку і обґрунтуванню параметрів віброударних робочих органів на основі біонічних досліджень риючих кінцівок комах і тварин.

Ключові слова - біоніка, віброударні робочі органи, біосистемний підхід, обробіток ґрунту.

Культурні рослини для нормального росту і розвитку по­винні мати достатню кількість світла, тепла, води й поживних речовин. Створення оптималь­них умов для росту й розвитку рослин можливе тільки за певної величини і міцності ґрунтових агрегатів, а отже, об'ємної маси і пористості ґрунту. Для цього його слід обробляти, досягаючи певного рівня кришіння ґрунтового пласта. Обробіток ґрунту як агротехнічний прийом і знаряддя для його виконання відомі з давніх часів. Зображення первісних знарядь для обробітку ґрунту знайдено на римських і грецьких пам'ятках та на монетах Юлія Цезаря. В Індії, Єгипті, Середній Азії понад 6 тис. років тому використовували знаряддя, які роз­пушували грунт без обороту пласта. Одначе робочі органи для обробітку грунту тільки останнім часом, на нашу думку, набули чіткості та обґрунтування. Незважаючи на різноманітність про­понованих методів обробітку ґрунту, таких як електроімпульсний і магнітний, ультразвуковий та з використанням електрогід­равлічного ефекту і ядерно-магнітного резонансу, механічний обробіток грунту залишається основним.

Обробіток ґрунту — одна з найбільш енергоємних операцій у сільськогосподарському виробництві, на яку припадає до 40% затрат енергії. Розглядаючи робочі процеси ґрунтообробних ма­шин, які для цього застосовуються, можна помітити, що у їхній механічній дії ще недостатньо враховуються властивості ґрунту й характер його поведінки як живої матерії у поєднанні з навко­лишнім середовищем. Як природний об'єкт ґрунт входить до біо­логічної системи, будучи її невід'ємною складовою частиною. Родючість ґрунту і потенційна продуктивність рослин найбіль­шою мірою лімітують високопродуктивне і стійке функціонування усієї агроекосистеми. Це пояснюється тим, що використання великої кількості взаємопов'язаних чинників життя рослин не­можливе без посередницьких функцій ґрунту і навколишньої ат­мосфери. При обґрунтуванні принципів дії і режимів роботи ґрун­тообробних машин досліджується в основному взаємодія робочого органу й ґрунту, що недостатньо для комплексного розгляду всієї біологічної системи у цілому, до якої входить рослинний і тва­ринний світ з навколишньою атмосферою. Обґрунтування фор­ми і параметрів ґрунтообробних робочих органів без врахування всієї специфіки агроценозу не дає можливості використовувати постулати загальної теорії систем і основні положення біоніки як складової її частини, найближчої до інженерних вирішень. У зв'язку із цим залишилося невирішеним питання створення ґрун­тообробних робочих органів за принципом біологічних аналогів і надання їм деяких властивостей і характеристик живого організму.

Біоніка як відносно молода наука зародилася на стику біо­логічних, фізико-математичних і технічних наук й виникла з безпосередніх запитів виробничої практики. Назва біоніка по­ходить від давньогрецького слова bion - елемент життя, чарун­ка життя, а точніше, елемент біологічної системи. Вона поєднує різнорідні знання згідно з єдністю живої природи. Тому ембле­мою біоніки є скальпель і паяльник, з'єднані знаком інтеграла. Наукові конференції з біоніки організовуються досить часто у різних країнах. Такі конференції відбуваються, починаючи з 1962 року, хоча біонічні дослідження провадилися задовго до 1960 р. Слово ж "біоніка" запропонував у серпні 1958 року американський дослідник Джек Стиль і дав таке визначення: біоніка — це наука про системи, функції яких копіюють функції живих систем, про системи, яким властиві специфічні характеристики природних систем або які є їх аналогами.

У сукупності заходів активної дії, спрямованих на зниження тягового опору ґрунтообробних машин, все більшого значення набуває вібраційна та імпульсна дія на грунт. Вібрація робочих органів сприяє зменшенню сили для просування їх в грунті й деякому поліпшенню якісних показників роботи. У результаті цього підвищується коефіцієнт корисної дії ґрунтообробних ма­шин, що споживають понад 40% усієї енергії у сільському госпо­дарстві. Перевага вібраційних робочих органів ґрунтообробних машин полягає в тому, що, концентруючи енергію в часі, вони дають можливість визначати її раціональніше й ефективніше, а отже, є більш економічними. Проте щодо розробки й впровад­ження вібраційної техніки в ґрунтообробітку та інших техноло­гічних процесах сільськогосподарське виробництво відстає від багатьох галузей промисловості. Це пояснюється тим, що сільсько­господарські технологічні процеси у більшості випадків складніші й різноманітніші за промислові, тим більше, що у них беруть участь "живі" об'єкти - ґрунт, рослини, мікроорганізми. Підкрес­люючи можливість використання вібрації у сільськогосподарських технологічних процесах, академік І. І. Артоболевський відзначав, що необхідно розширити дослідження в галузі вібраційної сіль­ськогосподарської техніки і, зокрема, розробити такі проблеми, як створення загальної теорії вібраційного руйнування суціль­них середовищ (ґрунтів) і тіл, теорії переміщення вібраційних робочих органів у суцільних середовищах (у ґрунті). Викорис­тання вібрації в ґрунтообробітку базується на фундаментальних працях вітчизняних учених: академіків 1.1. Артоболевського [2], В. О. Желиговського (1960), П. М. Василенка [11], докторів тех­нічних наук А. М. Гудкова (1966, 1969), О. О. Дубровського [19], Г. М. Синьоокова [44], О. В. Верняєва [12]. Багато питань вико­ристання вібрації під час обробітку грунту знайшли відобра­ження в працях І. М. Панова (1987, 1990), П. П. Карпуші та Г. О. Рябцева (1967), М. В. Краснощокова [32] та ін.

Біонічний підхід у механізації сільськогосподарського ви­робництва — це мистецтво застосування досягнень біологічних наук в інтересах подальшого розвитку сільськогосподарської техніки. Він здійснюється при сукупності досліджень біологіч­них, фізико-математичних і технічних наук з використанням постулатів загальної теорії систем. Постійний пошук та порівнян­ня цікавих і корисних для сільськогосподарської техніки про­цесів, явищ, властивостей і характеристик живих об'єктів з подіб­ними у неживій природі, детальний аналіз знайдених аналогій, аналітичний опис та визначення меж їх застосовуваності — у цьому полягає суть біонічних методів роботи. Окремі напрями у сільськогосподарській технічній біоніці поступово диферен­ціюються, все чіткіше обрисовуються їхні цілі, конкретнішими стають завдання, пов'язані з розробкою проблем у сільськогос­подарському виробництві. Розпізнання та використання задумів живої природи дає можливість по-новому підійти до методів розробки й проекту­вання ґрунтообробних машин. У живій природі є безліч оригі­нальних вирішень, пізнати які можна на підставі біонічних дос­ліджень окремих елементів робочих органів біологічних прототипів. Простір і час — два фундаментальних чинники, по­кладені в основу розвитку природних об'єктів, які повинні бути основоположними при біонічному обґрунтуванні. Накопичений фактичний матеріал про будову й принципи дії біологічних про­тотипів потребує глибокого осмислення і подальшого аналітич­ного опису з урахуванням функціонального призначення. Об­ґрунтування параметрів та принципів дії ґрунтообробних робочих органів слід провадити шляхом введення у живу біологічну сис­тему спорідненого їй елемента — живого організму, який є про­тотипом для створюваного робочого органу.

Біонічні напрями в ґрунтообробітку, перебуваючи на стадії подальшого розвитку, цікавлять все ширше коло дослідників та приваблюють творців нової техніки. Слідування принципам при­родних творінь розвиває творчу думку в новому напрямі, який веде до появи оригінальних технічних вирішень. У цьому поля­гає велике пізнавальне та наукове значення біоніки. Нагромад­жуючи знання про закономірності еволюційного розвитку жи­вого світу стосовно створення нових технічних пристроїв, біоніка займає все нові рубежі в науці.

Література

1 Бабицький Л. Ф. «Біонічні напрями розробки ґрунтообробних машин» - К.: Урожай 1997.-160с.

Красовский В. В.


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить