автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Научное обоснование и разработка энергосберегающих технических средств обработки почвы

Николаев Владимир Анатольевич

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Специальность 05.20.01 — технологии и средства механизации сельского хозяйства

9 ФЕВ 2012

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Ярославль 2012

005010144

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия». Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузьмин Мстислав Витальевич

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Халаиский Валентин Михайлович

доктор технических наук, профессор Шмонин Владимир Алексеевич Ведущая организация - Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического обслуживания сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ В НИМ С Россельхозакадемии).

Защита состоится « _ 2012 г. в 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 006.020.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) по адресу: 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5, зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИМ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан а 30 2012 года и размещён на сайте

ВАК www.vak.ed.gov.ru. « /^ 20// г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук ' И. А. Пехальский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Почва является важнейшим объектом труда и средством производства. Затраты энергии на её обработку составляют значительную долю в общих затратах энергии на возделывание сельскохозяйственных культур. Предпринимаемые попытки уменьшения затрат энергии на обработку почвы существующими техническими средствами при сохранении или улучшении качества обработки почвы пока не дают желаемых результатов. Они преимущественно направлены на совершенствование отдельных элементов существующих почвообрабатывающих орудий и машин, не изменяя основы конструкции. Поэтому создание энергосберегающих технических средств обработки почвы является важной научной и хозяйственной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности обработки почвы путём создания энергосберегающих технических средств.

Объект исследований. Процесс обработки почвы, закономерности взаимодействия с почвой элементов рабочих органов технических средств.

Предмет исследований. Взаимосвязь конструктивных, кинематических, динамических и энергетических параметров элементов рабочих органов почвообрабатывающих технических средств.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на основе законов и методов классической механики и математического анализа. Основными приёмами исследования являлись графоаналитический способ и пространственное моделирование с использованием программ Excel и Компас-график.

Научная новизна:

- изучены особенности воздействия на почву пяти элементов затупившегося лезвия лемеха, исследован оборот пласта почвы с учётом его деформации, проведён анализ взаимодействия с почвой рабочих органов

классического плуга во время вспашки, на основании чего выявлены направления и величины нерационального расходования энергии;

- установлены рациональные параметры плуга с уравновешенными корпусами, действующие на почву силы и затраты энергии при вспашке;

- получены графические и аналитические зависимости кинематических и динамических параметров поводков и рабочих органов ударного устройства орудия обработки почвы при их развёртывании и в течение оборота вала, позволившие рассчитать силу удара рабочих органов о почву и энергию, необходимую для их привода;

- установлены закономерности изменения кинематических и динамических параметров активных и пассивных рабочих органов почвообрабатывающей машины от углов поворота роторов и связь между ними при заданных условиях обработки почвы, что позволило теоретически определить затраты энергии и мощность, необходимую для работы машины;

- определены технико-экономические показатели трёхкорпусного плуга с уравновешенными корпусами при вспашке, теоретические расчёты подтверждены результатами экспериментальных исследований плуга;

- обоснованы конструктивно-технологические схемы: плуга с уравновешенными корпусами (патент №2335107), комбинированного орудия обработки почвы и способа обработки почвы (патент №2340137), комбинированного почвообрабатывающего агрегата и способа его использования (патенты №2386235, №2369058), устройства для обработки почвы и способа обработки почвы (патент №2407259).

Практическая ценность:

- серийное производство предлагаемых технических средств,

основанных на новых принципах и компоновочных решениях, повысит конкурентоспособность отечественного сельскохозяйственного

машиностроения;

- применение результатов исследований в сельском хозяйстве обеспечит сокращение совокупных денежных затрат на эксплуатацию

почвообрабатывающих технических средств и повысит качество обработки почвы;

- материалы исследования составят основу раздела курса «Земледельческая механика» для подготовки магистров и аспирантов.

Научные положения, выиосимые на защиту. На защиту вынесены основные положения, характеризующие научную новизну и практическую ценность.

Реализация результатов исследований. Разработанное и исследованное почвообрабатывающее техническое средство принято к использованию в ОАО «Михайловское» Ярославского района Ярославской области, а элементы конструкции - в ООО «Агропромтехснаб плюс». Методика расчёта параметров почвообрабатывающих машин внедрена в ЗАО «ПК «Ярославич» и в ФГУП ПКБ НИИСХ Северо-востока в г. Киров. Материалы исследований использованы в учебной литературе и внедрены в учебный процесс в ФГОУ ВПО Ярославская ГСХА.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на конференциях: в Ярославской ГСХА (2005 - 2011 г.г.), в С-Петербургском ГАУ (2009 г. и 2010 г.), в Вятской ГСХА (201Ó г. и 2011 г.), в Костромской ГСХА (2011г.) и в Московском ГАУ (2010 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы имеется 49 публикаций, в том числе 2 монографии и 19 статей в изданиях, входящих в перечень ВАК. Общий объём публикаций составляет 40,75 печ. л., из них лично соискателю принадлежит 32,2 печ. л. По теме диссертации получены 5 патентов на изобретения, из них 3 изобретения комплексных. '

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, списка литературы, включающего 260 наименований, из них 3 на иностранных языках, 24-х приложений. Общий объём диссертации составляет 474 страницы машинописного текста, который включает 13 таблиц и 187 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы и её практическая значимость.

В первом разделе «Основные направления повышения эффективности обработки почвы, цель и задачи исследования»

обоснована необходимость, намечены пути повышения эффективности обработки почвы и поставлены задачи для решения проблемы.

В развитие теории обработки почвы большой вклад внесла Российская научная школа, учёные которой проанализировали свойства почвы как объекта обработки, выявили основные закономерности воздействия рабочих органов технических средств на почву. Однако, в настоящее время обнаружилось несоответствие между теорией обработки почвы и её практической реализацией. Прогресс, достигнутый в последние годы в области совершенствования сельскохозяйственных машин и орудий, не всегда обусловлен опережающим развёртыванием теории обработки почвы. Несмотря на интенсивные исследования в сфере обработки почвы в России и за рубежом, не решена главная проблема: как по заданным физикомеханическим свойствам почвы рассчитать параметры технических средств.

При всём разнообразии применяемых способов обработки почвы, её структура после воздействия рабочих органов обычно не соответствует оптимальной. Универсальным критерием качества обработки почвы может быть только степень её крошения, а другие показатели следует использовать, как дополнительные. При этом качество обработки почвы почвообрабатывающими техническими средствами можно выразить коэффициентом структурности К, то есть количественным показателем доли массы агрономически ценных почвенных отдельностей (агрегатов) в навеске почвы:

К = ^(1) тг

где т025.,0 - масса почвенных отдельностей оптимального размера в навеске; ти - масса навески почвы.

Между тем, агротехнической наукой разработана оптимальная структура почвы, при которой растения развиваются наилучшим образом. При такой структуре почвы большая часть энергии солнца, усвоенная растениями, тратится на рост и развитие, а не на преодоление корнями сопротивления почвы. Для этого качество обработки почвы почвообрабатывающими машинами и орудиями должно быть:

к = ц = 1. (2)

т»

Следует признать, что до настоящего времени не создано почвообрабатывающее техническое средство, которое полностью соответствовала бы этому требованию. Использование варианта (2) функции цели качества позволяет по известным характеристикам почвы определить эталонную удельную энергоёмкость обработки почвы ыоэ. При этом цель обработки почвы Це -еа-иа=> тах, (3)

где ео - удельная энергия, использованная растениями, а и0 - удельная энергоёмкость обработки почвы, приобретает вид:

^о=е»-ио, =тах- (4)

В нашей стране виды почв и условия их обработки настолько разнообразные, что для осуществления энергосберегающей обработки нужны различные технические средства и их сочетания. Принятые направления разработок технических средств для решения проблемы энергосберегающей обработки почвы на рисунке 1.

Направления разраВоток технических средств оВраВотки почбы

ОВраВотка за несколько проходоб

гтг

ОВраВота с оборотом пласта

ОВраВотка поверхностного слоя почбы

Рисунок 1 — Направления разработок технических средств для решения проблемы энергосберегающей обработки почвы

В соответствии с целью исследования и принятыми направлениями разработок технических средств сформулированы задачи:

- проанализировать взаимодействие с почвой элементов рабочих органов классического плуга, рассчитать кинематические, динамические и энергетические параметры взаимодействия при принятых условиях вспашки;

- обосновать конструктивно-технологическую схему энергосберегающего плуга и провести его теоретическое исследование;

- разработать конструкцию энергосберегающего орудия для обработки поверхностного слоя почвы, провести механико-математический анализ ударного воздействия его рабочих органов на почву и получить графические и аналитические зависимости для определения основных кинематических и динамических характеристик;

- обосновать конструкцию энергосберегающего агрегата для обработки пахотного горизонта за один проход, исследовать взаимодействие элементов его рабочих органов с почвой, установить закономерности изменения действующих сил и моментов, определить затраты энергии на обработку почвы;

ОВраВотка пач -

бы за один проход

- провести лабораторно-полевые, полевые и производственные испытания предлагаемого плуга и дать технико-экономическую оценку эффективности его использования.

Во втором разделе «Анализ взаимодействия элементов рабочих органов классического плуга с почвой» проанализирован рабочий процесс классического лемешного плуга.

Корпус плуга для анализа разделён на элементы, выполняющие разные функции: носок лемеха, верхняя фаска лезвия лемеха, верхняя часть кромки лезвия лемеха, средняя часть кромки лезвия лемеха, нижняя часть кромки с нижней фаской лезвия лемеха, грудь отвала, рабочая поверхность лемеха с отвалом, полевая доска. Работа каждого элемента рассмотрена отдельно, вычислены силы воздействия на почву и затраты энергии.

Носок лемеха осуществляет зажатое резание, а перемещение конца носка под действием силы подобно резанию пуансоном. На рисунке 2 показано поперечно-вертикальное сечение пласта почвы на участке носка лемеха.

Рисунок 2 Поперечновертикальное сечение пласта почвы на участке носка лемеха

При продвижении в почве носок лемеха создаёт выше и ниже себя напряжения смятия <тс„, обусловленные силами сцепления разделяемой почвы, суммой сил Ор0 тяжести почвы над носком лемеха и в, тяжести

почвы, приподнимаемой в массиве, силой Р; инерции, а также воздействием части силы Ст тяжести плуга. Носок лемеха приподнимает как часть отрезаемого пласта, так и часть массива почвы через сцепление частиц почвы между собой. В результате подъёма в почве по краям щели возникают напряжения растяжения ар, а в поднимаемом массиве почвы создаются напряжения сдвига та. Над полевым обрезом лемеха также возникает напряжение растяжения и касательные напряжения среза г . Таким образом, почва, расположенная вблизи носка и полевого обреза лемеха, находится в сложном напряжённом состоянии. Вычислив нормальные силы, определим силу /^нл трения между носком лемеха и почвой. Силы реакции режущей части носка Ля, трения её нижней кромки и нижней фаски определим после рассмотрения работы элементов лезвия лемеха.

Затраты энергии, необходимой для резания почвы носком и полевьм обрезом лемеха при вспашке одного кубического метра почвы, складываются из энергии иял на внедрение носка лемеха в почву, энергии итй на отделение носком лемеха части пласта и массива почвы снизу, энергии ип„ на подъём отделённой снизу части пласта, энергии им на подъём части массива почвы, энергии и1 на преодоление сил инерции отделённой снизу части пласта и массива почвы, энергии ит на деформирование части массива почвы, энергии на разрушение поверхностных армированных слоев почвы, энергии и^па преодоление трения между почвой и носком лемеха.

Рассмотрим продольно-вертикальное сечение подрезаемой лемехом почвы (рисунок 3), определим действующие силы и работу верхней фаски лемеха: а' - проекция переднего угла лемеха на продольно-вертикальную плоскость, р"п- проекция угла трения между сталью и почвой на продольновертикальную плоскость, (Э„.„ - угол трения почвы о почву. Пользуясь относительностью движения, представим, что не лемех врезается в массив

почвы, а массив почвы под действием распределённой нагрузки ? надвигается на неподвижный лемех.

Рисунок 3 - Отделение пласта от массива почвы при воздействии верхней фаски лезвия лемеха

Для расчёта заменим распределённую нагрузку сосредоточенной силой £> • Кроме силы О на рассматриваемый участок почвы действуют:

-О - сила тяжести почвы, расположенной в пределах участка;

- р)ш - вертикальная распределённая нагрузка от силы инерции пласта;

- дт - распределённая нагрузка, воздействующая на рассматриваемый участок пласта почвы со стороны остальной части пласта, скользящей по поверхности лемеха и отвала;

- ^ - сила трения пласта по поверхности лемеха и отвала;

- Р№~ сила сцепления частиц в момент отрыва пласта от массива;

- ¿V" - проекция нормальной реакции верхней фаски лемеха на

продольно-вертикальную плоскость;

- - сила трения пласта о верхнюю фаску.

Сила тяжести почвы

'a.bcd '

gpab(a cos а'+ 21 )

(5)

2 cos or'cos/ ’

где p - плотность почвы; /лез - длина лезвия без учёта носка лемеха; а -глубина вспашки; Ь - ширина захвата лемеха без учёта носка; у - угол установки лезвия лемеха к стенке борозды; 1тя - длина щели в почве.

Заменим вертикальную распределённую нагрузку от силы инерции пласта сосредоточенной нагрузкой F ь:

раЪ{а cosa' +l)h

h — _____ОТД / П /✓'Ч

/в ~ , 2-, (о)

2 cos a cosyt

' отд

гДе ?отд ~ время перемещения кромки лезвия на расстояние /отд; hn - высота подъёма пласта до касания с верхней фаской лезвия лемеха.

Распределённую нагрузку, воздействующую на рассматриваемый участок пласта почвы со стороны остальной части пласта, заменим сосредоточенной силой Ою. Для расчёта силы Т сложим векторы сил Qm и ^ipnii • Определив N и сложив ее с Flf, полоним реакцию R' фаски лезвия на воздействие почвы в проекции на продольно-вертикальную плоскость. Затем определим фактическую силу Qф, точку её приложения, построим эпюру <уф.

На рисунке 4 показаны силы, действующие на частицу почвы, которую лезвие при своём движении защемляет между верхней частью кромки лезвия и отделённым пластом, р > <рс_п.

Рисунок 4 - Силы, действующие на частицу почвы, которую лезвие при своём движении защемляет между верхней частью своей кромки и отделённым пластом

На частицу действуют:

- сила тяжести б, которую приложим к центру масс частицы;

- нормальная реакция пласта почвы N;

- сила ^ трения между пластом почвы и частицей, сложив которую с нормальной реакцией, получим реакцию пласта Лпл;

- нормальная сила Рл воздействия лезвия;

- сила трения между кромкой лезвия и почвой, сложив которую с Рй. получим силу воздействия кромки лезвия.

Рассмотрим воздействие частицы, находящейся на уровне середины кромки лезвия, в пределах сектора ±<2>с.„, на кромку лезвия (рисунок 5).

При торможении лезвием на частицу почвы действует сила инерции Fj. Силу трения F приложим к точке касания частицей кромки лезвия. Приведём силу Fj к точке А. Пара сил F создаст момент Mf =F¡b. Сила

препятствует передвижению агрегата. Разложим силу инерции частицы почвы на составляющие. Сила FjCosy будет стремиться сдвинуть частицу вдоль лезвия. Вычтем из нее силу трения. Сложив полученную разность сил с силой Fj sin у, получим результирующую силу воздействия частицы почвы на

закругления кромки лезвия, на лемех: а) в продольно-

вертикальном сечении; б) в горизонтальном сечении

Рисунок 5 - Воздействие

частицы, центр масс которой

оказался на уровне центра

В!

кромку лезвия Расчёт показал, что затраты энергии на преодоление сопротивления частиц почвы, которых лезвие при своём движении защемляет между верхней частью кромки лезвия и отделённым пластом почвы, а также частиц, центр масс которых расположен на уровне центра кромки лезвия, в сравнении с другими затратами энергии незначительны.

Рассмотрим передвижение и деформацию частицы почвы, центр масс которой оказался ниже сектора кромки лезвия лемеха, ограниченного углами трения ±<рсп (рисунок 6).

Рисунок 6 — Силы, действующие на частицу, центр масс которой находится ниже сектора ±срс и кромки лезвия, р > <р

Силу тяжести в приложим к центру масс частицы. Её уравновешивает реакция массива почвы N. Перенесём составляющую силы тяги трактора Рх в точку касания частицы с лезвием. На этой силе, как на стороне, построим прямоугольник сил. Сложив силу Р* с силой /гтрс.1| трения частицы о

кромку лезвия, получим силу ^ воздействия нижней кромки лезвия на частицу. Суммарная реакция почвы на частицу = РТ. Перенесём её на рисунок 7 и рассмотрим воздействие на лезвие частиц, защемляемых между его нижней кромкой с нижней фаской и нижерасположенными слоями почвы.

Рисунок 7 - Воздействие на лезвие частиц, защемляемых между нижней кромкой с нижней фаской и нижерасположенными слоями почвы

Горизонтальная сила, сопротивление которой преодолевает лезвие, равна сумме силы трения нижней фаски, горизонтальной проекции

силы ^ ^ трения нижней кромки и горизонтальной проекции силы .

Грудь отвала (рисунок 8) воздействует на почву силой і?сд, отклонённой от нормали к поверхности отвала на угол трения почвы о сталь, проекция которого на горизонтальную плоскость р'.

Рисунок 8 - Схема сил воздействия на почву груди отвала

Сила уплотняет почву, а в момент сдвига достигает максимума, деформируя пласт почвы и смещая его в сторону:

С=Ой+'ЛА. (7)

гДе ^са ~ площадь сдвига; GCM - масса почвы, вовлечённая в смещение. При её воздействии в почве появляется шаровая составляющая тензора напряжений. Почва разрушается на фрагменты самым энергозатратным способом объёмного сжатия (рисунок 9).

Рисунок 9 - Диагональные трещины в пласте почвы, появившиеся при

динамометрировании корпуса классического туга

Затраты энергии на воздействие груди отвала плуга складываются из энергии иуп на упругое сжатие пласта и энергии ксд+см на пластическую деформацию сдвига и смещение почвы в сторону.

На рисунке 10 предложена схема оборота пласта почвы с учетом происходящих в нем пластических деформаций.

На рисунке 11 показаны распределённые нагрузки, воздействующие на частицы средней линии пласта почвы при его обороте.

Рисунок 1] - Силы, воздействующие на частицы средней линии пласта почвы при его обороте: а) в положении I; б) в положении II; в) в положении III

Заменив распределённые нагрузки сосредоточенными силами, получим: Ре- силу тяжести пласта, центробежную силу инерции Р/иб,

реакцию Кя6 дна борозды, реакцию Ял предыдущего пласта в конце оборота, силу инерции пласта. Кроме них действует сила Р^ трения почвы о поверхность лемеха и отвата. В результате анализа динамики оборота выявим силу воздействия на почву рабочей поверхности лемеха и отвала.

Общие затраты энергии на оборот одного кубического метра почвы складываются из энергии на оборот пласта исЪ, на его ускорение ит, на преодоление силы трения пласта почвы о поверхность лемеха и отвала и^ и на деформацию пласта идеф. Нанесём проекции на горизонтальную плоскость векторов всех сил, воздействующих на почву при её вспашке корпусом плуга (рисунок 12).

ж/?Л

Рх / / Л IV 14 V/ */ <3

_ -МЛ. >чг 0

X Г7/1 [ 1=326 ~-ц Г тр п б

ру А У/ '/

Рисунок 12 - Схемы: а) сил воздействия на почву корпуса туга в горизонтальной плоскости; б) только проекций сил, параллельных оси «х»; в) только проекций сил, параллельных оси «у»

Путём сложения векторов сил, параллельных осям, определяем величины и координаты точек приложения равнодействующих ^ и , а из

других проекций - /■:. Сложив затраты энергии для выполнения работ элементами корпуса плуга, получим энергию, необходимую для перемещения корпуса плуга (таблица).

Таблица - Структура затрат энергии, необходимой для перемещения корпуса классического плуга при вспашке одного кубического метра тяжёлых суглинков со скоростью 2 м/с

Наименование элемента корпуса плуга Энергия, Дж Мощность, кВт Доля затрат энергии, %

1 .Носок лемеха 18171 2,5 . 16,8

2. Верхняя фаска лезвия лемеха 14937 2,1 13,9

3. Нижняя фаска лезвия лемеха (без носка) 6865 1,0 6,4

4. Грудь отвала 42147 5,9 39,0

5.Рабочая поверхность лемеха и отвала 10805 1,5 10,0

6. Полевая доска 14922 2,1 13,9

ВСЕГО: 107847 15,1 100

В третьем разделе «Теоретическое исследование плуга с уравновешенными корпусами» рассмотрена конструкция и исследована работа предлагаемого плуга.

Расход энергии на вспашку можно существенно уменьшить, если усовершенствовать конструкцию плуга так, чтобы силы в значительной степени были замкнуты внутри корпусов, а моменты уравновешены в горизонтальной плоскости - левыми лемехами, а в вертикальной - ножами (рисунок 13). В предлагаемой конструкции лемех и отвал присоединены к поводку, поводок - через вертикальный шарнир к грядилю, а грядиль - через горизонтальные шарниры к навесному устройству. Грядили опираются на башмаки, а регулируемое амортизационное устройство позволяет создать на них минимально необходимое для устойчивости хода вертикальное давление.

Анализ работы правого лемеха и отвала плуга с уравновешенными корпусами показал, что в результате предварительного подрезания пласта

левым лемехом предыдущего корпуса и отрезания его сбоку ножом уменьшились напряжения в почве, а, следовательно, сопротивление перемещению корпусов. Они, вибрируя в процессе вспашки,

самоустанавливаются в каждый момент времени в положение,

соответствующее наименьшему сопротивлению.

Рисунок 13 - Схема туга: а) вид одного корпуса слева; 6) вид трёхкорпусного туга сверху; 1- навесное устройство; 2- горизонтальный шарнир; 3 - грядиль; 4 -амортизационное устройство; 5 - цепь; 6 - вертикальный шарнир; 7 — поводок; 8 - элементы крепления; 9 - отвал; 10 - левый лемех; 11 - крепление левого ц '*■’ лемеха; 12 - правый лемех;

1Г\М

Ж ¿Я

13 — нож; 14 — башмак грядиля; 15 — пружина ножа; 16 — башмак навесного устройства

Рассечём левый лемех продольно-вертикальной плоскостью и определим кинематические параметры частицы почвы, перемещающейся в середине пласта (рисунок 14). На верхнюю фаску острого левого лемеха действует распределённая нагрузка от сил тяжести и инерции почвы, которую можно привести к сосредоточенным силам (7,ф и /?„ф,

приложенным к центру масс пласта. Если допустить отсутствие сжатия почвы над лемехом и отсутствие воздействия на фаску почвы, находящейся в полёте, сечение почвы на верхней фаске левого лемеха с острым лезвием представляет параллелограмм АВСО. Определим силу Овф тяжести почвы на

, 21

верхней фаске левого лемеха, вертикальную силу FJt¡> инерции почвы на верхней фаске левого лемеха и суммарную силу £?,ф + ^1ф воздействия почвы на верхнюю фаску левого лемеха.

/

Рисунок 14- Кинематика пласта, на который воздействует левый лемех

На участок левого лемеха (рисунок 15) нанесём суммарную силу (тонкий вектор) в масштабе и из пространственной модели сил выявим нормальную реакцию М,ф верхней фаски на воздействие почвы и силу трения почвы о верхнюю фаску левого лемеха. Спроецировав эти силы на продольно-вертикальную и горизонтальную плоскости, определим проекции: Лг;ф, на горизонтальную плоскость - Лгг,ф, на оси х - у - и г -горизонтальную ^гтр,ф и вертикальную ґ>тр1ф проекции силы трения.

Рисунок 15 -

Пространственная модель сил взаимодействия с почвой верхней фаски левого лемеха

Рассмотрим взаимодействие верхней кромки лезвия левого лемеха с почвой. В отличие от взаимодействия правого лемеха (см. рисунок 3) сила вт частично обусловлена воздействием пласта, находящегося на верхней фаске левого лемеха ()'т, и частично воздействием почвы, находящейся в полёте до верхней точки траектории 2', (см. рисунок 14)

Силу 0^ определим проецированием суммы сил и /\,ф на направление перемещения пласта по фаске левого лемеха. В процессе полёта проекция элементарной составляющей силы тяжести почвы над поверхностью лемеха на направление движения — уменьшается,

становясь в верхней точке траектории равной нулю, поэтому

Интегрируя, получим 0,'^, а затем и силу Т. Нормальную силу воздействия на почву, силу трения (тонкий вектор, рисунок 16) и их проекций получим методом пространственного моделирования. Сложив векторы сил трения и проекции нормальной реакции верхней кромки лезвия на продольно-вертикальную плоскость, получим суммарную реакцию й’

кромки лезвия на воздействие почвы в продольно-вертикальной плоскости (вектор с большой стрелкой).

(8)

(9)

Рисунок 16 - Пространственная модель сил воздействия верхней кромки лезвия левого лемеха на почву и их проекций на продольновертикальную плоскость (тонкие линии)

Определена также сила воздействия на почву нижней плоскости левого лемеха. Нанесём на горизонтальную плоскость проекции векторов всех сил воздействия корпуса плуга на почву при вспашке (рисунок 17): силы реакции носка лемеха, силы трения носка правого лемеха, силы і^иф трения нижней фаски лезвия правого лемеха, силы Я0 воздействия на почву рабочей поверхности лемеха и отвала.

Приложим также векторы: Nr^i: горизонтальной проекции нормальной реакции плоскости верхней фаски левого лемеха, Кг1р,ф горизонтальной проекции силы трения о верхнюю фаску левого лемеха, Ыгп горизонтальной

проекции нормальной реакции кромки лезвия левого лемеха, ^ГЧ)1р горизонтальной проекции силы трения пласта о верхнюю кромку лезвия левого лемеха, силы ^„п трения нижней плоскости левого лемеха. Равновесие корпуса плуга с левым лемехом в горизонтальной плоскости следует оценивать по соотношению моментов сил относительно вертикального шарнира: 0.

Рассмотрев силы воздействия на почву корпуса плуга в трёх плоскостях, и сложив проекции векторов сил, параллельных осям, выявим величины равнодействующих Р\, Р], и положения точек их приложения к корпусу плуга. В отличие от классического плуга точки приложения результирующих сил к корпусу исследуемого плуга близки друг к другу.

Общие затраты энергии на перемещение корпуса исследуемого плуга при вспашке одного кубического метра почвы включают энергию «¡-ил на перемещение носка правого лемеха, энергию итм на преодоление сопротивления почвы воздействию нижней фаски лезвия правого лемеха, энергию ифп на оборот пласта, энергию «л, на перемещение левого лемеха и энергию ид на преодоление дополнительных сопротивлений (сила ^д) перемещению правого лемеха: и. = + и* „+«„ л + иа. (10)

Рассмотрим взаимодействие с почвой черенкового ножа с тупым лезвием (рисунок 18).

Рисунок 18 - Схема см взаимодействия с почвой черенкового ножа с тупым лезвием в горизонтальном сечении

При резании на нож действуют:

- сила Рл воздействия почвы на среднюю часть кромки лезвия в пределах сектора 2<рс_п;

- сила Л'з нормального воздействия почвы на периферийные часта кромки лезвия, расположенные вне сектора 2<рс_„, но в пределах сектора я--/?', и сила их трения о почву;

- сила И, нормального воздействия почвы на фаски и сила их трения

о почву;

- сила Лг2 нормального воздействия почвы на боковые плоскости ножа и сила Р12 трения боковых плоскостей о почву.

Для определения сил и их проекций удобно использовать пространственные модели. Суммарная горизонтальная сила воздействия ножа с тупым лезвием на почву Рл =Рл+2Я,о+2Д,ф + 2/гт3, (11)

где Кхп - проекция равнодействующей воздействия периферийной части

кромки лезвия ножа на почву; Л1ф - проекция равнодействующей

воздействия фаски ножа на почву.

Рисунок 19 — Схемы: а) сил, действующих на навесное устройство плуга при вспашке; б) определения суммарной силы, воздействующей на нижние тяги навесной системы трактора

Путём сложения векторов сил (рисунок 19), приложенных к корпусам и другим элементам плуга и спроецированных на продольно-вертикальную плоскость, определим: силы воздействия пружин амортизационных

устройств на грядили; горизонтальную суммарную силу сопротивления почвы перемещению корпусов с ножами и башмаками; суммарную силу £йт, воздействующую на нижние тяги навесной системы трактора. Усилие в верхней тяге навесной системы трактора ^:

. V,, + т2іт2 -г3/т! -х^гш/;-о/а +хл62/;

£=-

к

(12)

Сложив затраты энергии и мощность, необходимые для выполнения работ элементами плуга, получим суммарные затраты энергии на перемещение плуга и необходимую мощность.

В четвертом разделе «Обработка поверхностного слоя почвы ударным воздействием» исследована работа ударного устройства комбинированного орудия обработки почвы (рисунок 20). Рисунок 20 - Схема

комбинированного орудия обработки почвы: а) вид сбоку; б) вид сверху: 1 — кронштейн; 2 - шарнир рамы; 3 -рама; 4 - опорноприводное колесо; 5 - поч-возацеп; 6 — кулиса; 7 -амортизатор; 8 - цепная передача; 9 - вал; 10 -диск; 11— ось поводков;

12 - кронштейн рамы; 13 -опора валика; 14 - валик; 15 - зуб; 16 - рукоятка; 17 - пружина растяжения; 18 - рейка; 19 - рычаг валика; 20 — фиксатор; 21 — направляющая; 22 - поводок; 23 — ролик; 24 — ось; 25-рабочий орган; 26 -цепь; 27 - шарнир; 28 - рычаг

Комбинированное орудие целесообразно использовать для качественной обработки поверхностного слоя физически спелых почв как в агрегате с плугом, так и в сцепке. На рисунке 21 показана схема ударного устройства.

Рисунок 21 ~ Схемы: а) ударного устройства комбинированного орудия обработки почвы:

1 - вал; 2 - диск; 3 — ось поводков; 4 - поводок; 5 — ось;

А б — направляющая; 7 — рабочие органы;

б) работы ударного устройства Рабочие органы, помещённые на одной оси, образуют ударную группу, скомпонованную в виде цепа. В зависимости от физико-механических свойств почвы и цели обработки устанавливают соответствующие рабочие органы ударного устройства: лопатки, прутки, цепи. Частота вращения вала должна быть такой, чтобы окружная скорость рабочих органов на участке ЭА была не меньше скорости агрегата. На рисунке 22 показано положение ударной группы и схема действующих сил в момент схода рабочих органов с направляющей.

Рисунок 22 — Схема сил,

действующих на ударную группу комбинированного орудия

обработки почвы в момент схода рабочих органов с направляющей

Для вычисления кинематических и динамических параметров ударного устройства применен графоаналитический метод с трёхкратным переходом от вычислений к графике при каждом положении вала. Расчётный шаг поворота вала принят ] 1,25°.

Анализ изменения многих параметров ударного устройства удобнее произвести после аппроксимации полученных зависимостей. Изменение параметров рабочих органов на участке их развёртывания от угла поворота вала: угловой скорости =12,13+0,15(3 + 1,22срг —0,3^?'’ +0,02{/, окружной скорости рабочих органов уро =1,51 + 1,9р-0,48^?2 + 0,04р5, ускорения аРо =-70,15 + 98,98«?-2874^+2,53^, суммарной силы /уро =129, Обе0'2”', необходимого вращающего момента Т = 2,42 + 8,4^ + 1,31^2. Изменение вращающего момента в течение оборота вала показано на рисунке 23.

Рисунок 23 - Изменение

. вращающего момента при обороте вала ударного устройства

При обработке суглинков на скорости 2 м/с: средний вращающий момент £7^ = 174 Ям, тяговое сопротивление комбинированного орудия /\.о=3250Я. Мощность удара поводков и рабочих органов ударной группы соответственно « 20 кВт, Ыр0 =54 кВт .

В пятом разделе «Теоретическое исследование комбинированного агрегата обработки почвы» рассмотрено совместное взаимодействие с почвой активных и пассивных рабочих органов.

На рисунке 24 показана схема первого модуля агрегата. Агрегат включает трактор с установленным оборудованием и почвообрабатывающую машину. Комбинированный агрегат обработки почвы за один проход производит обработку всего пахотного горизонта. Возможна обработка почвы с одновременным внесением минеральных или жидких органических удобрений. Почвообрабатывающая машина включает два ротора с долотообразными активными рабочими органами, установленными группами, и расположенные под ними в два ряда пассивные рабочие органы на полых пружинных стойках.

Рисунок 24 - Схема первого модуля агрегата, вид сбоку

Если условно всю силу сопротивления почвы, действующую на активные рабочие органы, сосредоточить на их носках, момент, необходимый для преодоления сопротивления почвы ротором, составит:

П атх

м=£ яьсТ" }<&;. (із)

»=1 о

где К - радиус ротора, включая рабочий орган; Ь - ширина рабочего органа; <тет - напряжение сжатия почвы; а - расстояние, соответствующее проекции

зо

на направление радиуса погружённой в почву части рабочего органа; п -количество рабочих органов, одновременно находящихся в почве.

Рассмотрим более подробно резание почвы активными рабочими органами. Зажатое резание осуществляют лишь правые по ходу активные рабочие органы в группах на первом роторе. Для определения текущих значений сил при зажатом резании выполним построения, задав шаг вычислений, соответствующий повороту вала ротора на 11,25°. На рисунке 25 активный рабочий орган в одном из положений. Площадь сдвигаемой почвы, в продольно-вертикальном сечении, заключена в пределах треугольника Кроме этого, сдвиг происходит по нижней плоскости,

проецируемой в линию В2 Е2.

б) сечение сдвигаемой, смещаемой и вытесняемой почвы

Построим и аппроксимируем график зависимости силы сдвига почвы активным рабочим органом от угла поворота ротора Рсл = f(<р), (рисунок 26).

щаемои и вытесняемой активным рабочим органом: а) разрез А-А;

Рисунок 25 - К определению

объёмов почвы, сдвигаемой, сме-

Н

Рисунок 26 -

Зависимость силы,

300-

200'

100

рабочим органом, от угла поворота ротора

необходимой для сдвига

почвы

активным

О

11,25 2г5 33.8 15 56.3 78,8 90 101,3 град

Смещаемый участок почвы образует почвенный клин А2С2Е2В', (см. рисунок 25), внедряющийся в почвенный массив. На этот клин сверху, сбоку и снизу воздействует вытесняемая им почва. Суммарная сила, необходимая для смещения почвы , включает усилие на преодоление силы инерции смещаемого участка почвы и усилие на преодоление силы трения между наружными частицами смещаемого участка почвы и остальным обрабатываемым массивом.

Зависимость массы смещаемой почвы от угла поворота ротора тш =-0,12+0,15(5-0,ОЗр2 + 0,003<г>3, силы для придания ускорения смещаемой

почве ^ =-53,08 + 70,2(р -18,7V + 2,2V - 0,0 V .

Зависимость от угла поворота ротора: массы почвы над почвенным клином =-1,81 + 2,78|р-0,44(э3 + 0,02(р3; силы воздействия почвы на боковую

поверхность смещаемого почвенного клина =-1,39+1,66<р-0Л2<рг; силы, необходимой для преодоления трения почвенного клина о почву, ^смтр =-44,57+ 6,71^-10,7(»2 + 0,68<г?3 -0,01р4; суммарной силы смещения почвы активным рабочим органом РГш =-12,55+ 81,87(3-19,94<р2 + 2,12<р3 ~0,08(34.

Остальные активные рабочие органы почвообрабатывающей машины совершают полузажатое резание во взаимодействии с пассивными рабочими органами. Схема воздействия на почву активного рабочего органа при участии пассивного рабочего органа на рисунке 27. _ „

Рисунок 27 — К

определению объёмов сдвигаемой и смещае-

\

\

мой почвы при полуза-жатом резании: а)

разрез А - А; б) сечение сдвигаемой и смещаемой почвы

активным рабочим органом

Определив в каждом положении значения параметров, построим графики, аппроксимируем и из них определим средние величины сил, и их значения в любой момент времени. Зависимость от угла поворота ротора: массы смещаемой активным рабочим органом почвы при полузажатом резании мс„ =-0,15 + 0,2Р-0,05^+0,006^; силы, необходимой для придания ускорения смещаемой активным рабочим органом почве, ^ =-66Д+88,61р-26,86(Р2 +3,25^"’-0,12<з4; силы, необходимой для преодоления трения смещаемого почвенного клина о почву, Я1Си=-18,61+ 23,46^-8,12^+1,37^-0,У; суммарной силы смещения почвы активным рабочим органом Г1ае = -68,18 + 93,З^ - 27,1 <р: + З,25р3 - 0,1 Ър4.

Вычисленные силы приложим к активному рабочему органу и определим зависимость момента, необходимого для его перемещения в почве, от угла поворота ротора при полузажатом резании Т„ ? „ = 20,71 +11,6$<р- 5,07 ср1 + 0,65{£>3 - 0, ОЗр4.

При обработке тяжёлых суглинков средний вращающий момент первого ротора на первой передаче второго диапазона трактора Т - 150К составляет 828 Нм, второго ротора - 723 Нм. Удельные затраты энергии на работу активных рабочих органов машины иао = 40480 Дж /V.

Спроецировав вычисленные силы воздействия активного рабочего органа на почву на ось х, соответствующую направлению движения агрегата, определим зависимость тягового усилия, создаваемого рабочим органом от положения ротора: ^ = 63,68 + 54,4/р - 20,15<рг + 2,5у? - 0,1 ср*.

Пассивный рабочий орган второго ряда отделяет обрабатываемый слой от массива почвы, поднимает его на высоту задней кромки, преодолевает силы инерции обрабатываемого слоя почвы и силу трения с почвой. Лезвия пассивных рабочих органов первого ряда, кроме этого, сдвигают краями почву в продольно-вертикальных плоскостях, отделяя с боков обрабатываемый пласт от массива почвы. На рисунке 28 показано сечение

участков почвы, подверженных воздействию лезвия и плоскости пассивного рабочего органа в одном из положений.

Рисунок 28 - Участки воздействия на почву: лезвия(1,2,3,4) и плоскости (4,5,6,8,9,10) пассивного рабочего органа в продольновертикальном сечении

Из построений и расчётов определим зависимость силы, необходимой для сдвига почвы краями лезвий первого ряда пассивных рабочих органов, и сил воздействия на почву лезвия и плоскости пассивного рабочего органа от угла поворота ротора, а затем общую силу воздействия (рисунки 29 и 30).

Рисунок 29 - Зависимость силы воздействия на почву пассивного рабочего органа, установленного в первом ряду, от угла поворота ротора

Рисунок ЗО — Зависимость силы воздействия пассивного рабочего органа, установленного во втором ряду, от угла поворота ротора

При обработке тяжёлых суглинков на первой передаче второго диапазона Т - 150К средняя сила воздействия на почву пассивного рабочего органа, установленного в первом ряду, Л, =350 Н, коэффициент вариации 9,87, во втором ряду Я2 = 210 Я, коэффициент вариации 5,03.

Для более качественной обработки почвы к первому модулю почвообрабатывающей машины можно присоединить второй модуль. На рисунке 31 показана его схема.

I

I

Рисунок 31 — Схема второго модуля почвообрабатывающей машины

Почва сепарируется через решётки двух каскадов. При сепарации получается послойная структура пахотного горизонта.

В шестом разделе «Экспериментальные исследования плуга с уравновешенными корпусами и экономическая эффективность его внедрения в производство» описана программа, методика и результаты экспериментов, а также приведён расчёт экономической эффективности применения плуга с уравновешенными корпусами. Для лабораторно-полевых и полевых опытов был изготовлен экспериментальный плуг с уравновешенными корпусами (рисунки 32, 33).

Рисунок 32 —

Плуг с уравновешенными корпусами во время полевых испытаний

Рисунок 33 ~ Плуг с уравновешенными корпусами в транспортном положении

Лабораторно-полевые испытания методом динамометрирования плуга с уравновешенными корпусами показали, что при наклоне вектора тяги 11°, как при агрегатировании с трактором МТЗ-82, горизонтальная составляющая силы тяги плуга 7,35 кН, а сопротивление почвы перемещению корпуса классического плуга в 1,45 раза больше сопротивления почвы перемещению корпуса плуга с уравновешенными корпусами. Испытания на опытном поле, в хозяйствах и в ФГУ «Владимирская МИС» показали, что рационально вспашку тяжёлых суглинков экспериментальным плугом, агрегатируемым с трактором МТЗ-82, производить на скорости 8-9 км/ч, а средних суглинков -9-10 км/ч. При этом улучшается крошение почвы, а расход топлива уменьшается соответственно до 18,2 л/гаи 17,1 л/га.

Экономическую эффективность оценивали, руководствуясь ГОСТ Р 53056-2008 «Экономическая оценка техники», используя метод наложения на объём работ типового хозяйства зоны. За типовое хозяйство зоны принято ОАО «Михайловское» Ярославского района. Относительная экономия совокупных денежных затрат на эксплуатацию плуга с уравновешенными корпусами в расчёте на годовой объём работ: в сравнении с плугами ПЛН-3-35 - 59 руб./га, а в сравнении с плугами «Лемкен» - 412 руб./га.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников показал, что попытки уменьшения затрат энергии па обработку почвы преимущественно направлены на совершенствование отдельных элементов существующих технических средств, без изменения основы конструкций, а теоретические исследования -на обоснование параметров этих элементов. В связи с тем, что в России имеются разные виды почв, и условия их обработки бывают различными, возможности уменьшения затрат энергии на обработку почв существующими универсальными орудиями и машинами ограничены. Поэтому для осуществления энергосберегающей обработки каждого вида почв нужны различные технические средства, конструкции которых основаны на анализе взаимодействия элементов рабочих органов с почвой.

2. Анализ взаимодействия с почвой элементов рабочих органов классического плуга показал, что:

- при вспашке в почве преобладают энергозатратные деформации объёмного сжатия, смятия, сдвига фрагментов пласта по большой площади, а также зажатое резание;

- в связи с кратковременным воздействием элементов корпуса плуга на почву, велики силы инерции почвы, которые увеличивают её сопротивление при вспашке;

- точки приложения результирующих сил воздействия корпуса на почву по координатным осям находятся друг от друга на значительном расстоянии, поэтому корпус плуга не уравновешен; моменты этих сил вынуждают увеличивать массу плуга и затраты энергии на вспашку;

- расчётные удельные затраты энергии на перемещение корпуса плуга при вспашке со скоростью 2 м/с тяжёлых суглинков составили 107,8 кДж/м3, при этом нерациональные затраты энергии, в частности, на преодоление сил трения между нижней фаской лезвия лемеха, полевой доской и почвой, сдвиг пласта грудью отвала составляют не менее половины общих затрат энергии.

3. На основе анализа взаимодействия элементов рабочих органов классического плуга с почвой разработан плуг с уравновешенными корпусами, у которого точки приложения по координатным осям результирующих сил воздействия корпуса на почву при вспашке совмещаются. Установлены его конструктивные параметры, в частности, в проекции на продольно-вертикальную плоскость рациональное расстояние от носка лемеха до оси вертикального шарнира 0,23 м, до оси ножа - 0,315 м, а до носка лемеха соседнего корпуса 0,77 м.

4. Теоретические исследования показали, что в результате принятых конструктивных решений существенно уменьшились нерациональные напряжения в почве и её силы инерции при вспашке. Вследствие этого удельные затраты энергии при вспашке тяжёлых суглинков со скоростью

2 м/с уменьшились до 47,8 кДж/м3. В связи с уменьшением вертикального

давления на почву, отсутствием полевой доски коэффициент полезного действия плуга с уравновешенными корпусами около 93%, что в среднем на 20% больше к.п.д. классического плуга.

5. Для обработки поверхностного слоя физически спелых почв

совместно с плугом, или в сцепке рационально применять комбинированное орудие шириной захвата 1,2 м, содержащее ударное устройство. Номинальная частота вращения вала ударного устройства 13,08 рад/с. Используя в качестве рабочих органов лоиатки, прутки или цепи, удельное давление которых на почву при ударе соответственно 77, 127,

380 кПа, можно варьировать степень крошения поверхностного слоя почвы в зависимости от её физико-механических свойств.

6. Механико-математический анализ ударного воздействия его рабочих органов на почву позволил получить графические и аналитические зависимости для определения основных кинематических и динамических характеристик как на участке развёртывания рабочих органов, так и в течение оборота вала. При мощности, необходимой для привода ударного устройства 6,5 кВт, теоретическая суммарная мощность удара о почву 74 кВт. Поскольку масса рабочих органов небольшая, в результате ударного воздействия получаются преимущественно агрономически ценные почвенные отдельности размером 0,25 - 10 мм. Удельные затраты энергии на обработку почвы комбинированным орудием 27,1 кДж/м3.

7. Для обработки пахотного горизонта за один проход целесообразно применять двухмодульный комбинированный агрегат, первый модуль которого включает почвообрабатывающую машину. При работе машины на почву совместно воздействуют два ротора с активными рабочими органами и пассивные рабочие органы, расположенные под роторами. Основные конструктивные и режимные параметры почвообрабатывающей машины: радиус ротора 0,24 м, угол сдвига между соседними активными рабочими органами 45°, ширина активного рабочего органа 0,012 м; ширина пассивного рабочего органа 0,2 м, радиус загиба стойки - 0,3 м;

кинематический параметр X = 3, при скорости агрегата

2,27 м/с частота вращения роторов 28,4 рад/с, а передаточное отношение редуктора 3,2. Параметры машины выбраны так, что энергозатратные деформации смятия, сдвига в почве, а также её зажатое резание сведены к минимуму.

8. В результате теоретического исследования взаимодействия рабочих органов машины с почвой установлены закономерности изменения действующих сил и моментов во времени. Мощность, необходимая для вращения роторов при работе на физически спелых суглинках, ДО1р =23,5 кВт, М2? = 20,5кВт, на перемещение пассивных рабочих органов N„-5,5кВт, а общая мощность, потребляемая почвообрабатывающей машиной, N я 53 кВт.

9. Общие затраты энергии на обработку машиной одного кубического метра суглинков 48,6 кДж/м3 при движении трактора Т-150К на первой передаче II диапазона. В результате обработки пахотного горизонта двумя модулями получается послойная структура пахотного горизонта с заданными размерами почвенных отдельностей.

10. Лабораторно-полевые, полевые и производственные испытания плуга с уравновешенными корпусами подтвердили результаты расчётов. Масса трёхкорпусного плуга с уравновешенными корпусами в два раза меньше массы однотипного классического плуга. Сила тяги, необходимая для перемещения корпуса классического плуга, больше силы тяги корпуса разработанного плуга в 1,45 раза. Горизонтальная составляющая силы тяги плуга, при принятых условиях опыта, отличается от расчётной (7,138 кН) на 2,2%. Производительность труда при вспашке трёхкорпусным плугом с уравновешенными корпусами тяжёлых суглинков на глубину 0,2 м составила 5,8 га/смену, а расход топлива уменьшен на 17%, при более высоком качестве обработки почвы в сравнении с аналогичными показателями при вспашке плугом ПЛН-3-35. Срок окупаемости затрат на приобретение плуга с уравновешенными корпусами 1,75 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии и учебные пособия:

1.Николаев В.А. Элементы теории вспашки и расчёт плуга. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2009. 107с (б,68 п. л.).

2.Николаев В.А. Расчётно-графические работы по сельскохозяйственным машинам / В.А. Николаев, Е.И. Кубеев, И.В. Крхклина. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2007. 85с (5,31/3 п. л.).

3.Николаев В.А. Совершенствование технических средств обработки почвы. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2001. 242 с (15,25 п. л.).

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК России:

4.Николаев В.А. Анализ затрат энергии на резание почвы носком и полевым обрезом лемеха плуга при вспашке // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №11. С. 22-25 (0,25 п. л.).

5.Николаев В.А., Юрков ММ. Влияние пор, камней и органических частиц на распространение напряжений в зоне сжатия почвы при резании // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №6. С. 23-27 (0,31/0,155 п. л.).

6.Николаев В.А., Попов Д.В. Отделение пласта от массива почвы воздействием лезвия лемеха // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №1. С. 32-35 (0,25/0,125 п. л.).

7.Николаев В.А. Схема оборота деформируемого пласта почвы // Техника в сельском хозяйстве. 2010. №1. С. 32-35 (0,25/0,125 п. л.).

8.Николаев В.А. Затраты энергии на оборот пласта почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №4. С. 29-32 (0,25 п. я.).

9.Николаев В.А., Юрков М.М. Анализ затрат энергии на сдвиг почвы в вертикальной плоскости отвалом плуга при вспашке // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №5. С. 49-51 (0,18/0,09 п. л.).

Ю.Николаев В.А. Выбор веса катка для прикатывания почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №3. С. 17-18 (0,125 п. л.). ~ .

11.Николаев В.А. Образование подслоя из частиц почвы при её резании лемехом // Техника в сельском хозяйстве. 2010. №3. С. 35-37 (0,19 п. л.).

12.Николаев В.А., Попов Д.В. Кинематика и динамика частиц почвы, оказавшихся на уровне центра кромки лезвия лемеха // Техника в сельском хозяйстве. 2010. №5. С. 6-9 (0,25/0,125 п. л.).

1 З.Николаев В.А., Попов Д.В. Затраты энергии на преодоление трения полевой доски плуга о почву // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №11. С. 18-20 (0,19/0,095 п. л.).

14.Николаев В.А., Попов Д.В. Кинематика пласта почвы под воздействием левого лемеха // Техника в сельском хозяйстве. 2010. №6. С. 33-36 (0,25/0,125 п. л.).

15.Николаев В.А. Определение кинематических параметров ударного устройства комбинированного орудия обработки почвы // Техника в сельском хозяйстве. 2011. №1. С. 6-8 (0,18 п. л.).

16.Николаев В.А. Оценка работы сил трения при вспашке / В.А. Николаев, М.М. Юрков, Ю.Г. Горшков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. №1. С. 2 (0,06/0,02 п.л.).

17.Николаев В.А. Анализ затрат энергии на перемещение корпуса плуга при вспашке // Тракторы и сельхозмашины. 2011. №3. С. 36-37 (0,125 п.л.).

18.Николаев В.А. Пространственное моделирование при расчёте черенкового ножа // Тракторы и сельхозмашины. 2011. №4. С. 31-33 (0,187 п.л.).

19.Николаев В.А. Пути уменьшения энергоёмкости циклического резания почвы // «Сельскохозяйственные машины и технологии». 2011. №2. С. 37-39 (0.187 п.л.)

20.Николаев В.А. Ориентировочный расчёт мощности для привода ротора почвообрабатывающей машины // Тракторы и сельхозмашины. 2011. №5. С. 35-36 (0,125 п.л.).

21.Николаев В.А. Исследование ударного механизма комбинированного орудия обработки почвы // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. №6. С. 11-13 (0,187 пл.).

22.Николаев В.А. Совершенствование конструкций плуга и ударного устройства для поверхностной обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2011. №7. С. 31-33 (0,187 п. л.).

Публикации е других изданиях: .

2j .Николаев В.А. Нужна ли рама в конструкции плуга // Сельский механизатор. 2009. №3. С. 2,17-18 (0,19 л. л.).

24.Николаев В.А. Схема оборота пласта почвы с учётом его деформации // Вестник АПК Верхневолжья. 2009. №2. С. 78-82 (0,31 п. л.).

25.Николаев В.А., Попов Д.В. Работа нижней части кромки и нижней фаски лезвия лемеха// Вестник АПК Верхневолжья. 2009. №3. С. 63-67 (0,31/0,155 п. л.).

26.Николаев В.А., Юрков М.М. Динамика оборота пласта почвы

// Сборник трудов C-Пб ГАУ. С-Петербург. 2009. С. 84-98 (0,94/0,47 п. л.).

27.Николаев В.А., Попов Д.В. Анализ кинематики оборота деформируемого пласта почвы// Вестник АПК Верхневолжья. Ярославль. 2009. №4. С. 78-81 (0,25/0,125 п. л.).

28.Николаев В.А. Энергетическая и графическая интерпретация цели совершенствования орудий и машин для обработки почвы. Сборник научных трудов. Материалы III Международной научно-практической конференции «Наука - Технология -Ресурсосбережение». Киров. 2010. С. 140-145 (0,37 п. л.).

29.Николаев В.А., Попов Д.В. Энергетические преимущества плуга с левыми лемехами // Сборник научных трудов. Материалы III Международной научнопрактической конференции «Наука - Технология - Ресурсосбережение». Киров. 2010. С. 146-150(0,31 п. л.).

30.Николаев В.А. Обработка почвы с использованием ударного воздействия // Сельский механизатор. 2009. .№4. С. 2, 8 (0,125 п. л.).

31.Николаев В.А. Графоаналитический метод определения траектории рабочего органа при поверхностной обработке почвы. Технологии и средства механизации сельского хозяйства. Сборник научных трудов. СгПб ГАУ, 2010. С. 39-48 (0,625 п. л.).

32.Николаев В.А. Зависимость веса катка от прочностных характеристик почвы // Вузовский сборник научных работ ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2006. С. 36-37 (0,125 п. л.).

33.Николаев В.А. Новые конструкции крепления рабочих органов // Сельский механизатор. 2010. №9. С. 8-9 (0,125 п. л.).

34.Николаев В.А. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат // Сельский механизатор. 2010. №12. С. 7-8 (0,125 п.л.).

35.Николаев В.А. Некоторые результаты лабораторно-полевых испытаний плуга с левыми лемехами / Д.В. Попов, В.А. Николаев, И.Н. Писарев, К.Ю. Водбольский // «Вестник АПК Верхневолжья». Ярославль. 2010. №4. С. 45-47 (0,25/0,06 п.л.).

36.Николаев В.А. Критерий совершенства орудий и машин для обработки почвы // «Вестник АПК Верхневолжья». Ярославль. 2010. №4. С. 48-51 (0,25 п.л.).

37.Николаев В.А. Конструктивные особенности плуга с уравновешенными корпусами // Материалы IV Международной научно-практической конференции «Наука -Технология - Ресурсосбережение». Сборник научных трудов. Киров. 2011. С. 103-109 (0,44 п.л.).

38.Николаев В.А. Определение оптимального угла установки левого лемеха к стенке борозда / Д.В. Попов, В.А. Николаев // Материалы IV Международной научнопрактической конференции «Наука - Технология - Ресурсосбережение». Сборник научных трудов. Киров. 2011. С. 113-115 (0,18/0,09 п.л.).

39.Нюсолаев В.А. Расчёт нового плуга //.Вестник АПК Верхневолжья. 2011. №1. С. 84-86 (0,187 п.л.)

. 43

40.Николаев В.А. Особенности оборота деформируемого пласта почвы // Актуальные проблемы науки АПК: Сборник статей 62-й Международной научнопрактической конференции. Кострома. КГСХА. 2011. Т2. С. 95-99 (0,25 пл.).

41.Николаев В.А. Определение оптимального утла установки левого лемеха к стенке борозды / Попов Д.В., Николаев В.А. // Актуальные проблемы науки АПК: Сборник статей 62-й Международной научно:практической конференции. Кострома. КГСХА. 2011. Т2. С. 101-105 (0,25/0,12 пл.).

42.Николаев В.А. Сравнительные испытания корпуса классического и исследуемого плуга / Попов Д.В., Николаев В.А. // Акральные проблемы науки АПК: Сборник статей 62-й Международной научно-практической конференции. Кострома. КГСХА. 2011. Т2. С. 105-107 (0,18/0,09 п.л.).

43 .Николаев В.А. Методика определения параметров ударного устройства для обработки почвы // Вестник АПК Верхневолжья. 201 Г. №2. С. 67-71 (0,31 п.л.).

44. Николаев В.А. Машина для высококачественной обработки почвы // Сельский

механизатор. 2011. №4. С. 8-9 (0,125 пл.). ■

Патенты на изобретение:

45.Патент РФ №2335107 А01 С2. Плуг / В.А. Николаев - Заявл. 9.11.2006 №2006139708 // Опубл. в бюл. 10.10.2008. №28. 8 с.

46.Патент РФ №2340137. Комбинированное орудие обработки почвы и способ

обработки почвы / В.А. Николаев - Заявл. 23.04.2007 N»2007115268 // Опубл. в бюл. 10.12.2008. №34.12 с. .

47.Патент РФ №2386235. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат / В.А. Николаев - Заявл. 22.05.2008 №2008120426 // Опубл. в бюл. 20.04.2010. №11. 19 с.

48.Патент РФ №2369058. Ротор почвообрабатывающей машины. / В.А. Николаев -Заявл. 11.03.2008 №2008109279 // Опубл. в бюл. 10.10.2009. №28. 7 с.

49.Патент РФ №2407259. Устройство для обработки почвы и посева и способ обработки почвы. / В.А. Николаев - Заявл. 06.04.2009 №2009112969 // Опубл. в бюл. 27.12.2010. №36. 14 с.

Подписано в печать 24.01.2012. Формат 60 х 90 V)6.

Условных печ. листов 2.75. Тираж 100 экз. Заказ № 3 .

Бумага офсетная. Печать ризографическая.

Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия».

150042, г. Ярославль, Тугаевское шоссе, 58.

Введение.

1 Основные направления повышения эффективности обработки почвы, цель и задачи исследования.

1.1 Обзор проведённых исследований обработки почвы и почвообрабатывающих орудий и машин.

1.2 Анализ проведённых исследований обработки почвы и почвообрабатывающих орудий и машин.

1.3 Обработка почвы как процесс придания ей нужной структуры.

1.4 Цель и задачи исследования. Энергосберегающие приёмы обработки почвы, использованные при создании предлагаемых технических средств.

2 Анализ взаимодействия элементов рабочих органов классического плуга с почвой.

2.1 Взаимодействие с почвой носка лемеха.

2.1.1 Резание почвы носком и полевым обрезом лемеха плуга при вспашке.

2.1.2 Энергия, необходимая для резания почвы носком и полевым обрезом лемеха.

2.2 Взаимодействие с почвой верхней фаски лезвия лемеха.

2.2.1 Нагрузки на участок почвы в зоне сжатия при её резании горизонтальным лезвием.

2.2.2 Влияние пор, камней и органических частиц на распространение деформации в зоне сжатия почвы.

2.2.3 Отделение пласта от массива почвы под действием лемеха.

2.2.4 Разделение почвы при приближении кромки лезвия.

2.3. Взаимодействие с почвой середины и верхней части кромки лезвия лемеха.

2.3.1 Передвижение и деформация частиц почвы, защемляемых между верхней частью кромки лезвия и отделённым пластом почвы.

2.3.2 Передвижение и деформация частицы почвы, центр масс которой оказался на уровне центра закругления кромки лезвия.

2.3.3 Энергия, необходимая для преодоления сопротивления частиц, находящихся в разрыве между отделённым пластом и массивом почвы.

2.4 Работа нижней части кромки и нижней фаски лезвия лемеха.

2.4.1 Передвижение и деформация частицы почвы, центр масс которой оказался ниже сектора кромки лезвия.

2.4.2 Воздействие на корпус плуга частиц почвы, защемляемых между нижней фаской лезвия лемеха и нижерасположенными слоями почвы.

2.5 Взаимодействие с почвой груди отвала.

2.5.1 Сдвиг почвы в вертикальной плоскости отвалом плуга.

2.5.2 Энергия, необходимая для осуществления сдвига почвы грудью отвала при вспашке.

2.6 Оборот пласта почвы.

2.6.1 Геометрия оборота деформируемого пласта почвы.

2.6.2 Кинематика оборота.

2.6.3 Динамика оборота.

2.6.4 Затраты энергии на оборот пласта.

2.7 Взаимодействие с почвой полевой доски.

2.8. Силы воздействия корпуса плуга на почву.

2.8.1 Силы воздействия на почву корпуса плуга в проекции на горизонтальную плоскость.

2.8.2 Силы воздействия на почву корпуса плуга в проекции на продольно-вертикальную плоскость.

2.8.3 Силы воздействия на почву корпуса плуга в проекции на поперечно-вертикальную плоскость.

2.9 Силы и моменты, действующие на стойку и раму плуга при вспашке.

2.10 Энергия, необходимая для перемещения корпуса плуга, выводы.

3 Теоретическое исследование плуга с уравновешенными корпусами.

3.1 Обоснование конструкции плуга.

3.1.1 Использование левого лемеха для уравновешивания поперечной горизонтальной силы и отделения снизу пласта от массива почвы.

3.1.2 Использование ножа для отделения сбоку пласта от массива почвы и частичного уравновешивания вертикальных сил.

3.1.3 Уменьшение массы плуга - один из способов экономии энергии при вспашке.

3.1.4 Общая конструктивная компоновка.

3.2 Изменение сил воздействия на почву элементов исследуемого плуга в сравнении с классическим плугом.

3.3 Сила трения носка правого лемеха исследуемого плуга.

3.4 Воздействие лезвия правого лемеха на почву.

3.5 Воздействие на почву левого лемеха.

3.5.1 Кинематика пласта почвы от воздействия левого лемеха.

3.5.2 Динамика пласта на верхней фаске левого лемеха.

3.5.3 Воздействие на почву верхней кромки лезвия левого лемеха.

3.5.4 Воздействие на почву нижней плоскости левого лемеха.

3.6 Силы воздействия на почву корпуса исследуемого плуга в проекции на горизонтальную плоскость.

3.7 Силы воздействия на почву корпуса исследуемого плуга в проекции на продольно-вертикальную плоскость.

3.8 Силы воздействия на почву корпуса исследуемого плуга в проекции на поперечно-вертикальную плоскость.

3.9 Затраты энергии на перемещение корпуса плуга.

3.10 Воздействие ножа на почву.

3.10.1 Установка черенкового ножа и действующие на него силы.

3.10.2 Воздействие на почву середины лезвия.

3.10.3 Воздействие на почву периферийных частей кромки затупившегося лезвия.

3.10.4 Воздействие на почву фасок затупившегося лезвия.

3.10.5 Воздействие на почву боковых плоскостей ножа.

3.10.6 Результирующая сила воздействия ножа с затупившимся лезвием на почву.

3.10.7 Сила воздействия ножа с острым лезвием на почву.

3.10.8 Зависимость силы воздействия ножа с тупым лезвием на почву от его толщины.

3.11 Воздействие на почву башмака, присоединённого к грядилю.

3.12 Равновесие плуга в продольно-вертикальной плоскости.

3.13 Затраты энергии на вспашку плугом тяжёлых суглинков.

3.14 Работа исследуемого плуга, выводы.

4 Обработка поверхностного слоя почвы ударным воздействием.

4.1 Обоснование конструкции комбинированного орудия обработки почвы.

4.2 Конструктивная компоновка, определение частоты вращения вала.

4.3 Определение кинематических и динамических параметров рабочих органов ударного устройства.

4.4 Взаимосвязь некоторых параметров ударного устройства.

4.5 Изменение кинематических и динамических параметров при работе ударного устройства.

4.6 Расчёт параметров удара рабочих органов о почву.

4.7 Агрегатирование комбинированного орудия обработки почвы, выводы.

5 Теоретическое исследование комбинированного агрегата для обработки почвы.

5.1 Констт/кт.тия пепвого модуля агтзегата.

1 ' X ' V л.

5.2 Пути уменьшения затрат энергии на циклическое резание почвы.

5.3 Расчёт параметров роторов.

5.4 Ориентировочный расчёт динамических параметров ротора.

5.5 Уточняющий расчёт параметров резания почвы активными рабочими органами.

5.5.1 Динамика воздействия на почву активного рабочего органа при зажатом резании.

5.5.2 Особенности комплексного воздействия на почву активного и пассивного рабочего органа.

5.5.3 Динамика воздействия на почву активного рабочего органа при полузажатом резании.

5.5.4 Определение необходимого вращающего момента и мощности для привода роторов.

5.5.5 Факторы, способствующие резанию дёрна режущими элементами ротора.

5.5.6 Сила тяги ротора.

5.6 Воздействие на почву пассивных рабочих органов.

5.6.1 Определение силы сдвига почвы пассивными рабочими органами.

5.6.2 Взаимодействие плоскости пассивного рабочего органа с почвой.

5.6.3 Взаимодействие лезвия пассивного рабочего органа с почвой.

5.6.4 Сила воздействия на почву пассивных рабочих органов.

5.7 Вертикальные силы, воздействующие на машину при работе.

5.8 Энергия, необходимая для перемещения почвообрабатывающей машины, выводы.

5.9 Конструкция второго модуля агрегата, выводы.

6 Экспериментальные исследования плуга с уравновешенными корпусами и экономическая эффективность его использования.

6.1 Программа экспериментальных исследований.

6.2 Методика проведения экспериментов.

6.3 Результаты лабораторно-полевых экспериментов.

6.4 Результаты полевых испытаний.

6.5 Результаты производственного испытания.

6.6 Экономическая эффективность применения плуга с уравновешенными корпусами в ОАО «Михайловское»

Ярославского района Ярославской области, выводы.

Целью возделывания любой сельскохозяйственной культуры является получение наивысшей урожайности при наименьших затратах труда и ресурсов. На урожайность культур большое влияние оказывает качество обработки почвы. В то же время обработка почвы составляет значительную долю в общих затратах энергии на возделывание культур.

Почва является важнейшим объектом труда и средством производства. В настоящее время большое количество пахотных земель России находится в запустении. Основной причиной этого являются неблагоприятные экономические условия для сельскохозяйственного производства. Издержки производства многих сельскохозяйственных культур в Нечернозёмной зоне России превышают получаемый доход от их продажи. Существующие технологии обработки почвы очень энергозатратны. Если ставят задачу улучшения качества обработки почвы, то это неизбежно приводит к увеличению затрат энергии, если пытаются экономить энергию - ухудшается качество обработки почвы. В настоящее время качество обработки почвы и затраты энергии на её обработку не удовлетворяют производителей сельскохозяйственной продукции. Если в 20 веке при создании орудий и машин пытались найти разумный компромисс этих, во многом взаимно противоположных показателей, то увеличение цен на энергоносители в 21 веке нарушило этот баланс. Уменьшение затрат энергии стало превалировать над улучшением качества обработки почвы. В связи с этим разработка новых энергосберегающих технических средств, обеспечивающих необходимое качество обработки почвы, актуальна.

В развитие теории обработки почвы большой вклад внесли отечественные учёные В.П. Горячкин, М.Е. Мацепуро, Г.Н. Синеоков, В.В. Кацыгин, И.М. Панов, Ю.Ф. Новиков, Л.В. Гячев и др. Они подробно проанализировали свойства почвы как объекта обработки, выявили основные закономерности воздействия рабочих органов орудий и машин на почву.

Исходя из теории сплошной среды, построена математическая модель поведения почвы под воздействием рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий. Однако в настоящее время имеется явный разрыв между теорией обработки почвы и её практической реализацией. Некоторые теоретические исследования пока не нашли адекватного отражения в совершенствовании конструкций почвообрабатывающих машин и орудий. И напротив, прогресс, достигнутый в последние годы в области совершенствования сельскохозяйственных машин и орудий, не всегда обусловлен опережающим развёртыванием теории обработки почвы.

Предпринимаемые попытки уменьшения затрат энергии на обработку почвы существующими техническими средствами при сохранении или улучшении качества обработки почвы пока не дают желаемых результатов. Они преимущественно направлены на совершенствование отдельных элементов существующих почвообрабатывающих орудий и машин, не изменяя основы их конструкции. Поэтому научное обоснование и разработка энергосберегающих технических средств обработки почвы является важной научной и хозяйственной задачей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников показал, что попытки уменьшения затрат энергии на обработку почвы преимущественно направлены на совершенствование отдельных элементов существующих технических средств, без изменения основы конструкций, а теоретические исследования -на обоснование параметров этих элементов. В связи с тем, что в России имеются разные виды почв, и условия их обработки бывают различными, возможности уменьшения затрат энергии на обработку почв существующими универсальными орудиями и машинами ограничены. Поэтому для осуществления энергосберегающей обработки каждого вида почв нужны различные технические средства, конструкции которых основаны на анализе взаимодействия элементов рабочих органов с почвой.

2. Анализ взаимодействия с почвой элементов рабочих органов классического плуга показал, что:

- при вспашке в почве преобладают энергозатратные деформации объёмного сжатия, смятия, сдвига фрагментов пласта по большой площади, а также зажатое резание;

- в связи с кратковременным воздействием элементов корпуса плуга на почву, велики силы инерции почвы, которые увеличивают её сопротивление при вспашке;

- точки приложения результирующих сил воздействия корпуса на почву по координатным осям находятся друг от друга на значительном расстоянии, поэтому корпус плуга не уравновешен; моменты этих сил вынуждают увеличивать массу плуга и затраты энергии на вспашку;

- расчётные удельные затраты энергии на перемещение корпуса плуга при вспашке со скоростью 2 м/с тяжёлых суглинков составили 107,8 кДж/м3, при этом нерациональные затраты энергии, в частности, на преодоление сил трения между нижней фаской лезвия лемеха, полевой доской и почвой, сдвиг пласта грудью отвала составляют не менее половины общих затрат энергии.

3. На основе анализа взаимодействия элементов рабочих органов классического плуга с почвой разработан плуг с уравновешенными корпусами, у которого точки приложения по координатным осям результирующих сил воздействия корпуса на почву при вспашке совмещаются. Установлены его конструктивные параметры, в частности, в проекции на продольно-вертикальную плоскость рациональное расстояние от носка лемеха до оси вертикального шарнира 0,23 м, до оси ножа - 0,315 м, а до носка лемеха соседнего корпуса 0,77 м.

4. Теоретические исследования показали, что в результате принятых конструктивных решений существенно уменьшились нерациональные напряжения в почве и её силы инерции при вспашке. Вследствие этого удельные затраты энергии при вспашке тяжёлых суглинков со скоростью 2 м/с уменьшились до 47,8 кДж/м3. В связи с уменьшением вертикального давления на почву, отсутствием полевой доски коэффициент полезного действия плуга с уравновешенными корпусами около 93%, что в среднем на 20% больше к.п.д. классического плуга.

5. Для обработки поверхностного слоя физически спелых почв совместно с плугом, или в сцепке рационально применять комбинированное орудие шириной захвата 1,2 м, содержащее ударное устройство. Номинальная частота вращения вала ударного устройства 13,08 рад/с. Используя в качестве рабочих органов лопатки, прутки или цепи, удельное давление которых на почву при ударе соответственно 77, 127 и 380 кПа, можно варьировать степень крошения поверхностного слоя почвы в зависимости от её физико-механических свойств.

6. Механико-математический анализ ударного воздействия его рабочих органов на почву позволил получить графические и аналитические зависимости для определения основных кинематических и динамических характеристик как на участке развёртывания рабочих органов, так и в течение оборота вала. При мощности, необходимой для привода ударного устройства 6,5 кВт, теоретическая суммарная мощность удара о почву

74 кВт. Поскольку масса рабочих органов небольшая, в результате ударного воздействия получаются преимущественно агрономически ценные почвенные отдельности размером 0,25 - 10 мм. Удельные затраты энергии на обработку почвы комбинированным орудием 27,1 кДж/м3.

7. Для обработки пахотного горизонта за один проход целесообразно применять двухмодульный комбинированный агрегат, первый модуль которого включает почвообрабатывающую машину. При работе машины на почву совместно воздействуют два ротора с активными рабочими органами и пассивные рабочие органы, расположенные под роторами. Основные конструктивные и режимные параметры почвообрабатывающей машины: радиус ротора 0,24 м, угол сдвига между соседними активными рабочими органами 45°, ширина активного рабочего органа 0,012 м; ширина пассивного рабочего органа 0,2 м, радиус загиба стойки - 0,3 м; кинематический параметр X = 3, при скорости агрегата 2,27 м/с частота вращения роторов 28,4 рад/с, а передаточное отношение редуктора 3,2. Параметры машины выбраны так, что энергозатратные деформации смятия, сдвига в почве, а также её зажатое резание сведены к минимуму.

8. В результате теоретического исследования взаимодействия рабочих органов машины с почвой установлены закономерности изменения действующих сил и моментов во времени. Мощность, необходимая для вращения роторов при работе на физически спелых суглинках, /V, = 23,5 кВт,

ТУ2р = 20,5 кВт, на перемещение пассивных рабочих органов Л^п~5,5 кВт, а общая мощность, потребляемая почвообрабатывающей машиной, N « 53 кВт.

9. Общие затраты энергии на обработку машиной одного кубического метра суглинков 48,6 кДж/м3 при движении трактора Т-150К на первой передаче II диапазона. В результате обработки пахотного горизонта двумя модулями получается послойная структура пахотного горизонта с заданными размерами почвенных отдельностей.

10. Лабораторно-полевые, полевые и производственные испытания плуга с уравновешенными корпусами подтвердили результаты расчётов. Масса трёхкорпусного плуга с уравновешенными корпусами в два раза меньше массы однотипного классического плуга. Сила тяги, необходимая для перемещения корпуса классического плуга, больше силы тяги корпуса разработанного плуга в 1,45 раза. Горизонтальная составляющая силы тяги плуга, при принятых условиях опыта, отличается от расчётной (7,138 кН) на 2,2%. Производительность труда при вспашке трёхкорпусным плугом с уравновешенными корпусами тяжёлых суглинков на глубину 0,2 м составила 5,8 га/смену, а расход топлива уменьшен на 17%, при более высоком качестве обработки почвы в сравнении с аналогичными показателями при вспашке плугом ПЛН-3-35. Срок окупаемости затрат на приобретение плуга с уравновешенными корпусами 1,75 года.

366

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В предложенной работе выполнен анализ процессов и явлений при обработке почвы, который позволил провести теоретическое исследование как классического плуга, так и проектируемых технических средств. Комплексный подход к исследованиям и разумный компромисс между универсальностью и специализацией послужил основой создания новых почвообрабатывающих технических средств. Приоритет предложенных конструкций подтверждён патентами на изобретения.

Широкое применение графо-аналитического метода, в том числе с трёхкратным переходом от вычислений к графике, и пространственного моделирования с использованием компьютерных программ позволил определить кинематические, динамические и энергетические параметры исследуемых технических средств. В работе впервые исследованы: резание почвы затуплённым лезвием, оборот отвалом плуга деформируемого пласта почвы, работа ударного устройства комбинированного орудия обработки почвы, совместная работа активных и пассивных рабочих органов комбинированного агрегата обработки почвы. В результате теоретического анализа в значительной степени решены проблемы: рационального сочетания видов деформаций для наименее энергозатратного разрушения почвы, предотвращения чрезмерного разрушения почвы машинами с активными рабочими органами, оптимизации сочетания высокого качества обработки почвы с минимальными затратами энергии. Применение двухмодульной машины в составе комбинированного агрегата обработки почвы обеспечит решение важнейшей научной и инженерной задачи - создания необходимой послойной структуры пахотного горизонта. Методы, применённые в предложенной работе, открывают новые перспективы исследования как почвообрабатывающих, так и других сельскохозяйственных технических средств.

367

1. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т.2. М.: «Колос». 1968. 455 с.

2. Новиков Ю.Ф. Основы теории и механико-технологическое исследование процесса вспашки. Дис. . д-ра техн. наук. Ростов-на Дону. 1970. 340 с.

3. Виноградов В.И. Сопротивление рабочих органов плуга и методы снижения энергоёмкости пахоты. Дис. . д-ра техн. наук. Челябинск. 1969. 438 с.

4. Подскребко М.Д. Закономерность изменения удельного сопротивления почвы при вспашке // Техника в сельском хозяйстве. 2010. №2. С. 45-47

5. Никифоров П.Е. и др. Исследование работы плугов на повышенных скоростях // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1964. №5. С. 11-14.

6. Синеоков Г.Н. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин / Т.Н. Синеоков, И.М. Панов. М.: Машиностроение. 1977. 326 с.

7. Кирюхин В.Г. Исследование деформации почвы при вспашке. М.: Материалы научно-технического совета ВИСХОМ. 1960. С. 150-167.

8. Гячев JI.B. Теория лемёшно-отвальной поверхности. Зерноград. Азово-черноморский институт механизации сельского хозяйства. 1961. 315 с.

9. Мацепуро М.Е. К вопросу исследования процессов обработки почв. Сборник «Вопросы земледельческой механики. Том VII». Минск. Гос. изд. сельскохозяйственной литературы БССР. 1961. С. 28-49.

10. Ю.Мацепуро В.М., Углов B.C. Теоретические основы создания новой конструкции плугов // Тракторы и сельхозмашины. 1997. №1. С. 17-19.

11. П.Кацыгин В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин. Дис. . д-ра техн. наук. Минск. 1964. 412 с.

12. Торбунов С.С. Основы теории движения плуга как динамической системы с переменными параметрами // Тракторы и сельхозмашины. 2000. №1. С. 17-19.

13. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов. Изд. Грузинского СХИ. Тбилиси. 1960. 145 с.

14. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчёта режущих аппаратов. М.: Машиностроение. 1975. 243 с.

15. Кобяков И.Д. Исследование работы плужного дискового ножа // Техника в сельском хозяйстве. 2008. №2. С. 6-8.

16. Кобяков И.Д. Новое о дисковом ноже плуга // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №2. С. 14-15.

17. Кобяков И.Д., Союзнов A.C. Взаимодействие лезвия ножа с разрезаемым материалом // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №4. С. 38-39.

18. Кобяков И.Д. Качество обработки почвы дисковыми рабочими органами // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №5. С. 55-56.

19. Кобяков И.Д. Новое почвообрабатывающее орудие // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №7. С. 10-11.

20. Кобяков И.Д., Куприян Е.Ю. Параметры многоугольного дискового ножа // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №3. С. 34.

21. Зеленин А.И. Физические основы теории резания грунтов. М.: Изд. акад. наук СССР. 1950. 314с.

22. Медведев В.И. и др. Обобщённая математическая модель взаимодействия дискового ножа с почвой // Тракторы и сельхозмашины. 2001. №2. С. 34-37.

23. Синеоков Г.Н. Сопротивление почвы, возникающее при её обработке. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1954. 346 с.

24. Бурченко П.Н., Бурченко Д.П. Рабочие органы щадящего типа для предпосевной обработки // «Тракторы и сельхозмашины». 2000. №1. С. 36-37.

25. Бурченко П.Н. Механико-технологическое обоснование параметров почвообрабатывающих машин нового поколения для работы в оптимальном диапазоне скоростей. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1987. 385 с.

26. Бурченко П.Н. Основные технологические параметры почвообрабатывающих машин нового поколения. Сборник научных трудов «Теория и расчёт почвообрабатывающих машин». Т 120. М.: 1989. С. 40-43.

27. Агафонов К.П. Механика трения // Техника в сельском хозяйстве. 1988. №2. С. 39-45.

28. Ловкис З.В. Определение обобщённого показателя качества работы активных рабочих органов // Техника в сельском хозяйстве. 1989. №1. С. 12-14.

29. Ловкие З.В. Напряжённо-деформированное состояние органических сред // Техника в сельском хозяйстве. 1993. №4. С. 30-31.

30. Гуреев И.И. Энергоёмкость обработки почвы // «Техника в сельском хозяйстве». 1988. №3. С. 22-25.

31. Арутюнян К.Г. Исследование деформации почвы и скорости её распространения при работе плужного корпуса. Дис. . канд. техн. наук. М.: 1969. 211 с.

32. Руденко Н.И. и др. Что лучше раскрошит комок почвы / Сельский механизатор. 2008. №5. С. 18.

33. Дьяков В.П. Взаимодействие клинообразного рабочего органа с почвой // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №5. С. 44-45.

34. Ветохин В.И. Модель крошения почвы под действием клина // Тракторы и сельхозмашины. 1994. №10. С. 18-21.

35. Храмцов С.С. Разработка конструктивно-технологической схемы энергосберегающего почвозащитного орудия для основной и поверхностной обработок почвы. Автореферат дис. . канд. техн. наук. Киров. 2009. 23 с.

36. Токушев Ж.Е. Аналитическое определение давления на почву клиновидного рабочего органа // Тракторы и сельхозмашины. 2003. №4. С. 29-30.

37. Галлямов P.M. Механика воздействия почвы на рабочие органы // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №11. С. 34-36.

38. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №7. С. 27-30.

39. Мударисов С.Г. Повышение качества обработки почвы путём совершенствования рабочих органов машин на основе моделирования технологического процесса. Автореферат дис. . д-ра техн. наук. Челябинск. 2001. 40 с.

40. Мударисов С.Г. и др. Оценка технологического процесса обработки почвы на основе уравнений динамики сплошных сред // Достижения науки и техники АПК. 2010. №1. С. 63-65.

41. Жилкин В.А. Конечно-элементное моделирование взаимодействия «почвы» и плоского клина // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №5. С. 6-9.

42. Гафаров A.A. и др. Моделирование рабочих органов почвообрабатывающих машин и анализ их взаимодействия с учётом реологических свойств почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №5. С. 23-27.

43. Жалнин Э.В. Математическое моделирование процессов в земледельческой механике // Тракторы и сельхозмашины. 1996. №1. С. 12-15.

44. Конов С.Н., Мударисов С.Г. Основные принципы построения модели разрушения почвенной среды // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №6. С. 40-43.

45. Мурадов М.М. Моделирование упруговязкопластического поведения почвы при вспашке // Техника в сельском хозяйстве. 1991. №1. С. 32-34.

46. Муродов Н.М. Тяговое сопротивление корпусов двухъярусного плуга // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №4. С. 34-36.

47. Уфаев А.Г. Повышение эффективности технологии основной назначения. Автореферат дис. . канд. техн. наук. Саратов. 2008. 22 с.

48. Веретенников П. Д. Обоснование рациональных параметров и режимов работы пахотных агрегатов. Дис. . канд. техн. наук. Барнаул. 2001. 203 с.

49. Жигжитов A.B. Оборот пласта винтовой поверхностью плужного корпуса. Дис. . канд. техн. наук. М.: 2004. 154 с.

50. Шейнин Н.Е и др. Анализ формы рабочих поверхностей плужных корпусов // Техника в сельском хозяйстве. 1991. №6. С. 32-33.

51. Баширов P.M. Математическая модель статистических характеристик сопротивления плуга // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №5. С. 9-12.

52. Пронин А.Ф. Удельное сопротивление почв и научные основы, определяющие структуру парка почвообрабатывающих машин. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1967. 387 с.

53. Листопад Г.Е. и др. Расчёт тягового сопротивления почвоуглубителя с наклонной стойкой // Техника в сельском хозяйстве. 1991. №6. С. 36-37.

54. Машиностроение. Энциклопедия. Сельскохозяйственные машины и оборудование. Том IV-16. М.: Машиностроение. 1998. 720 с.

55. Гордеев В.В. Повышение эффективности работы плуга путём оптимизации его конструктивных параметров и режимов работы пахотного агрегата. Дис. . канд. техн. наук. С-Петербург. 2002. 138с.

56. Клёнин Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины /Н.И. Клёнин, В.А. Сакун. М.: «Колос». 1994. 751 с.

57. Подскребко М.Д. Закономерность изменения сопротивления почвы при вспашке // Техника в сельском хозяйстве. 2010. №2. С. 45-47.

58. Кебере Т.Э. Оценка удельного сопротивления почв при вспашке // Тракторы и сельхозмашины. 1994. №8. С. 22-24.

59. Творогов В.А. Тяговое сопротивление плуга и форма его лемёшно-отвальной поверхности // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №12. С. 29.

60. Творогов В.А. Зависимость тягового сопротивления плуга от параметров его конструкции // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №11. С. 35.

61. Творогов В.А. Положение линии тяги плуга, работающего по принципу самонастраивающейся динамической системы // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №8. С. 30-32.

62. Творогов В. А. Анализ движения пахотного агрегата как самонастраивающейся динамической системы // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №5. С. 11-12.

63. Дьяков В.П. «Об аномальных» отклонениях формулы Горячкина // Техника в сельском хозяйстве. 1989. №1. С. 18-20.

64. Жук А.Ф. Интерпретация рациональной формулы В.П. Горячкина // Техника в сельском хозяйстве. 2007. №6. С. 44-46.

65. Огрызков Е.П. Агроэнергетическая интерпретация рациональной формулы В.П. Горячкина // Тракторы и сельхозмашины. 2000. №8. С. 32-34.

66. Щучкин Н.В. Лемешные плуги и лущильники. М.: Машгиз. 1952.290 с.

67. Кацыгин В.В. Основы теории выбора оптимальных параметров мобильных сельскохозяйственных машин и орудий. Вопросы сельскохозяйственной механики. Минск. «Урожай». 1964. Т. 13. 270 с.

68. Баширов P.M. Математическая модель статистических характеристик сопротивления плуга // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №5. С. 9-12.

69. Надыкто В.Т. Снижение энергозатрат пахотными МТА на основе МЭС //Тракторы и сельхозмашины. 1996. №10. С. 8-10.

70. Намазов Ф.А., Масимов А.Г. Энергетическая оценка технических средств для основной и предпосевной обработки почвы // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №12. С. 7-9.

71. Старцев C.B. Расчёт производительности пахотных агрегатов // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №12. С. 28-29.

72. Бахтин П.У. Исследования физико-механических и технологических свойств основных-типов почв СССР. М.: «Колос». 1960. 260 с.

73. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. М.: «Агроконсалт». 2001. 270 с.

74. Лыков A.M. Земледелие с почвоведением. М.: «Колос». 2000. 160 с.

75. Кушнарёв A.C. Проблемы повышения плодородия почв // Техника в сельском хозяйстве. 1989. №1. С.4.

76. Кузнецов Ю.И., Кузнецов А.Ю. Изучение свойств почвы для создания орудий предпосевной обработки // Тракторы и сельхозмашины. 2000. №9. С. 25-28.

77. Амеличев В.Т. Показатель сепарационной способности почвы // Тракторы и сельхозмашины. 1996. №9. С. 28-30.

78. Огрызков Е.П. и др. Оценка сопротивления почв по их твёрдости // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №3. С. 33-34.

79. Галлямов P.M. Оценка качества обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2006. №4. С. 35-36.

80. Гудков А.И. Основы теоретического обоснования оптимальных скоростей движения машино-тракторных агрегатов. М.: БТИ ВИМ. 1960. 216 с.

81. Сизов O.A., Сакун В. А. Анализ способов автоматического поддержания оптимальной рабочей скорости пахотного агрегата // Техника в сельском хозяйстве. 1988. №3. С. 36-37.

82. Кирюхин В.Г. Тяговое сопротивление плужных корпусов при вспашке на повышенных скоростях. М.: Материалы ВИСХОМ. 1963. С. 62-66.

83. Короткевич П.С. Сопротивление почв резанию в зависимости от скорости движения и геометрии режущих рабочих органов. Дис. . д-ра техн. наук. Киев. 1965. 524 с.

84. Лептев A.A. и др. Основные установочные параметры универсальных регулируемых плужных корпусов // Тракторы и сельхозмашины. 1986. №6. С. 28-32.

85. Лептев A.A., Жилко A.C. Обоснование основных параметров унифицированного семейства модульных плугов // Тракторы и сельхозмашины. 1986. №9. С. 33-35.

86. Кушнарёв A.C., Шевченко И.А. Обоснование параметров ступенчатого рабочего органа // Техника в сельском хозяйстве. 1991. №1. С. 42-43.

87. Кобяков. И.Д. Новое почвообрабатывающее орудие // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №7. С. 32-34.

88. Лобачевский Я.П. Семейство фронтальных плугов для гладкой вспашки. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 2000. 430 с.

89. Седов А.Н. Технология вспашки зяби плугом с цилиндрическими рабочими органами. Дис. . канд. техн. наук. Саратов. 1985. 209с.

90. Журченко A.B. Обоснование технологического процесса и параметров леворежущих ножей почвообрабатывающего орудия для основной обработки почвы. Дис. . канд. техн. наук. Зерноград. 1995. 147 с.

91. Мацепуро В.М. Новые конструкции навесных плугов для гладкой вспашки // Тракторы и сельхозмашины. 1996. №4. С. 11-12.

92. Акимов А.П. Сопротивление трению почвы о боковую поверхность рабочего органа-движителя // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №9. С. 37-39.

93. Акимов А.П. Оптимальный режим рабочего органа-движителя с эллипсовидной лопастью // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №8. С. 27-28.

94. Акимов А.П. и др. Критерии и оптимальные параметры функционирования дискового ножа // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №4. С. 31-33.

95. Каинова Г.Е., Кирюхин В.Г. Основные направления работ по повышению надёжности лемехов и отвалов // Тракторы и сельхозмашины. 1986. №9. С. 36-38.

96. Клюенко В.Н. Универсальные самозатачивающиеся плужные лемехи повышенной износостойкости // Тракторы и сельхозмашины. 1986. №9. С. 39-42.

97. Бернштейн Д.Б. и др. Износостойкость вальцованных лемехов с переменным профилем лезвия // Тракторы и сельхозмашины. 1986. №9. С. 42-45.

98. Бернштейн Д.Б. Абразивное изнашивание лемешного лезвия и работоспособность плуга // Тракторы и сельхозмашины. 2002. №6. С. 39-40.

99. Михальченков A.M. и др. Повышение ресурса плужных лемехов армированием // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №7. С. 41.

100. ЮО.Михальченков A.M. и др. Способы армирования лемехов для почв с различной изнашивающей способностью // Тракторы и сельхозмашины. 2009. № 1.С. 46-49.

101. Егожев A.M. Повышение долговечности резьбовых соединений лемешных плугов // Механизация и электрификация сельского хозяйства.2009. №11. С. 31-32.

102. Лебедев А.Т., Магомедов P.A. Результаты эксплуатационных испытаний лемехов // Механизация и электрификация сельского хозяйства.2010. №1. С.31.

103. Булычёв В.В. и др. Совершенствование технологий упрочняющей наплавки деталей плугов на основе применения вибродуговых процессов // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №4. С.54-56.

104. Колпаков A.B. Повышение ресурса рабочих органов почвообрабатывающих машин науглераживанием угольным электродом // Техника в сельском хозяйстве. 2008 . №1. С. 42.

105. Лебедей А.Т., Магомедов P.A. Результаты эксплуатационных испытаний лемехов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. №1. С. 31.

106. Юб.Ерохин М.Н. и др. Выбор марки стали для лемеха плуга // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №1. С. 5-8.

107. Бойков В.М. Механико-технологическое обоснование эффективных способов и технических средств основной обработки почвы. Дис. . д-ра техн. наук. Саратов. 1998. 427 с.

108. Смелик В.А. Методические указания к выполнению курсовых и расчётно-графических работ по сельскохозяйственным машинам с использованием ЭВМ (основная обработка почвы). Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 1995. 34 с.

109. Ш.Лурье А.Б. Сельскохозяйственные машины / А.Б. Лурье, Ф.Г. Гусинцев, Е.И. Давидсон. Л.: «Колос». 1983. 383 с.

110. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. М.: «Колос». 1968.290 с.

111. З.Гордеев В.В. Повышение эффективности работы плуга путём оптимизации его конструктивных параметров и режимов работы пахотного агрегата. Дис. . канд. техн. наук. С-Петербург. 2002. 138с.

112. Пб.Белов М.И. и др. Оценка энергоёмкости фрезы с плоскими и геликоидными ножами для сплошной обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №11. С. 27-32.

113. Горбань Д.Г. Повышение эффективности использования пахотных агрегатов. Автореферат дис. . канд. наук. Саратов. 2007. 21 с.

114. Огрызков Е.П., Огрызков В.Е. Как устранить технологическую неустойчивость хода почвообрабатывающих орудий? // Тракторы и сельхозмашины. 1997. №7. С. 19-21.

115. Огрызков Е.П. и др. Агротехнические основы абразивного изнашивания лезвий лемехов // Тракторы и сельхозмашины. 2002. №11. С. 44.

116. Огрызков Е.П. и др. Агрокинематический анализ навесных систем агрегатов «трактор плуг» // Тракторы и сельхозмашины. 2001. №12. С. 15-17.

117. Борисенко И.Б., Пындак В.И. Комплексное орудие для основной обработки почвы // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №1. С. 9-10.

118. Бойков В.М. и др. Тенденция развития пахотных агрегатов // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №6. С. 35-37.

119. Иванцов В.Д. и др. Динамика прямолинейного рабочего движения гусеничного пахотного МТА и возможность её снижения // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №8. С. 12-15.

120. Мирзасандов и др. Усовершенствование пластинчатого отвала плужного корпуса // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №10. С. 14-15.

121. Мударисов С.Г. и др. Оптимизация геометрии лемёшно-отвальной поверхности // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №4. С. 17-18.

122. Дубровин В. А., Левчук Л.С. Перспективы дифференциации основной обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2000. №2. С. 14-15.

123. Шаров B.B. Деформация почвенного пласта при различных способах вспашки // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №5. С. 23 24.

124. Шаров В.В. Технология комбинированной обработки почвы с активным оборотом и крошением пласта // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №10. С. 20-22.

125. Токушев Ж.Е. Исследование взаимодействия рабочих органов с почвой методом голографической интерферометрии // Тракторы и сельхозмашины. 2003. №3. С. 46-47.

126. ИО.Василенко C.B. Кинематика навесной системы при копировании рельефа поля плугом // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №6. С. 43.

127. Галлямов P.M. Механика отрыва пласта почвы рабочим органом // Тракторы и сельхозмашины. 2006. №1. С. 42-43.

128. Лурье А.Б. Широкозахватные почвообрабатывающие машины / А.Б. Лурье, А.И. Любимов. Л.: Машиностроение. 1981. 270 с.

129. Лурье А.Б. Расчёт и конструирование сельскохозяйственных машин. / А.Б. Лурье, A.A. Громбчевский. Л.: Машиностроение. 1977. 528 с.

130. Давидсон Е.И. Научные исследования мобильных сельхозмашин. С-Пб.: Изд. С-Пб ГАУ. 2009. 133 с.

131. Сысуев В.А. Методы механики в сельскохозяйственной технике /В.А. Сысуев, A.B. Алёшкин, А.Д. Кормщиков. Киров. 1997. 215 с.

132. Кобко A.A. Статистические характеристики показателей эффективности пахотных агрегатов в условиях Северо-Западной зоны РФ // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №11. С. 25-27.

133. Клочков A.B. Метод энергооценки почвообрабатывающих орудий // Техника в сельском хозяйстве. 1991. №6. С.33.

134. МО.Максимов В.И., Максимов И.И. Энергетический подход к оценке почвообрабатывающих машин и орудий // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №5. С. 25 28.

135. Намазов Ф.А., Масимов А.Г. Энергетическая оценка технических средств для основной и предпосевной обработки почвы // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №12. С. 7-9.

136. Ветохин В.И. Применение системы поверхностей с переменной кривизной при создании серии рабочих органов // Тракторы и сельхозмашины. 1994. №4. С. 12-13.

137. Ветохин В.И. Проектирование рыхлителей почвы на основе метода отображения рациональных деформаций пласта // Тракторы и сельхозмашины. 1994. №1. С. 32-33.

138. Mishak М. (Мищак М.) Влияние формы и расстановки рабочих элементов ротационного рыхлителя на удельную работу агрегата // Тракторы и сельхозмашины. 2006. №1. С. 43-47.

139. Бабицкий Л.Ф. Теоретические основы виброударно-контактного взаимодействия рабочих органов с почвой // Техника в сельском хозяйстве. 1994. №5. С. 17.

140. Дубровский A.A. Основные принципы применения вибраций для повышения эффективности почвообрабатывающих орудий. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1963. 456 с.

141. Клочков A.B., Дубровский А.К. Параметры пружинного культиваторного зуба со спиральной стойкой // Техника в сельском хозяйстве. 1989. №1. С. 13-14.

142. Дмитриев С.Ю. Автоматический расчёт процесса колебаний почвообрабатывающих рабочих органов на упругой стойке // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №6. С. 22-24.

143. Халанский В.М., Ходаей Д. Результаты испытаний экспериментальной зубовой бороны с активными рабочими органами // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №11. С. 9-10.

144. Василенко П.М. Культиваторы / П.М. Василенко, П.Г. Бабий. Киев.: Машгиз. 1961. 202 с.

145. Парцикян А.О., Малюгин A.B. Определение основных динамических параметров сферического диска при его взаимодействии с почвой // Техника в сельском хозяйстве. 1989. №1. С. 16.

146. Дубровский Б.Ц. Исследование рабочего процесса пропашного культиватора. Дис. . канд. техн. наук. Ленинград-Пушкин. 1974. 174 с.

147. Юнусов Г.С. Совершенствование технологий и технических средств поверхностной обработки почвы. Дис. .д-ра техн. наук. Йошкар-Ола. 2005. 376 с.

148. Козырев Б.М. Энергосберегающие технологии и машины для поверхностной обработки почвы. Дис. . канд. техн. наук. Казань. 2003. 157 с.

149. Инакеян С.А. Механико-технологическое обоснование повышения эффективности почвообрабатывающих машин для предпосевной обработки. Дис. . канд. техн. наук. М.: 2001. 176 с.

150. Клочков A.B. Совершенствование орудий для энергосберегающей технологии обработки почвы при возделывании зерновых в Белоруссии. Дис. . канд. техн. наук. Горки. 1990. 144 с.

151. Ветохин В.И. Обоснование формы и параметров рыхлительных рабочих органов с целью снижения энергозатрат на обработку почвы. Дис. . канд. техн. наук. М.: 1991. 182 с.

152. Рахимов P.C. и др. Общая математическая модель почвообрабатывающих посевных агрегатов // Техника в сельском хозяйстве. 2006. №5. С. 29-33.

153. Жердев М.Н. Совершенствование процесса обработки почвы за счёт использования сепарирующих рабочих органов. Дис. . канд. с-х наук. Курск. 2005. 150 с.

154. Шакиров И.К. и др. Динамика S-образного рабочего органа // Тракторы и сельхозмашины. 2002. №10. С. 29-31.

155. Голубев Д. А. Обоснование параметров и режимов работы комбинированной бороны для предпосевной обработки почвы подмелкосеменные культуры. Автореферат дис.канд. техн. наук. М.: 2010.16 с.

156. Кобяков И.Д. Исследование шестилезвийного дискового рабочего органа почвообрабатывающих орудий // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. №12. С. 21-22.

157. Смирнов П.А., Кудряшов A.B. Фронтальная игольчатая борона // Сельский механизатор. 2009. №5. С. 6-7.

158. Пикмуллин Г.В., Булгариев Г.Г. Комбинированное орудие для безотвальной обработки почвы // Сельский механизатор. 2009. №5. С. 10-12.

159. Бурченко П.Н., Бурченко Д.П. Рабочие органы щадящего типа для предпосевной обработки // Тракторы и сельхозмашины. 2000. №1. С. 22-23.

160. Кормщиков А.Д. и др. Совершенствование почвообрабатывающих машин для ресурсосберегающих технологий // Тракторы и сельхозмашины. 2008. №2. С. 29-32.

161. Джураев А.Ж. и др. Разработка высокоресурсных лап для культиватора // Тракторы и сельхозмашины. 2003. №2. С. 29 32.

162. Бурков JI.H. Деформация почвы рыхлительной лапой // Тракторы и сельхозмашины. 2003. №10. С. 19.

163. Галлямов P.M. Сопротивление боковых граней стоек почвообрабатывающих рабочих органов // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №8. С. 33-34.

164. Мазитов Н.К. и др. Оптимальные параметры упругих рабочих органов б л очно-модульных культиваторов // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №7. С. 30-32.

165. Жук А.Ф., Соловейчик A.A. Проектирование образующих профиля зуба роторного рыхлителя // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №7. С. 41-43.

166. Далин А.Д. Обоснование формы рабочих органов ротационных почвообрабатывающих машин. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1941. 422 с.

167. Матяшин Ю.И. Разработка технологических и технических характеристик и создание комплекса ротационных машин для поверхностной обработки почвы. Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1992. 389 с.

168. Макаров П.И. Научные основы технологии ротационных машин для гладкой обработки почвы. Дис. . д-ра техн. наук. Казань. 2000. 367 с.

169. Макаров П.И. Энергетика обработки почвы ротационными рабочими органами // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №11. С. 24 25.

170. Рогоза В.Е. Исследование взаимодействия ротационных рабочих органов с почвой при вспашке и обоснование некоторых параметров ротационных плугов. Дис. . канд. техн. наук. Челябинск. 1973. 199 с.

171. Кострюк А.П. Интенсификация процесса выравнивания и предпосевной обработки почвы рабочими органами активно-пассивного действия. Дис. . канд. техн. наук. Минск. 1991. 126 с.

172. Козырев Б.М. Разработка и совершенствование ротационных рабочих органов машин для поверхностной обработки почвы. Дис. . канд. техн. наук. Казань. 1999. 209 с.

173. Коваль К. Jl. Разработка почвообрабатывающей машины с энергосберегающими фрезерными рабочими органами. Автореферат дис. . канд. техн. наук. М.: 2010. 21 с.

174. Шаров В.В. Обоснование основных параметров роторного плуга для гладкой вспашки. М.: Колос. 1986. 176 с.

175. Худоёров А.Н. Комбинированный агрегат для минимальной обработки почвы // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №6. С. 56-57.

176. Гаджиев П.И., Коваль К.Л. Эффективность обработки почвы фрезой // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №5. С. 41-42.

177. Плаксин A.M. и др. Энергетическая оценка грядообразователя фрезерного типа // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №12. С. 22-23.

178. Малыгина H.H. Устройство для обработки почвы // Сельский механизатор. 2010. №2. С. 5.

179. Васюков Ю.И. и др. Роторная машина для обработки почвы и уничтожения сорняков // Сельский механизатор. 2007. №3. С. 12-13.

180. Гайфуллин Г.З. и др. Обеспечение заглубляющей способности ротационных рабочих органов // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №12. С. 42-43.

181. Нагорный И.С. и др. Анализ энергоёмкости почвенной фрезы //Тракторы и сельхозмашины. 2005. №2. С. 17-19.

182. Макаров C.B. Активные рабочие органы для обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №11. С. 10-11.

183. Вернер Р. Исследование рациональных параметров расстановки ротационных и плоскорежущих рабочих органов в комбинированных почвообрабатывающих агрегатах. Дис. . канд. техн. наук. Ростов-на-Дону. 1980. 238 с.

184. Петров В. А. Совершенствование технологического процесса мелкой мульчирующей обработки почвы путём разработки нового почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами. Автореферат дис. . канд. техн. наук. Саратов. 2009. 19 с.

185. Кочев В.И. Работа комбинированных машин при послойной обработке почвы. Киев. «Урожай». 1986. С. 12-15.

186. Мазитов Н.К. Функциональная модель поверхностной обработки почвы. М.: «Агрообразование». 2004. Глава 6. С. 42 49.

187. Мазитов Н.К. Универсальный блочно-модульный ресурсосберегающий почвообрабатывающий комплекс «Ярославич» // Техника и оборудование для села. 2008. №9. С. 14-17.

188. Юнусов С.Г. Особенности динамики блочно-модульных агрегатов для поверхностной обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2005. №3. С. 29-30.

189. Тырнов Ю.А. и др. Совершенствование технологий и технических средств почвообработки // Техника в сельском хозяйстве. 2007. №6. С. 34-38.

190. Павлушин A.B. Комбинированный почвообрабатывающий рабочий орган // Земледелие. 2008. №2. С. 27.

191. Азаренко В.В. и др. Направления развития комбинированных почвообрабатывающих орудий с активно-пассивными рабочими органами (в

192. Белоруссии) // Научно-практический центр Национальной Академии Наук Беларуси по механизации, сельского-хозяйства. Минск. 2007. Т. 1. С. 99-103.

193. Дёмшин C.JL, Владимиров Е.А. Для предпосевной обработки // Сельский механизатор. 2008. №7. С. 12-13.

194. Дёмшин C.JL, Владимиров Е.А. Обоснование типа и параметров измельчающего ротора агрегата для обработки почвы // Техника в сельском хозяйстве. 2008. №6. С. 41-44.

195. Ваганов П.М., Стрекалов С.Д. Влияние параметров волновых рабочих органов на энергетические показатели при почвообработке // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. №8. С. 7-8.

196. Добышев A.C., Пузевич K.JI. Комбинированный агрегат для основной и предпосевной обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины.2009. №12. С. 50-52.

197. Худоёров А.Н., Мамидилиев М.Х. Теоретическое обоснование параметров рыхлителя комбинированного агрегата // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №2. С. 9-10.

198. Гайфуллин Г.З., Курач A.A. Формирование почвенного клина кольцевым рабочим органом // Тракторы и сельхозмашины. 2003. №5. С. 25-26.

199. Тырнов Ю.А. и др. Эффективность использования зарубежных агрегатов на основной обработке почвы и посеве // Техника и оборудование для села. 2010. С. 27-29.

200. Почвообрабатывающие и посевные машины // Инновационная сельскохозяйственная техника на 9-й Российской агропромышленнойвыставке «Золотая осень»: Научно-аналитический обзор. М.: ФГНУ «Росинформагротех». 2008. С. 15-39.

201. Новые почвообрабатывающие машины (Обзорная информация по материалам журнала «Агробизнес-Россия», 2008. №5.) // Бюллетень ИКС АПК Ярославской области. Специальный выпуск. Ярославль. 2008. С. 23-25.

202. Мазурик B.C. Испытание посевной и почвообрабатывающей техники // Тракторы и сельхозмашины. 2004. №7. С. 3-5.

203. Егошин А.Я. и др. Актуальные вопросы технологии почвообработки в системе земледелия Республики Марий Эл // Тракторы и сельхозмашины. 2006. №12. С. 11-12.

204. Бледных В.В. и др. Почвообрабатывающе-посевной комплекс «Уралец» для энерго- и ресурсосберегающих технологий // Тракторы и сельхозмашины. 2006. №8. С. 18-21.

205. Ильюшин A.A. Механика сплошной среды. М.: Издательство Московского университета. 1990. 310 с.

206. Введение в механику сплошных сред / под ред. К.Ф. Черных. JL: Изд. ЛГУ. 1984. 275 с.

207. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: «Наука». 1983. т.2.557 с.

208. Жермен П. Курс механики сплошных сред. М.: «Высшая школа». 1983. 400 с.

209. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. М.: «Наука». 1988. 712 с.

210. Филин А.П. Прикладная механика твёрдого деформируемого тела. М.: «Наука». 1978. 616 с.

211. Ухов С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебное пособие для строительных специальных вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семёнов, В.В. Знаменский и др.; под ред. С.Б. Ухова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа. 2002. 566 с.

212. Николаев В.А. Элементы теории вспашки и расчёт плуга. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2009. 107с.

213. Николаев В.А. Нужна ли рама в конструкции плуга // Сельский механизатор. 2009. №3. С. 2, 17-18.

214. Николаев В.А. Схема оборота пласта почвы с учётом его деформации // Вестник АПК Верхневолжья. 2009. №2. С. 78-82.

215. Николаев В.А. Анализ затрат энергии на резание почвы носком и полевым обрезом лемеха плуга при вспашке // Тракторы и сельхозмашины. 2009. №11. С. 22-25.

216. Николаев В.А. Влияние пор, камней и органических частиц на распространение напряжений в зоне сжатия почвы при резании / В.А. Николаев, М.М. Юрков // Техника в сельском хозяйстве. 2009. №6. С. 23-27.

217. Николаев В.А., Попов Д.В. Работа нижней части кромки и нижней фаски лезвия лемеха // Вестник АПК Верхневолжья. 2009. №3. С. 63-67.

218. Николаев В.А., Попов Д.В. Отделение пласта от массива почвы воздействием лезвия лемеха // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №1. С. 32-35.

219. Николаев В.А., Юрков М.М. Динамика оборота пласта почвы // Сборник трудов С-Пб ГАУ. С-Петербург. 2009. С. 84-98.

220. Николаев В. А. Затраты энергии на оборот пласта почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №4. С. 29-32.

221. Николаев В. А. Расчётно-графические работы по сельскохозяйственным машинам / В.А. Николаев, Е.И. Кубеев, И.В. Кряклина. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2007. 85/48 с.

222. Николаев В.А. Исполнение чертежей в программе компас-график. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2008. 25 с.

223. Николаев В.А., Юрков М.М. Анализ затрат энергии на сдвиг почвы в вертикальной плоскости отвалом плуга при вспашке // Тракторы и сельхозмашины. 2010. №5. С. 49-51.

224. Патент РФ №2335107 А01 С2. Плуг / В.А. Николаев Заявл. 9.11.2006 №2006139708 // Опубл. в бюл. 10.10.2008. №28. 8 с.

225. Николаев В.А. Совершенствование технических средств обработки почвы. Изд. ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2010. 242 с.

226. Николаев В.А., Попов Д.В. Энергетические преимущества плуга с левыми лемехами // Сборник научных трудов. Материалы III Международной научно-практической конференции «Наука Технология -Ресурсосбережение». Киров. 2010. С. 146-150.

227. Патент РФ №2340137. Комбинированное орудие обработки почвы и способ обработки почвы / В.А. Николаев Заявл. 23.04.2007 №2007115268 //Опубл. в бюл. 10.12.2008. №34. 12 с.

228. Николаев В.А. Обработка почвы с использованием ударного воздействия // Сельский механизатор. 2009. №4. С. 2, 8.

229. Николаев В.А. Графо-аналитический метод определения траектории рабочего органа при поверхностной обработке почвы. Технологии и средства механизации сельского хозяйства. Сборник научных трудов. С-Пб ГАУ, 2010. С. 39-48.

230. Николаев В.А. Выбор веса катка для прикатывания почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2007. №3. С. 17-18.

231. Николаев В.А. Зависимость веса катка от прочностных характеристик почвы // Вузовский сборник научных работ ФГОУ ВПО ЯГСХА. Ярославль. 2006. С. 36-37.

232. Патент РФ №2386235. Комбинированный почвообрабатывающий агрегат / В.А. Николаев Заявл. 22.05.2008 №2008120426 // Опубл. в бюл. 20.04.2010. №11. 19с.

233. Патент РФ №2369058. Ротор почвообрабатывающей машины. / В.А. Николаев Заявл. 11.03.2008 №2008109279 // Опубл. в бюл. 10.10.2009. №28. 7 с.

234. Николаев В.А. Новые конструкции крепления рабочих органов // Сельский механизатор. 2010. №9. С. 8-9.

235. Мельников C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алёшкин, П.М. Рощин. Л.: «Колос». 1980. 168 с.

236. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат. 1985.361с.

237. ГОСТ 20915 75. Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний.

238. ГОСТ 24055 88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения.

239. ГОСТ 24056 88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки машин на этапе проектирования.

240. ГОСТ Р 52778 2007. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы эксплуатационно-технологической оценки.

241. ГОСТ Р 53056 2008. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.

242. ГОСТ 23728 88 - ГОСТ 23730 - 88. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.

243. Методика экономической оценки технологий и машин в сельском хозяйстве / В.И. Драгайцев, Н.М. Морозов. М.: ГНУ ВНИИЭСХ. 2010. 146с.