автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Эколого-энергетические основы формирования машинно-тракторных агрегатов

од

БЕЛОРУССКИЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На прздх домгакя УДК 631.43:619.1.02/03

Орда Александр Николаевич

ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ФОРМИРОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

05.20,03.-Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Минск -1997

Работа выполнена в/ Белорусском Аграрном Техническом Университете.

Научные консультанты: академик Академии аграрных наук Республики Беларусь, доктор технических наук, профессор ГЕРАСИМОВИЧ Л. С., заслуженный деятель науки и техники • Республики Беларусь, доктор технических наук, профессор КАЦЫГИН В.В.

' Официальные оппоненты:. академик Академии аграрных наук Реслуб-' '""'.'. лики Беларусь и РоссеЛъхозакадемии, доктор технических наук, профессор НАЗАРОВ С. И. '

член-кор. Академии аграрных наук Рес-... публики Беларусь, доктор технических наук,. профессор КОРОТКЕВЙЧ A.B.

доктор технических наук ШИЛО И.Н.

Оппонирующая организация - Белорусская сельскохозяйственная

академия

•Защита состоится _" ■ __ 1997 г. в_ч.

на заседании совета по защите диссертаций Д 02.31.02 в БАТУ по адресу: 220023, Минск) пр-т Окорины, 99.

• С. диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БАТУ.

• Автореферат разослан' V " ____ 1997 г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций

A.B. НОВИКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Применяемые в сельском хозяйстве машинно-тракторные агрегаты (МТА) уплотняют почву до величины, значительно превышающей оптимальную плотность. В следах ходовых систем МТА плотность почвы составляет 1400- - 1550 кг/м3 (оптималькая по условиям роста растений плотность равна 1200 - 1350 кг/м3). Повышение плотности почеы ие-за воздействия' МТА привело к снижении урожайности зерновых в следах тракторов на 10-15Х, корнеклубнеплодов - на 20-30Z, увеличению удельного сопротивления почвы при вспашке на 15-55% в зависимости от Tima трактора и згрегатируемой машины. При обработке уплотненных ходовыми системами почв затрачивается значительно больше энергии, топлива и снижается производительность труда.

Снижение уплотнения 'почвы' ходовыми системами является особенно актуальным для•Республики Беларусь, так как здесь преобладают дерново-подаолистые псчвы, обладающие неблагоприятными агрофизическими свойствами. К. тому же большая часть пахотных земель расположена на эрозионно опасных склонах. Из-за повышенной плотности и наличия следов от колес при интенсивном снего-. таянии и ливнях за пределы поля выносятсл' .почва, удобрения, и загрязняется среда..

К настоящему времени разработаны нормативы по допустимому воздействию движителей на почву, представленные в виде ГОСТов.. Аналйэ показал,'что практически все серийно выпускаемые моСиль- ■ ные энергетические средства не соответствуют' нормам воздействия на почву. Помимо радикальных средств снижения давления на почву, заключающихся в создании принципиально новых типов ходовых систем, большие возможности имеет эксплуатационное направление решения проблемы переуплотнения почв. Снизить уплотнение почвы при этом можно путем формирования машинно-тракторных агрегатов с учетом типа и состояния почвенного аг'рофона.

Связь работы о крупными научными программами, темами. Исследования по теме диссертации выполнены в соответствии с темой МСХ СССР 0.СХ.107 и подпрограммой "Механизация" республиканской научно-технической программы "Агрокомплекс".

Дель и задачи исследования. Целью работы является повышение эффективности производства продукции растениеводства путем

- г -

совершенствования приемов формирования и эксплуатации машинно-тракторных агрегатов, обеспечивающих, снижение уплотнения почвы ходовыми системами. ' • ' •

Основные задачи исследований, направленных на решение поставленной цеди: .

- установить закономерности уплотнения почв Республики Беларусь с учетом их состояния в процессе сельскохозяйственного производства и естественно-климатических факторов, изменяющихся

•в течение сезона;

- обосновать эксплуатационные факторы улучшения экологических ц энергетических качеств МТА в условиях Республики Беларусь; . ' •• •■.-.'

V - экспериментально исследовать влияние параметров и режимов нагружения ходовых систем-мобильной техники на следообразо-. вание, уплотнение 'почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и энергетическую эффективность;

- обосновать новые- технические решения ходовых систем МТА, обеспечивающих в условиях эксплуатации улучшение экологических и энергетических качеств МТА;

- разработать рекомендации по формированию и эксплуатации машинно-тракторных агрегатов, обеспечивающих снижение уплотнения почвы.

Научная новизна полученных результатов. Установленные закономерности деформирования и уплотнения почвы при повторных нагруженйях отражают влияние типа и состояния почвенного агро-фона. ■Разработанные рекомендации по формированию и эксплуатации МТА учитывают как величину давления ходовых систем, так и характер передачи давления на почву (тандем-колеса, сдвоенные шины, широкопрофильные шины и др.). Обоснован критерий приспособляемости ходовых систем к условиям эксплуатации. Новизна технических - решений приспособлений к ходовым системам, улучшающих ' приспособляемость к условиям эксплуатации, защищена 29 авторскими свидетельствами на изобретения.

• Практическая эначимооть полученных результатов. Обоснованы пути снижения' вредного воздействия ходовых систем МТА на почву. Рекомендации по формированию и эксплуатации МТА апробированы в колхозах Червенского района Минской области, рекомендованы - Минсельхозпродом к внедрению в хозяйствах республики..

Разработанная методика выбора параметров ходоеых систем может быть использована в НИИ сельскохозяйственного предал, машиноиспытательных станциях и в КБ тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.

Зависимости деформирования и уплотнения почвы используются при изучении курса "Механика почв" студентами специализации С.03.01.01 - "Эксплуатация сельскохозяйственной техники" и С.03.01.04 - "Испытание сельскохозяйственной техники" БАТУ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Закономерности накопления повторных осадок и уплотнения почвы, учитывающие тип почвенного агрофона.

2. Закономерности изменения силы, сопротивления качению колесных ходовых систем в зависимости от характера нагружения и состояния почвы.

3. Показатель приспособляемости машинно-тракторких агрегатов к условиям эксплуатации, позволяющий оценить уровень воздействия ходовых систем на почву при различных их технических решениях.

4. Методика выбора параметров ходовых систем и рекомендации по формированию и эксплуатации ЙТА, позволяющие снизить уплотнение почвы.

Личный вклад соискателя заключается в самостоятельном выполнении теоретических разработок, проведении и обработке результатов экспериментальных- исследований. Л.С. Герзсимозич и В.В. Кацыгин принимали участие в постановке задач исследований, А. Я. Котлобай - в расчетах касательной силы тяги, Н.И. Афанасьев и И.И. Подобедов - в проведении полевых исследований по влиянию тракторов,на уплотнение почвы и урожайность с.-х. культур, Ю.В. Чигарев, В.М. Анисимов и Е,И. Петровский - в.разработке и изготовлении тестера для оценки уплотняемости почв. Вклад соискателя в изобретения составляет■равную долю с соавторами.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты . диссертационной работы доложены.и обсуждены на'научно-технических конференциях ЦНИИМЭСХ (1974, 1976, 1991, 1996 гг.), на научно-техническом совете-ГСПКТБ по комплексу машин' для внесения органических удобрений (г. Бобруйск, 1977 г.), на заседаниях Всесоюзного координационного совета по проблеме 0.сх.107 "Исследовать в различных почвенно-клииматических зонах влияние - хо-

довых систем с.-х. техники на изменение характеристик почв, урожайность основных культур и сопротивление обработке..." (Москва, 1981, Татшин, 1982, Мелитополь, 1983), на Всесоюзных научно-методических конференциях по взаимодействию ходовых систем с почвой и воздействию с.-х. техники на почву (Мелитополь, 198Q, Минск, 1981, 1983, Таллин, 1988), на Всесоюзной конференции по земледельческой механике (Мелитополь, 1989), на нзуч-но-технических конферэнциях БАГУ (1991, 1994, 1S96 гг.), на секции механизации, электрификации и энергетики научно-техническом совете Минсельхозпрода (1996 г.).

ОпуСлчг.ованность реаультатов. Результаты диссертации опубликованы в 2 монографиях, 16 статьях в научных журналах и в сборниках, 12 тезисах конференций, 29 авторских свидетельствах нз изобретения и.З методических пособиях. .

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, перечня условных обозначений, общей характеристики работы, семи глав, выводов, списка использованных источников из 212 наименований и & приложений. Изложена на 269 страницах, включая 67 иллюстраций; 24 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе' 1 " Обзор литературы" выполнен анализ физических свойств почв Республики Беларусь, их подверженность воздействию МТА, рассмотрены основные этапы изучения* проблемы вредного воздействие техники на почву, проанализированы пути.снижения вредного воздействия ходовых систем на почву, показана необходимость совершенствования приемов формирования и эксплуатации МТА, обеспечивающих снижение уплотнения почвы и уменьшение расхода энергии.. '

Вопросам изучения физических свойств почв республики и созданию технических средств, обеспечивающих улучшение их . свойств посвящены исследования Н.И/ Афанасьева, Г.Д. Белова, A.M. Дмитриева, В.В. Кацыгина, A.M. Кононова, Н.И. Смеяна, Ю,В. Чигад>ева и др. "

Вопросами энергосберегающих технологий и рационального комплектования машинно-тракторных агрегатов посвящены работы Л.А. Вергейчика, Л.С. Герасимовича, B.C. Глушакова, Г.С. Гори-

— а -

на, А.Н. Карташевича, В.В. Кацыгина, A.B. Клочкова, A.B. Корот-кевича, A.A. Лептеева, З.В. Ловкиса, И.О. Нагорского, С.И. Назарова, В.Р. Петровца М.М. Севернева, И.Н. Шило и др.

Вопросам поиска путей и методов снижения вредного воздействия машинно-тракторных агрегатов на почву посЕящены работы В.П. Бойкова, А.Г. Бондарева, И.И. Водяника, В.В. Гуськова, В.Г. Евтенко, И.П. КсенеЕича, М.И. Ляско, В.В. Медведева, Э.Ю. Нугиса, S.A. Русанова, А.Т. Скойбеды, В.А. Скотникова и др.

Обобщенные результаты исследований по воздействию разного типа ходовых систем тракторов на почву приведены в.табл. 1.

Таблица 1

Оценка воздействия ходовых систем тракторов на почву на ранневесенних работах

Показатели воздействия Тип ходовой системы Примечание

одинарные шины сдвоенные шины гусеничные

Среднее давление на почву, кПа Максимальное давление, кПа Глубина следа, м Плотность . почвы в . следе, кг/м' 100-130 160-180 0,05-0,08 1350-1500 > ' 60-80 90-120 0,03-0,05 1300-1400 40-50 100-125 0,02-0,05 1250-1400 При влажности почвы, близкой к наименьшей влагоемкс-сити (НВ) глубина следа резко возрастает, а уплотнение уменьшается. Имели место случаи, когда при сдваивании шин и применении гусеничных тракторов уплотнение почвы не уменьшалось.

Среди предложенных приемов и путей снижения уплотнения почвы - снижение давления воздуха в шинах, сдваивание колес, применение многоосных колесных й гусеничных ходовых систем, улучшение деформационных свойств шин и др. Однако анализ йока-зал противоречивость результатов исследований при использовании . некоторых путей снижения воздействия на почву. Так, результаты исследований' в НАШ, Северо-Кавказской и Целинной ШС показали,

- б -

что сдваивание колес не дает существенных результатов по снижению уплотнения почвы. В то же время данные КубНИИТИМ и Ульяновского СХИ свидетельствуют о преимуществах трактора Т-150К со сдвоенными колесами на ранневесенних работах.

Гусеничные тракторы меньше уплотняют почву по сравнению о колесными. Однако имеются сведения (А. Ваггег), когда при значительно меньшем давлении на почву гусеничный трактор уплотнял почву одинаково с колэсным трактором. ' .

В связи с этим не ясно, при каких состояниях почвы для снижения ее уплотнения можно применять сдваивание колес, многоосный колесный ход, специальные приспособления для увеличения площади опорной поверхности колесных и гусеничных устройств. Различные ходовые аппараты неодинаково влияют на уплотнение пехотного и подпахотного слоев почвы. Выбор удачной схемы ходового аппарата будет способствовать снижению энергии на переуплотнение.

Для решения проблемы снижения уплотнения почвы необходимы теоретические и экспериментам ные исследования процесса взаимодействия ходовые систем с почвами различного типа и состояния агрофена.

В главе 2 "Выбор направления и общая методика исследований" проанализировано влияние многообразия почвенных условий на процесс следообразования при передвижении машинно-тракторных агрегатов. Рассмотрены используемые при расчетах глубины следа зависимости между сопротивлением к осадЛой деформатора. Показано, что используемые в земледельческой механике зависимости "сопротивление-осадка" не в полной мере отражают многообразие почзенных условий, в частности наличия плотного подстилаемого основания у почв, подготовленных под посев.

В земледельческой механике наибольшее распространение имеет предложенная В.В. Кацыгиным зависимость между напряжением б .и деформацией Ь, подчиняющаяся функции" гиперболического тангенса .. • " •

б - ро ^ [ — Ь ) , (1)

Л РО '

где ро - предел несущей способности почвы, кПа;

к - коэффициент объемного смятия, кН/мэ.

Исследованиями установлено, что в общем сл/чае вдавливание штампа в почву описывается Б-образной кривой, несимметричной относительно точки перегиба Г17, 27, 613.

Для почвы, подготовленной под посев, соискателем предложена следующая зависимость между напряжением и деформацией почвы С2в, 273:

б - — te (а b h) , (2)

b

где а - /к<Г ;

я 1

b

2

Ьупл = Н

Ьупл /"ко

£0 ~ Smin

(1 + £0 ) [1 - 2 v (i + smir))3

где Ьупд - предельная величина деформации, м; Н - высота пахотного слоя, м; ео - коэффициент пористости почвы до нагружения; smin - минимально возможный коэффициент пористости почвы: v - коэффициент бокового расширения почвы для случая деформирования с ограниченной возможностью расширения.

Выбор гипотез и допущений процесса деформации.и уплотнения почвы ходовыми системами проводился с учетом исследований B.IJ. Бойкова, Г.С. Горина, В.В. Гуськова, Л'.А. йнкина, В.В. Ка-цыгина,- H.A. Наседкина, М.Д. Подскребко, Г.И. Покровского и др.

Для обоснования допустимого уровня воздействия на почву ходовых систем нами использованы методы математического и физического моделирования процесса взаимодействия ходовых систем с почвой, а также проведены полевые опыты по влиянию ходовых систем тракторов на деформацию, уплотнение почвы и урожайность сельскохозяйственных культур (рис.1).

Рис.1. Структурная схема исследований

В главе Э "Накопление деформаций почвы 'при повторных наг-ружениях" обоснованы зависимости "сопротивление-осадка" -для различных почвенных агрофонов при повторных нагружениях.

На первом этапе исследования процесса накопления повторных осадок почва моделировалась реологическими телами Фойгта и Максвелла С83. Установлено, что при пбстоянной общей нагрузке осадка снижается с увеличением числа осей. " Увеличение расстояния- между опорными площадками колес способствует снижению глубины следа.

Так как реологические модели не полностью'отражают реальный процесс деформирования почв, ■ на основании их были сделаны

лишь предварительные выводы. Для Солее точного 01.лсания процесса деформирования в дальнейшем учитывались не изучаемые в реологии явления, связанные, с переукладкой частиц почвы при повторных нагружениях.

Для определения закономерности нарастания повторных осадок использована зависимость Больцмана, согласно которой энтропия процесса Б пропорциональна логарифму вероятности данного состояния V/ (статистическая интерпретация второго начала термодинамики). В интерпретации Г.И. Покровского

3 - С1 1п И + С2 , где С1 и с2-постоянны9 величины.-

При повторных деформациях вероятность V данного состояния увеличивается с ростом числа нагружений п. Тогда

> 5 ■ 01 1п п + .оэ , (3)

где оз - постоянная величина.

С другой стороны, энтропия процесса деформации почвы пропорциональна совершаемой при этом работе Ап:

2 - с Ап , (4)

где о - коэффициент пропорциональности! . .

Для определения удельной работы Ап исследован' определенный интеграл

_ Ип ' ■ , :

Ап = [ б (И) <Иг , ' (5)

О •

где Ьп - осадка почвы после п нагружений, м;

6(И) - функциональная зависимость между напряжением б и деформацией почвы И. Экспершенты показали, что зависимость б (И) при повторных нагружениях является непрерывной только, для- упрочняющихся почв. Характер деформации таких почв показан на рис.2.

В результате преобразований зависимостей (1), (3)-(5) получена зависимость ■ накопления повторных осадок для сильно - упрочняющихся связных почв

hn

во

Arch

(6)

/1 - б2 / РО2 -где В.- коэффициент накопления повторных осадок связных почв.

к, Нг hu h

Рис.2. Закономерности накопления повторных осадок для сильно упрочняющихся почв: а - связные почвы; б -"почвы, подготовленные под посев После преобразований зависимостей (2)-(5) получена закономерность накопления повторных осадок сильно упрочняющихся почв, подготовленных под посев

-в„

hrv

а Ь

Arccos

/ 1 + ( bz/a2 ) 6г j

(7)

где В* -.коэффициент накопления повторных осадок для почвы, подготовленной под посев. Характер процесса деформации слабо упрочняющихся почв показан ;на рис.'З. Накопление повторных осадок слабо упрочняющихся связных почв описывается-зависимостью

hn

РО

( 1 + ku Iff n ) Arth

(-) •

11 РО '

(8)

где ки - коэффициент интенсивности, накопления необратимой деформации.

пг ю 6Г

Рис.3. Закономерности накопления повторных осадок для слабо упрочняющихся почв:, а связные почвы; б - почвы, подготовленные под посев Зависимость накопления повторных осадок слабо упрочняющихся почв, подготовленных'под посев, имеет вид:

1

а Ь

( 1+ ки п ) АгЬг [ — б )

О)

где Ъх

Агссоз

ко

/ко

кпах

>уп л

В_главе_4 "Оценка уплотняющего воздействия'ходовых систем на почву" предложены закономерности уплотнения почвы под нагрузкой, обоснованы оценочные характеристики уплотняющего воздействия, изучено влияние распространенных в сельском хозяйстве тракторов на уплотнение почвы и урожайность растений.

При изучении уплотнения связных почв.учитывалось, что при их деформировании наряду с уплотнением имеет место и сдвиг. При экспоненциональном законе распределения, напряжений по глубине получено следующее дифференциональное уравнение уплотнения- почвы

Фх - " к1 В бо е

» х

¿X

где «1 - коэффициент уплотнения, кг/Н-м;

В - коэффициент распределения напряжений, м-1. В результате его решения с учетом - значения коэффициента уплотнения получена закономерность распределения плотности почвы по глубине '

В - в к

Рх - Рп ( 1 + -— бо е ) , • (10)

к

где рх - плотность почвы на глубине х, кг/м3; рп - исходная плотность почвы, кг/м3. Зависимость плотности верхнего слоя почвы от контактного ■ напряжения имеет вид .

Ро - Рп ( 1 + -7- б0 ) • (11)

к

Высота уплотняемого слоя. .

1 { бо \

ХЬ =---1п--, (12)

» 1 бь '

, где бь - напряжение, при котором происходят только упругие деформации, Па. " . При изучении уплотнения почвы, пэдготовленной под посев, допускалось, что деформируется только пахотный слой почвы. В результате получено следующее уравнение плотности верхнего слоя почвы:

Н - 2 и Ь 1(1 6о .

РО - Рп -—1— + —-С(Н-М +

Н - Ь Н - Ь

1 - в (н-и) ;

+ - ( е ; - 1 ) ] : • (13)

Значение величины деформации почвы Ь предварительно определяется по формуле (2) или (7) в зависимости от числа натру-

жении.

При проходе по одному следу колес с одинаковой нагрузкой происходит дополнительное, уплотнение почвы после прохода каждого колеса. Величина уплотнения верхнего слоя сильно упрочняющейся связной почвы при повторных нагружениях

( Ро V о , t nB \

)=! + — РО th . Arch--— , (14)

v Рп 'n к л f-5-p- I

/ 1 - бог / Ро

Так как на связных почвах с одинаковыми по глубине . физико-механическими свойствами уплотнение распространяется на значительную глубину, то уровень воздействия ходовых систем следу-' ёт оценивать не только уплотнением верхнего слоя, но и высотой уплотняемого слоя. -

Высота уплотняемого . слоя почвы при повторных нагружониях равна. .

1 г ро ( nB \i

*hn = — In ' -.th Arch- . (15)

В L б h ^ у-—г-о- 11 '

У i - бо -( ро

Уплотнение верхнего слоя. слабо уплотняющейся почвы при повторных нагружениях найдено с учетом того, что условный коэффициент объемного смятия возрастает ov нагружения к нагружешш:

ро \ в

- - 1 + ■— во ( 1 + ku lg П-) •■ (16)

V'Pn >п к

В 1981-1985 г.г. ЦНШШЭСХ и ВелНИИПА при участии соискателя были проведены - исследования, по изменению агрофизических ■ свойств дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы • э/б "Новые Зеленки" при воздействии, тракторов МТЗ-80, ДТ-75, Т-150К, К-700. При этом изучалось изменение урожайности.различных сельскохозяйственных культур, . .

Были выбраны следующие варианты опытов: контроль (без уплотнения), одно-, трех- и пятикратное уплотнение делянок площадью 80 . и2. Повторность опытов четырехкратная. Изучалось

•.

оплошное и местное (в следе) уплотнение делянок. Уплотнение проводилось после основной обработки почвы. При сплошном уплотнении делянки уплотняли полностью путем последовательного наложения следов колес или гусениц тракторов';.с заданной кратноотью, а после этого создавали посевной слой путем культивации. . Такой вариант уплотнения . позволял изучить последействие уплотнения и механизировать уборку (при изучении влияния уплотнения на урожайность культур). ■ .'■ ■ ' .

Однократные проходы тракторов увеличили плотность на 110 - 120 кг/и3 при : сплошном уплотнении и на 90 - 100 кг/и3 при местном уплотнении. При увеличении кратности проходов уплотнение' возрастало. Плотность почвы после пяти проходов трактора возросла до 1430 - 1500 кг/мэ в зависимости от типа трактора. .

На изменение свойств почвы под. воздействием природных факторов большое влияние оказывают влажность почвы во время закладки опытов, количество и характер распределения осадков во время сезона роста растений. Влажность почвы на опытных делянках с овсом в течение сезона колебалась между палевой влагоем-костью (ПЕ) и влажностью разрыва капилляров (ВРК). .

Существенного снижения плотности почвы к концу вегетации не произошло. Лишь после перезимовки, под воздействием промерзания и оттаивания платность почвы уплотненных делянок несколько уменьшилась, хотя была выше, чем на контроле.

На рис.4 представлены зависимости'распределения плотности почвы по глубине после уплотнения, колесами трактора Т-150К. В подпахотных слоях почвы существенного увеличения плотности не произошло. Это объясняется тем, что исходная плотность почвы в подпахотном слое чрезвычайно высокая (1450 - 16S0 кг/м3), а верхний рыхлый слой почвы, подготовленной под посев, обладает высокой способностью поглощать энергию.

♦ На уплотненных тракторами делянках произошло снижение урожайности сельскохозяйственных культур. . Достоверное снижение урожайности овса получили при трех-, и пятикратном уплотнении тракторами Т-150К и К-700 и при пятикратном уплотнении трактором ДТ-75. Смесь гороха с кукурузой (зеленая масса) и кормовая свекла более чувствительны к уплотнению почвы. Достоверное снижение урожая этих культур получили, рт однократного воздействия тракторов' Т-150К, К-700, К-700А,: МТЗ-80,

1200 Н00 Д I<Г/МЭ

о пг

1 3 5

0/2

0,1

Рис.4. Уплотнение • почеы тра-■ ктором

'Т-150К

• . Наибольшее отрицательное воздействие на агрофизические свойства почвы оказывают тяжелые колесные тракторы Т-150К и К-700, меньшее - ДТ-75 и МТЗ-80.

В главе 5 "Энергетическая эффективность многоосных ходовых систем" обоснованы. пут11 снижения сопротивления качению, повышения КПД ходовой.части и тягового КЭД машиныо- тракторных агрегатов. При расчетах силы сопротивления качению колесных ходов допускалось, что затраты энергии обусловлены деформацией

ПОЧЕЫ.

Сопротивление качению при 1- м проходе колеса

Суммарная сила сопротивления качению п- осного колесного

хода

Для сильно упрочняющихся связных почв суммарную.силу сопротивления качению п-осного хода-найдем исходя из того, что функция в(И) для сильно упрочняющихся почв является непрерыэ-

(17)

ной. Поэтому к уравнению (17) можно применить свойотво аддитивности интеграла. В результате получена следующая зависимость:

Рс2 пв Ргп - Вк—— 1п -„!. (1В)

у 1 - ч2 / РО2

Найдем сопротивление качению при повторных проходах колеса на слабо упрочняющихся почвах. .Для этого воспользуемся зависимостью суммарной силы, сопротивления качению п- осного колесного хода (17), и зависимостями напряжений от деформаций. В результате преобразований получим: ' _

• РО2 1 Ргп * Вк—— 1п --:- ( 1 + ки 1е п ) . • (19)

.2 , -Л ' ,

ух - Ц2- / РО

Для почвы, подготовленной под посев, сила сопротивления качению равна

Вк , Ргп----- 1п

- В!

п

1 + ( Ь2 / а2 ) д2

(20)

Касательная сила тяги 1-го колеса включает силу сопротивления почвы сдвигу, силу трения протектора по почве и равна

Рк Д " РСД 1 + Ртр 1 •

Соотношение сил сопротивления почвы сдвигу и трения протектора о почву, определяющих касательную силу, тяги, большое значение приобретает для колесных систем, когда каждое последующее колесо движется по.следу предыдущего.

2сли шины оснащены развитыми почвозацепами, то след от прохода первого колеса имеет рифленый _характер. При проходе второго колеса по следу первого затрачивается, определенная работа на разрушение выступов почвы .(почвенных "кирпичей").

Если же протектор шины обеспечивает высокое сцепление с почвой не за счет сдвига почвы развитыми почвозацепами, а в результате трения протектора тины с почвой, то можно добиться отсутствия впадин и,выступов почвы в следе качения колеса. При

продольном сдвиге тела по почзе имеет место деформация почвы не только на поверхности сдвига, но и на достаточно болыгих глубинах в почвенном массиве. Эти "глубинные" деформации почвы и способствуют увеличению касательного напряжения при сдвиге.

Экспериментальные исследования многоосного колесного хода, оборудованного шинами 5.00 -10 несущих колес, подтвердили возможность получения высоких тягово-сцепных качеств у колес с неразвитыми почвовацепами/ Установлено, что при сохранении постоянной массы тягового средства увеличение числа осей ьедет к росг^у КВД ходовой части. Тяговый КПД возрастает менее интенсивно из-за усложнения трансмиссии. При увеличении.числа осей свыше четырех - пяти начинается снижение тягового КПД. Увеличение числа осей при сохранении постоянной нагрузки на ось ведет к повышению КВД ходовой части, однако менее интенсивно.

В главе 6 "Исследование воздействия ходовых систем на почву методом физического" моделирования" обоснованы критерии подобия процесса деформации почвы, выбраны конструкция и параметры экспериментальной установки исходя из требований методики планирования экстремального эксперимента и условий подобия, представлены результаты экспериментальных исследований.

Зависимости критериев отклика от факторов о учетом обоснованных критериев подобия деформации почвы имеют вид

к (Ч 41 5 1 Ркр Ри д ч

- Ь « ф -, и, -, ——, —— , (21)

Ро р0 Чср кд В к 1 '

ро с Ч 41 5 1 . Ркр Р*

С ч 41 о 1 . гКр П» \

9 —-, М, —, -—, —,-—. ,

ра 4 Ро Чср кд а к 1 1

(22)

где 5 - буксование колёс;

1 - характерный размерам;' . . '

кд - коэффициент деформации, м;

На основании матрицы планирования экстремального эксперимента проведены исследования в почвенном канале на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. (рп - 1010 кг/м3, « = 11,6%). После ' обработки результатов эксперимента и перевода переменных в натуральные значения получены следующие уравнения функций отклика:

ж

к Чср • 41

- Ь = 0,549 + 0,674 -- - 0,953 - +

РО Ро . Чср

Чср .41 г Чср. Vй С 41 •2

+ 0,370 ' ' "" '

1,050 Г —— I + 0,446 [ —— ] . (23) ^ Рп > ^ а™ >

Ро чср ' л Р(3 ' . л Чср

РО Р • 41 = 1,22 +1,021 — Чср " 0,432 -• +

Р., . к Чср

( 41 \2

+ 0,251 -- . (24)

Адгкватность уравнений регрессии результатам эксперимента проверялась по критерию Фишера. Анализ уравнений рёгрес-с/.и показал, что наименьшие .следообразование и уплотнение почвы достигаются при равномерном распределении массы по осям трехосной ходоеой системы. При небольших значениях среднего давления (Чср = 60 - 100 кПа) смещение центра тяжести вперед или назад на одинаковую величину приводит приблизительно к одному и тому же увеличению глубины следа по сравнению со случаем равномерного распределения массы по осям. При увеличении среднего давления ( Чср = 125 " 225 кПа ) смещение центра тяжести вперед вывивает большее следообразование, чем смещение его назад на ту же велйчину. . -. '

В главе 7 "Рекомендации по формированию и эксплуатации машинно-тракторных агрегатов" предложен показатель приспособляемости МХА к условиям эксплуатации, изложены методика выбора параметров ходовых систем, рекомендации по формировании МТА, дано обоснование тестера по оценке состояния почвенного фона, приведены рекомендации по выбору режимов эксплуатации МТА с помощью ЭВМ,' а также дан прогноз агроэкологичеоких и эксплуатационных, показателей-МТА со сниженным давлением на почву.

Функционирование .машинно-тракторного агрегата обеспечивается, за счет поступающей извне энергии и информации. При этом происходит процесс обмена информацией между элементами агротехнической системы. Для упорядочения и;организации информационяо-' го взаимодействия между/Элементами системы применяется управле-

ние. В системах, оказавшихся в условиях неорганизованных взаимодействий со оредой,.без восполнения энергетических и информационных ресурсов, возрастает неупорядоченность и снижается эффективность функционирования, . "

Применительно к агротехнической системе неорганизованное взаимодействие■ со средой проявляется в разрушении структуры почвы машинными агрегатами. С увеличением деформации почвы возрастает ее энтропия. '

Введение-в синему определенного количества информации способствует снижению., энтропии. Для снижения энтропии почвы следует взаимодействующий с нею машинно-тракторный агрегат "насыпать информацией", т.е. выбирать ходовые системы с допустимым давлением на почву, применять приспособления для снижения уплотнения почвы.

Для управления агротехнической системой надо сделать ее организованной, упорядоченной; В качестве меры упорядоченности системы А.Я. Лернер принимает степень отклонения ее состояния от термодинамического равновесия ' 5

где Я - мера упорядоченности системы;

Б - энтропия для данного состояния системы;

Зщ - максимальное значение энтропии. Мера упорядоченности системы будет оцениваться в пределах от 0 до 1. - Нижнее значение .меры упорядоченности будет иметь система, находящаяся в полном беспорядке, верхнее - идеально упорядоченная система. ■

При передвижении ходовой'системы по связной почве (стерня) мера упорядоченности системы равна'

1п

сИ

^ ро > I' к

1п

сЬ

РО

Й - 1---- ; (25)

к " '

РО

где И - деформация почвы в результате воздействия рассматривав-

- "¿O

мой ходовой системы, м; • hm г деформация почвы, при которой энтропия достигает максимального значения, м.

\ Мера упорядоченности системы для случая взаимодействия . ходовой систеыы о'почвой,'подготовленной под посев: '

■ . In | cos (a b h ) I

. R = 1 •- --—^——^ . (26)

In I cos (a b hm )I

' . Мера упорядоченности системы "движитель-почва" R может служить в качестве показателя приспособляемости МТА к условиям • эксплуатации.

< . Предложенные формулы по расчету показателя приспособляемости МТА к .условиям эксплуатации позволяют дать оценку различным приспособлениям повышения проходимости. На основании предложенных изобретений 'обосновзны пути улучшения приспособляемое- -, ти ходовых ''систем-МТА к различным почвенным фонам. Преобразование колеса в колесно-гусеничный движитель позволяет увеличить показатель .приспособляемости МТА к условиям эксплуатации в 1,5 - 2 раза В зависимости , от конструкции приспособления .

.При использовании машинно-тракторных агрегатов на переувлажненных почвах предложены конструкции гусеничных движителей, Позволяющие увеличить показатель приспособляемости МТА более чем в % раза. Предложены также изобретения, позволяющие снизить буксование • и неравномерность распределения давлений по длине гусеницы и тем самым улучшить приспособляемость к почвенным условиям. . ' . .'' ; ■ '

Теоретические иг экспериментальные исследования.позволили . обосновать рекомендации по формированию МТА со сниженным - уровнем уплотняющего воздействия на почву.' Для снижения уплотнения ot воздействия пахотного МТА целесообразно использовать многоосный колесный- ход. Такие; ходовые системы обладают низким сопротивлением качению,; высоким тяговым.КПД и повышенной устойчивостью.' ' ' '-.',

Передача давлений на почву у гусеничных движителей проио-' ходит через опорные катки и гусеничную ленту. Характер накопления осадок почвы под опорными катками такай же как и многоосных колесных систем. При использовании тракторов с узкими гусеница-

ми напряжения концентрируются в пахотном слое.

Поэтому при формировании пахотных машинно-тракторных агрегатов предпочтение следует отдавать гусеничным тракторам и тяговым средствам с многоосной•колесной системой по сравнений с колесными тракторами со сдвоенными колесами.

При формировании посевных машинно-тракторных агрегатов. следует исходит иэ того, что почва, подготовленная под посев, обладает высокой способностью поглощения энергйи, или высокой распределительной способностью'(имеет большие значения казффи- . циента распределения Напряжений)., В данном случае вертикальная нагрузка воспринимается, в основном, . пахотным слоем почвы.

Основной задачей для посевных МТА является снижение давления на почву. Следует также учитывать установленный исследованиями факт значительного прирост» глубины следа и плотности почвы при повторных проходах колёс.- Поэтому е данном слу .е с целью снижения давления' на- почву рекомендуется увеличивать размеры, колес, а не количество колес, движущихся по следу друг за ; другом. Таким образом для посевных агрегатов рекомендуется устанавливать сдвоенные шины на тракторах и сеялках, применять шины больших размеров, особенно высокоэластичные.

. Обобщенные рекомендации' по формированию МТА приведены в тзбл.Й. .'.".■"■

. Таблица 2 •

■ Рекомендации по формированию МТА

ТИП МТА Рекоменпуемыи трактор и приспособления к ходовым системам Примечания

Посевной Колесный;'сдвоенные шины с ^^вле^ем^оздуха При влажности и = 0,5 -1,0 НВ применяются приспособления к колесам

Пахотный Гусеничные тракторы; тракторы с многоосным колесным ходом (

Дл" оаботы в междурядьях Универсальный пропашной трактор При влажности и = 0,9 -1.0 нв применяются сдвоенные колеса •

Для внесения удобрений Многоосный колесный ход с широкопрофильнымн шинами При влажности = 0.9 -1,0 НВ применяются приспособления к колесам

Т^анспорт- Многоосный колесный ход

'Иэ всех операций .почвообработки. наиболее существенно влияет на урожай подготовка почвы под посев.. Поэтому для.машин-но-тракторных агрегатов, участвующих-в-подготовке почвы под -посев и посеве культурных растений, важно обеспечить режимы эксплуатации,. обеспечивающие' допустимый уровень .воздействия' на . почву. Регулировать давление ходовых ' систем на почву/можно с помощью изменения давления воздуха в шинах,, сдваивания колес, выбора скорости движения.'

На рис.5 показан, алгоритм/(блок-схема) выбора МТА с допустимым воздействием ..ходовой системы на почву. Условием выбора ходовой, системы являетоя выполнение' сскйношенния р < ролт-

С

начало

Корректировка типа и параметров ходоаои системы

3

УП., Ущ, Кш,

у; Ву

Расчет Ьупл

Расчет Ь, 6

Расчет р

нет

Печать Ь, б, р

С

конец

. Рис.5 Алгоритм выбора ходовой, системы МТА ... с допустимым" воздействием на почву. Разработана программа на .языке программирования Паскаль, которая позволяет выбрать ходовую систему МТА с допустимым'воздействием на почву. .■.•.'•',' '

При формировании посевного машинно-тракторного агрегата вначале рассчитываются глубина следа и плотность почвы псд воздействием трактора с серийной ходовой' системой и нормативных режимах нагружения. Если расчетная плотность почвы в следе превышает оптимальную, то вначале уменьшается давление воздуха в шинах до 60 - 80 кПз. На вводе корректируются параметры', отражающие жесткостные и деформационные характеристики' шин.. Если после этого не будет выполняться соотношение р < р0пт, то применяется сдваивание айн. Для переувлажненных почв выполнение . указанного Еыше соотношения может быть осуществлено совместным использованием приемов сдваивания,шин и снижения давления воздуха в них.

Проведенные нами и представленные в диссертации результаты теоретических и экспериментальных исследований позволяют обосновать допустимые нагрузки ходовых систем на почву и сформировать машинно-тракторные агрегаты, приспособленные к почвен- . ным условиям эксплуатации МТА'. _ Дальнейшие исследования следует направить на формирование с помощью ЭВМ банка данных физико-механических свойств пэчеы Республики Беларусь. Тагсая информация наряду о предложенными аналитическими моделями деформирования почв позеолит учитывать экологичес-кий и энергетический аспекты

при формировании системы машин для растениеводства. »

•'. ■ _ ВШОДЫ

1. Ходовые системы машинно-тракторных агрегатов, применяемых в сельском хозяйство, чрезмерно уплотняют почву, что ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и повышенному расходу энергии на обработку почву. Из различных путей снижения,, уплотняющего воздействия ходовых систем на почву наименее изучено эксплуатационное направление, заключающееся в обосновании приемов формирования и эксплуатации МТА, учитывающих тип, состояние почвенного агрофона и закономерности деформирования почв. .

2. Процесс- деформации почвы с одинаковыми по глубине физическими свойствами. описывается зависимостью, имеющей вид 5-образной криЕой. График этой зависимости, имеющий'вогнутый и выпуклый участки, является асимметричным относительно точки пе-

региба. Для описания процесса', деформации рыхлого слоя почвы, подстилаемого плотным основанием (почва, подготовленная под по. сев), обоснована аналитическая зависимость, график которой имеет, вогнутый характер по отношению к оси напряжений. Для определения закономерностей накопления повторных осадок применена за. висимость Больцмана, свйзываюаДя .энтропию процесса и вероятность данного состоянии (статистическая интерпретация второго начала термодинамики). Полученные зависимости позволяют опреде-; лить осадку деформатора: в зависимости, от числа нагружений, давления и физико-механических свойств почвы.

3. Для расчета ■'Показателей' уплотнения почвы, применен энергетический .метод, < основанный на' закономерностях поглощения, .энергии'различными слоями'почвы./Б результате получены аналитические зависимости уплотнения для почв с одинаковыми по глубине свойствами связных почв к рыхлых.почв, подстилаемых плотным основанием, в- различных; режимах нагружения. Экспериментальные, исследования в почвенном канале и в.полевых условиях показали, что традиционные двухосные колесные тракторы с давлением на почву "ISO -.. 180 кПа уплотняют почву до величины 1400 - -1520 кг/м3, значительно превышающую оптимальную плотность'. Достоверное снижение урожайности овса получено при трех- и пятикратном уплотнении', тракторами Т-150К и К-700 и пятикратном уплотнении тракторйм ДТ-75, а кормовой свеклы и смеси гороха с кукурузой -при однократном уплотнении этюда тракторами и трактором МТЗ-80. Наибольшее отрицательное воздействие на свойства почвы оказывают тракторы К-700 и Т-150К, 'меньшее ДТ-75 и МТЗ-80. Обеспечить допустимую величину плотности почвы (1200. -. 1350 кг/м3) ■ можно при давлении колес на'почву 50.-90 кПа.. Предпочтительным средством снижения'воздействия на. почву является увеличение, .числа осей ходовой системы при сохранении общей массы, так как ■происходящее при этом уменьшение размеров колес способствует снижению глубины распространения уплотнения. Наименьшее следо-образование и уплотнение почвы достигаются при равномерном распределении массы по осям ходовой системы. При небольших отклонениях от единицы отношения нагрузки, приходящейся на переднее колесо, к средней (qi/qCp = 0,9 * 1,1) приращение плотности почвы мало онутимо. При qi/qCp. > 1.2 - 1,4 и qi/qCp < 0,6 - 0,8 уплотнение почвы по' сравнению со случаем равномерного распреде-

ления массы по осям значительно возрастает.

4. Теоретйческие и экспериментальные исследования показали, что для снижения сопротивления качению на упрочняющихся почвах (почвы невысокой влажности ) предпочтительнее увеличение числа осей по сравнению с возрастанием опорной поверхности колес. На переувлажненных почвах сопротивление качению снижается при увеличении размеров колес.

Для снижения разрушения почвы рекомендуется применять шины с неразвитыми поч^рзацепамй, которые обеспечивают хорошее . сцепление с почвой замечет сил трения протектора о почву. Такое средство особенно эффективно для многоосных колесных систем. Благодаря этому в следе первого колеса удается избежать рифленой поверхности, а следовательно снизить затраты -энергии на разрушение почвенных кирпичей при Передвижении последующих колес. При уменьшении давления колес на почву и увеличении числа осей удается снизить силу Сопротивления качению ходовой системы . в 1,2 - 1,6 раза, обеспечить-буксование, не превышающее 12% и повысить тяговый КПД до 0,60 - 0,65.

5. На основании теории информации определена мера упорядоченности системы "движитель-почва", учитывающая степень отклонения ее от термодинамического равновесия. Меру упорядоченности системы "движитель-почва", изменяющуюся в пределах от О до 1, предлагается использовать в качестве показателя приспо- * собляемости "МТА,к условиям эксплуатации.. С помощью предложенных изобретений обоснованы пути улучшения приспособляемости ходовых' систем МТА' к различным почвенным фонам. Преобразование колеса в колесно-гусеничный . движитель. позволяет увеличить показатель приспособляемости МТА к условиям эксплуатации в 1,5 - 2 раза в зависимости от конструкции приспособления. При использовании машинно-тракторных агрегатов на переувлажненных почвах предложены конструкции гусеничных движителей^ позволяющие увеличить показатель, приспособляемости МТА более .чем 2 раза.

0. На основании аналитических и экспериментальных исследований предложены методика выбора основных параметров ходовых ■ систем и рекомендаций по формированию и эксплуатации МТА. Допустимые давления колес на почву, подготовленную под посев, составляют 60 -'80 кПа, на Стерню - 80 - 120 КПа.в зависимости от типа почвы, ее влажности и количества осей ходовой системы.

При увеличении числа осей допустимые, давления, уменьшаются.

. ■ При формировании посевных машинно-тракторных агрегатов рекомендуется применять колесные тракторы со сдвоенными шинами. Для пачотнйх МТА следует .использовать гусеничные и перспективные трех-, четырехосные, колесные тракторы. ■ Снизить давление на почву машинно-тракторных агрегатов для внесения удобрений можно путем сдваивания.шин, ¡увеличения числа осей ходовой системы и установки колесно-гусеничного движителя.

7. Научное значение диссертации заключается в раскрытии закономерностей деформирования ' и уплотнения почвы в различных режимах нагружения, позволившем обосновать пути уменьшения воздействий на окружающую среду и снижения энергозатрат. Результаты доследований.позволяют прогнозировать агроэкологические и эксплуатационные показатели ; машинно-тракторных агрегатов со сниженным давлением на почву. Применение многоосных ходовых систем и обоснованных в работе приспособлений к ходовым систе-. мам позволит обеспечить.допустимое давление на почву. Благодаря этому удается избежать потерь урожая зерновых 5 - 15 ц/га, а .корнеклубнеплодов - 10 - 25 ц/га в следах тракторов; Производительность МТА повысится на 10-25Х, экономия топлива на одну почвообрабатывающую.операцию составит 2 - 3 кг/га.

тсок ОПУБЛИКОВАННЫХ. АВТОРОМ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

-.1. Орда А.Н, . Выбор метода и механической модели для исследования колееобразования колесными -ходовыми системами // Сб.науч. работ аспирантов' / : ЦНИИМЭСХ. -Минск, 1975. -с. 158-167. "' - .

2. Орда А.Н. Обоснование пути снижения уплотняющего воздействия колесных ходовых систем на почву //Сб.науч. работ аспирантов/ ЦНИШЭСХ.' -Минск, 1976. -с. 68-80.

'3. Орда А.Н. • Выбор.типа движителя, обеспечивающего сохранения структуры почвы.// Комплексная мех. электр. и автомата. в с.-х. пр-ве : -Тез, докл. кон($. молодых ученых. -Минок, 1976. -с; 52. .■

4. Кацугин В.В., • Орда А.Н. Закономерности сопротивления почвогрунтов при повторных нагружениях // Сб.науч. тр. / ЦНИИ-

МЭСХ. -Минск, 1976. -вып.13 -С. 117-127. .

5. Орда А.Н. К исследованию процесса колееобразования колесными движителями // Сб.науч. работ аспирантов / ЦНИИМЭСХ. -Минск, 1977. -с. 96-101.

6. Кацыгин В.В., Орда А.Н. К обоснованию некоторых параметров многоопйрных движителей исходя из закономерностей реологии //Сб.науч. тр./ ЦНИИМЭСХ. -Минск, 1977. -еый'.14. -с. 48-57..

7. Кацыгин В.В.:, Орда А. Н., Котлобай А.Я. Номинальные тя-гозо-сцепные качеств? многоосных колесных ходовых , систем //'• Мех. и электр. с.-х-: Сб.науч. тр. -Минск, 1973. -вып. 15. -с. 73-89. ■ '

8.-Орда А.Н. Исследование механики колееобразования и уплотнения почвы колесными движителями и обоснование требований к многоосным ходовым системам: Автореф. дис. ... к-та техн. наук: 05.20.01 / ЦНИИМЭСХ. -минск, 1978.-160.

5. Орда А.Н., Котлобай А.Я. К выбору некоторых параметров • колесных ходовых систем // Состояние и меры по повышению эффективности НИР по мех., электр. и автоматиз. с.-х. производства и подготовке инженерных кадров : Тез.докл.конф. к 25-леткю БИМСХ. -Минск, 1979, -с. 67-89.

10. Кацыгин В.в.. Орда А.Н., „Котлобай А.Я. О влиянии распределения нагрузок по осям на.тягово-сцепные качества колесных ходовых систем // Мех. и электр. с.-х. Сб.науч. тр. / ЦНИИМЭСХ. -Минер, 1980. -с. 35-41';' ...

11. Орда А.Н. Обоснование параметров колесных ходовых систем по критерию уплотнения Почвы // Вопросы проходимости машин. -Благовещенск, 1980. -с. 20-24.

12. Кацыгин В.В., Орда А.Н. Воздействие колесных ходовых систем на почву // Мех. и.электр. с.-х. -1981.. 4.-е. 41-44.

13. Кацыгин В.В., Орда А.Н. Влияние основных параметров многоосных колесных систем на процесс колееобразования // Мех. землед., эксплуатация и рем. мал.-тр. парка: Сб.науч. тр. -Минск, 1981.-е. 114-126. , '

14. Орда А.Н. Изменение, свойств почвы под воздействием многоосных ходовых систем // Мех. и электр. произв. проц. в с.-х.: Тез.докл.конф. НТК молодых уч. УкрНИИМЭСХ. -Киев, 1982. -с. 30-31. ;■•■-■ ':'.''

15. Кацыгин В.В., Орда А.Н,, Котлобай А.Я. Влияние пара-

метро® колесных движителей на тягово-сцепные двойства тракторов //Мех. и электр.- с.-х. -1982. -4.-е. 28-30.

16.- Перспективные мобильные энергетические средства для сельхозхоэяйотвеюшго производства // Кацыгин В.В., Горин Г.С., Зенькович Á.A, Кидалинская Г.В., Неверов А.И., Орда А.Н. ■-Минск: Наука и техника, 1982.-272 с.

.17. Кацыгин В.В., Орда А.Н. Сопротивление почв при воздействии ходовых систем // Взаимодействие ходовых систем о поч-•вогрунтами : Тез. докл. -науч.'-мет. конф. -Минск, 1983. -с. 3-5.'

• 18. Кацыгин В.В., Орда А.Н., Афанасьев Н.И.; Подобедов И.И. Взаимодействие ходовых .систем тракторов с почвой //Мех. и электр. b.-х. 1983:5. -с. 18-19. , ' .'.'■-,

к . 19. Кацыгин В.В., Орда А.Н-., Афанасьев Н.И., Подобедов И,И.' Изменение свойств уплотненной ходовыми системами почвы в течение сезона'росла растений // Исследование системы движи-теяь'-почва.: • Сб.-'. науч. тр. / ВИМ. -М. -1984. -Т.102. -с.-, 114-117. .. ... ,•

20. Кацыгин В. В., Орда А.Н., Афанасьев Н.И., Подобедов. ■И.И. Влияние ходовых систем тяжелых тракторов на Изменение свойств дернрво-подзолистой легкосуглинистой почвы /У Плодородие почвы и его«изменение при уплотнении и разуплотнении : На1 уч. тр. почв, ин-та им. В.В. Докучаева. -М., 1984. -с. 41-48.

21; Кацыгин В.В., Орда А.Н. Почвощадящие ходовые системы // ТягрвЬ-энергетические мобильные средства для с.-х. пр-ва не-чер». вони:. Вопросы с.-х. механики. -Минск, 1985. -е. 16-27.

■22. Афанасьев H.H., Подобедов И.И., Орда А.Н. Влияние уплотнения машинно-тракторными агрегатами на свойства, режимы почвы и урожай сельскохозяйственных культур: Дерново-подзолистые почвы Белоруссии // Переуплотнение пахотных почв: Причины, следствия/пути уменьшения, -М.: 'Наука,'. 1937. -с. 45-69.

.23. Орда А.Н. К-определению закономерности сопротивления .'почв при деформировании //.Воесоюз, н.-т. .конф. по совр. пробл. земледельческой мех ¡i -Тез, докл. -tí,, 1989. -с. 20.

. 24. Чигарев J0.B,Анисимов В.М., Орда А.Н,, Петровский Е.И. Полевой прирор для експресс-анализа разуплотняемости почв // Проблемы мех. эдлектр., автоиатиз. с.-х. и подготовки инжен. кадров: Тез. н.гт, конф.- -Минск, 1991. -о. 59-60.

25, Чигарев Ю.В,', Анисимов В.М.., Орда А.Н., Петровский

Е.И. Методы экспресс-анализа в оценке раэуплотняемости почв // Мех. и эл. процессов кормопроизводства Зап.' и Сев.-Зап. зон страны : Тез. н.-т. конф. -Минск, 1991. -с. 66-68.

26. Орда А.Н. Сопротивление почвы при деформировании // Воздействие ходовнх систем сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов на почву. -Горки, 1991. -с..50-53.

27'. Орда А.Н. Оценка воздействия многоспорных машин на. почву // Оптимальное взаимодействие: Тез. симпозиума по терра-механике о междунар. участием. -Суздаль, 1932. -с. 169-176.

28. Орда А.Н. • -Математические модели процесса деформации псчвы // Моделирование сельсгахозяйственных процессов: Тез. н.-т. конф. -Минск, 1994. -с. 18.

29. Орда А.Н. Приспособляемость ходовых систем машинно-тракторных агрегатов к условиям эксплуатации // Научно-тех-нич. прогресс в с.-х. пр-ве: Теа. дока, мекдунар. конф. -Минск, 1991. -о. 51. ' "

30. Орда А.Н. Моделирование влияния условий эксплуатации машинно-тракторных агрегатов на уплотнение почвы // Моделирование с.-х. процессов: Тез. S-ой респ. к.-т. конф. -Минск, 1931. -с. 79. ■. \

31. Орда А.Н. Обоснование критерия приспособляемости ма-.шинно-тракторных агрегатов к условиям эксплуатации и его использования при подготовке инженеров по испытанию о.-х. техники // Подготовка специалистов по непрерывной, интегрированной я многоуровневой системе профессиональнгго образования : Материалы междунар. н.-т. конф. -Минск, 1996.. -е.. 356-356.

32. А.о. 933481 СССР. М.Кд5. В 60 В 9/00. Метаялоэластич-ное колесо /В.В. Кацыгин, В.И. Воронцов, И.Г. Львутин, A.B. Вавилов, А.Н. Орда (СССР). -2942906/27-11: Заявлено 16.06.80; Опубл. 07.06.82. Бюл.21.- 2 о.

33. A.c. 979193 СССР. М.Кл3. В 62 D 55/09. Гусеничное транспортное "средство повышенной проходимооти / В, В. Кацыгин, А.Н. Орда, А. Я. Котлобай, С.А. Карпей (СССР). -3309598*.727-11: Заявлено 29.06.81; Опубл. 09.08*82.-4' о.

34. А.о. 1044540 СССР. В 62 D Б5/08. Гусеничное трано-портноэ средство повышенной проходимости/ А-М.'Расолько, А. Я. Котлобай, А.Н. Орда (СССР). - 3230072/27-11: Заявлено 04.01.81; Опубл.01.06.83.- 8 С. . '■

. 35. A.c. 1081057 СССР. В. 62 D 55/04. Колесно-гусеничный движитель транспортного средства / В.В. Кацыгин, А.Н. Орда, В.А. Крах (СССР). -3402795/27-11: Заявлено 26.02.82; Опубл. 2?.03.84. Бюл.11.-3 с. . ' > '

. 36/A.c. . 1091051 СССР. В 01 М 17/02. Устройство для исследования тягово-сцепных свойств движителя /В.В.' Кацыгин, А.н. Орда, В.А.'Крох, A.A. Кальвинксвсхш(СССР). -3318955/27-11: Заявлено 16.07...81; ОпубЛ, 07.05.84. БЮЛ.17.-3 О.

37. A.c. 1117248 СССР.' В 62 D 55/26. Гусеница / В.В.Кацы-' гин, А.Н. Орда, А.Я. Котдобай (СССР). - 32214.33/27-11: Заявлено 12.11.80; Опубл. 07.10,84. Вол.37,- 3 о.

за. A.c. '1162665 СССР. B 62 D 55/04. Колесно-гусеничный движитель / В.В. Кацыгин," А.Н. Орда, А.Я. Котлобай, В.А. Канопа (СССР). -3688461/27-11: Заявлено 16.01.84; Опубл. 23.06.85. БЮЛ.23.-4 с. •

• . . 39. А.р. 1169292 СССР. В 62 0-55/27. Гусеничное транс-, портное средство повышенной проходимости / A.M. Pacoлько, А.Я. Котлобай, А.Н. йрда (СССР). -3703271/27-11: Заявлено 22.02.84; Опубл. 22,03.85.-7 с. •

40. A.c. 1193929 СССР. В 62 D 55/065. Гусеничное транспортное средство повышенной проходимости / A.M. Расолько, А.Я. Котлобай, В.А. Бородин А.Н. Орда (СССР). -3738321/27-11: Заявлено 08,05.84; Опубл. 22;07.85.-6 с.

.' A.c. 1207076 СССР. В 62 Р 55/28. Гусеничное транспортное средство повышенной проходимости / A.M. Расолько, А.Я. Котлобай, А.Н. Орда, В.-М. Яйбнович (СССР). - 3697082/27-11: Заявлено 06.02.84; Опубл. 22.09.85. '- 4 с.'

42. A.c. 121S630 СССР. В 62 D 55/27. Гусеничная цепь транспортного средства / A.M. Расолько, А.Я. Котлобай, В.А. Бо-родкин, ' А-.Н.Орда (СССР), 3769928/27-11: Заявлено 10.07.84; Опубл. 22.10.85.'- 2с..

43. A.c.. 1221016 СССР. В 62 D.55/26. Гусеничный движитель / A.M.' Расолько,. А.Я." Котлобай,- А.Н. Орда, В.А. Бородкин (СССР).- 3805320/27-11: Заявлено 26.10.84; Опубл. . SO.03.86. Бш'. 12. - 3 с. ' .. '

. 44. A.c. ,'1221842 СССР. -В 62 D 53/04, 55/00. Двухэвенное транспортное средство /.A.M. Расолько, А.Я. Котлобай, А.Н. Ор-. да, С.А. Карпей (СССР). -3736392/27-11: Заявлено 08.05.84;

Опубл. 01.12.85.-4 с.

45. A.c. " 1229115 СССР. В 62 D 55/25. Гусеничный движитель/ A.M. Расолько, А.Я. Котлобай, А.Н. Одца, В.А. Бородкин (СССР): - 3814937/27-11: Заявлено 19.11.84: Опубл. 07.05.86. Бюл.' 17. - 4 с.

46. A.c. 1243967 СССР. В 60 К 7/00. Мотор - колесо / В.З. Кацыгин,' Г.С. Горин, О.Ц. Ратнев, А.Н. Ордй; А.Я. Котлобай. (СССР). -3841799/27-11: Заявлено 16.01.85; Опубл. 15.07.86. Бюл.26.-5 с.

47. A.C. 1243998 СССР. В 52 D 55/04. Кольсно-гусеничный движитель / A.M. Расолько,' А.Я. Котлобай, А.Н. Орда. И.Ю. Свир-щевский (СССР). -3847265/27-11: Заявлено 28.01.85; Опубл. 15.07.86. Бюл.26.-4 с.

■ 48. А.о. 1261830 СССР. В. 6? D 55/04. Колеоко-гусеничный движитель / В.П. Бойков, А.Н. Орда, И.Ю. Свирщевский, А.Я. Котлобай (СССР). -3898552/31-11: Заявлено 06.06.85; Опубл. 07.10.86. Бюл.27.-2 с. ' . '

49. A.c. 127С987 СССР. В 62 D 53/06. Колесно-гусеничное транспортное средство /A.M. Расолько, А.Я. Котлобай, А.Н. Орда, О.П Ратнев (СССР). -3853256/27-11':. Заявлено 12.02.ß5; Опубл. 15.07.66.-4 с.

50. A.c. 1270989 СССР. В 62 D 55/02. Колесчо-гусеничный движитель / В.В. Кацыгин, А.Я. Котлобай, А.Н. Орда, И.Ю. Свир-щевский (СССР).' -3849640/27-11; Заявлено 01.02.85; Опубл. 15.07.86.-4 о.

51. A.c. 1285695 СССР... В 62 D 53/04. Двухзвенное транспортное средство / В.В. Кацыгин,. А.Н. Орда, А.Я. Котлобай, И.Ю. Свирщевскик (СССР). -3790789/27-11; Заявлено 18.09.84; Опубл.

22.09.86.-5 О.

52. A.c. 1331674 СССР. В 62 D 55/04. Транспортное средство / В.В.'Кацыгин, А.Н. Орда, О.П. Ратнев, А.Я. Котлобай, С.А. Карпей (СССР). -4059985/30-11: Заявлено 16.04.86; Опубл.

23.08.87. Вм.31.-4 С.

53. A.c. 1349145 СССР. -В 62 0 53/04. Двухзвенное транспортное средотво/ В. П. Бойков, А.Я. Котлобай, И.Ю. Свирщевс-кий, А.Н. Орда (СССР). -3887988/31-11: заявлено -25.04.85; Опубл. 01.07.87".-5 о.

54. A.c. 1354566 СССР. 3.62 D 65/065. Гусеничное транс-

портнче средство повышенной проходимости / В.В. Кацыгин, А.Я. Котлобай, В.А. Бородкин, А.Н. Орда (СССР). -4045865/30-11: Заявлено 28.03.86; Опубл. 22.07.87.-4 с. '

55. A.c. 1405200 СССР. В 62 D 55/065. Гусеничное транспортное средство повышенной проходимости /" В. П. Бойков, А. Я. Котлобай, "А'.к. Срда, И.Ю. Свирещевский (СССР). -4063289/31-11: Заявлено 18.03.86; Опубл.,22.02.38.-4 с.

' ' 56. A.Q. 1435503 СССР. В 62 D 55/26. Транспортно-тяговое средство /А.Я. Котлобай, В.П. Зарецкий, А.Н. Орда, Г.Ф. Бутусов. (СССР).- 4189844/31-11: Заявлено 02.02.87;. Опубл. 07.11.88.,

, Еюл.41 -4 с. . ..

57.. A.c. 1458270 СССР. В 62 D 55/04. Колесно-гусеничный движитель / В.П, Бойков, А.Н. Орда, Й.Ю. Свирщевский, А.Я. Котлобай (СССР). -4301274/31-11: Заявлено 25.08.87; Опубл.

•15.02.89. Бюл.6.-2. с.

. . 58. A.c. 1563100 СССР. В 62 D 55/02. Комбинированный ко- . лесно-гусеничный движитель / В.Н. Кецко, П.Н. Синкевич, B.C. Бушейко, А.Н. Орда, П.В. Романовский, H.H. Синкевич (СССР).

;-4615984/31-11: Заявлено 05.11,88; Опубл. 08.01.90.-5 с.

59. А;"с. 1606374 СССР. В 62 D 55/04. Полугусеничный ход колесного трактора / В.П. Бойков, И.Ю.. Свиртцевский, А.Н. Орда, С.И. Сизова, В.Н. Белковский (СССР). -3994823/27-63: Заявлено

'23.12.85; Опубл. 90. Бюл.42.-2 с. ; '

60* A.c. 1631894 СССР. В 62 D 55/02. Комбинированный колесно-гусеничный движитель / В.Н. Кецко, П.Н. Синкевич, B.C. Бушейко, П.В. Романовский^ А.Н. Орда (СССР): -4731044/11: Заявлено 22.08.89;"Опубл. 08.01.90.-3 с.

61. Орда А.Н. Взаимодействие рабочих ррганов машин для благоустройства и озеленения территорий с почво-грунтами / Методическая, разработка: Реей, ыежотрасл, ИПК рук. раб-в и спец-в

" отраслей нар. хоз-ва;-Минск, 1988. -40с. '.

62. Чигарев Ю.В., Орда А.Н., Лазарев'Г.А. Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине "Механика

' почв" : БАТУ.-Минск, 1992. -36с.

63. Чигарев Ю.В., ррдЬ А.Н., Лазарев Г. А. Земледельческая механика / Методическое'пособие, по выполнению курсового проекта: БАТУ.-Минск, 1994. -J2a,

РЕЗЮМЕ ОРДА АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ '

ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ «ОРМИРОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

Ключевые 'слова;, машинно-тракторный агрегат, функционирование, ходовая система, уплотнение почвы, допустимое давление, ' выбор шин, теоретически© и экспериментальные исследования.

Объект исследования: система "машинно-тракторный агрегат - почва", функционируемая в условиях деформирования, уплотнения, разуплотнения, накопления уплотнений почвы.

• Цель работы: повышение эффективности производства продукции растениеводства путем совершенствования приемов формирования и эксплуатации машинно-тракторных агрегатов, обеспечивающих снижение уплотнения почвы хоротыми системами.

Методы исследования и аппаратура: комплексные экспериментально-теоретические исследования, метод планирования иногофак-торного эксперимента; фиэкческое моделирование; измерительная аппаратура; почвенный канал; месдозы о датчиками для замера напряжении в почве.

Полученные результаты и иг. новизна: установленные закономерности деформирования и уплотнения почв при повторных натру-. жениях'учитывают влияние агрофона и состояния почв.- Рекомендаций по формированию и эксплуатации МТА отражают характер передачи нагрузки на почву (сдвоенные шины, тандем-колеса и др.). Предложены новые приспособления.и схемы ходовых-систем, улучшающие приспособляемость к условиям эксплуатации. Новизна.технических р'ёшений защищена 29 авторскими свидетельствами на изобретения. '

Результаты диссертации могут быт» полезны при исследованиях и конструировании сельскохозяйственных тракторов и машин и при преподавании в агротехнических университетах.. Рекомендации по формированию и эксплуатации МТА могут применяться специалистами колхозов.

Р Э 3 Ю М Э.

ОРДА АЛЯКСАНДР М1КАЛАЕВ1Ч

; ЭКОЛАГА- ЭНЕРГЕТЫЧНЫЯ АОНОВЫ ФАРШРАВАННЯ МАШИНА- ТРАКТАРНЫХ АГРЭГАТАУ

Ключайыя словы: машынна-трактарны агрэгат, функцыянхра-.ванне, рухавая с1стэма, ушчыльненне глебы, дапушчальны щек, '' выбар шн, тэарытычные 1 эксперыментальные даследаванн!.

Аб'ъект даследавання: оЮтема "машина-1 трактарны агрэгат - глеба'.', фуякцыянуючая ва умрвах дэфармавання, ушчыльнення, р^эушчыльнення^ накаплення ушчьшьненняу глебы.

■ Мэта работы: павышэнне эфектыунасц1 вытворчасщ прадукцьи расл1наводства- шлихам удасканалення прыёмау фарм1равання 1 экс" плуатацы! машынна-трактарных агрэгатау-, забяспечваючых памянь-шэнне ушчыльнення. глебы рухавым! с1стэмам1.

Метады даоледавання 1 аларатура: комплексный эксперымен-тальна-тэарытычные даследаванн!, метад планавання мнсгафактар-нага эксперименту; ф1э1чнае мадэляванне; вымяральная. аларатура; глебавы канал; , мездозы э датчикам! для замеру напружанняу у глебе. ':■■'■'

Атрыманыя вынж1 1 ах' нагана: выэначаныя залежнасщ дэфармавання 1 ушчыльнення глебы пры пауторных нагрузках ул1чва-юць уплыу аграфону 1 стану глебы. Рэкамендацы! па фарм1раванню 1 эксплуатацьй МТА' адлюстроуваюць характар перадачы нагрузк1 на ■глебу . (здвояныя шыны, тандэм-калесы 1 Иш.). Прадстаулены новыя прыстасавашп 1 схемы рухавых сгстэм, паляпшаючыя прыстасава-насць да умоу эксплуатацы1. Нав1зна техн!чных рашэнняу абароне-на 29 аутврск1м1 пасведчанняМ1 на вынаходн!цтва.

Вын1к1 дысёртацы1 могуць быць карысным1 пры Даследаваннях 1 канструяващп сельскагаспадарчых трактарау г машьи 1 пры вык-ладанн! у агратэхнгчных ушверттатах. Рэкамендацьп па фарм1ра-вангао 1 эксплуатацы! МТА могуць прымяняцца спецыял1стам1 калга-сау.

SUMMARY

ORDA ALEXANDRA IKOLAEWICH

' ECOLOGICAL AMD ENERGETIC FOUNDATIONS • OF MACHINE-AND-TACTOR UNITS FORMATION

Key words: machine-and-traktor unit, functioning, running gear, soil compaction, admit pressure, selection of tires, experimental and theoretical research.

The object of investigation: the "machine-and-traktor unit -' soil" system functioning under the conditions of deformation, compaction, uncompaction and accumulation of soil compaction.

Aim of the research:, increase of the effectiveress of production of plant produce by means of improvement of formation and exploitation of machine-and-traktor units which guarantee the reduce of compaction of soil by running gear.

Method of research and apparatus (equipment): complex theoretical and experimental studies; method of multifactor experiment; physical simulation; test apparatus; the soil bins; strain gauge cell measures of soil pressure.

. The final results and the new improvements: réceived conformities of soil deformation and compaction to natural lows by multiple pass reflact influence of agricultural background and soil conditions. The recorrmendations about formation and exploitation of machine-and-traktor units take into acount character of loading transference from vehicle to soil (dual wheels, tandem wheels and others). The new devices and schemes of running gear were offered which devices had improved the adaption' for exploitation conditions. The novelty of the technical decisions has been defended by. 29 author's copyrighs for inventions.

The final results-of the dissertation will be usefull for investigating and designing agricultural tractors and machines and for teaching at the agritechnical universities. The recommendations about formation and exploitation of machine-and-traktor units will be usefull for specialists of collective farms. '

ЛВ N 1293.. Подписано к печати 7.04.1997 г. Формат 60x84 1/16. • Объем 2 печ. л. Заказ 172. Тираж 100 экз. Бесплатно.

Отпечатано на ротапринте ВАТУ. Шнек, пр. Ф. СкоринЫ, 99, к. 2.