автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Гребневая посадка картофеля комбинированной сажалкой

БЕЛОРУССКАЯ ОРДЕНА (ЖТЙЕРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

МАРУДА НИКОЛАЙ СТЕПАНОВИЧ

УДК 631.332.7

ГРЕБНЕВАЯ ПОСАДКА КАРШЕЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ САЖАЛКОЙ

Специальность 05,20.01 - механизация сельскохозяйственного производства'

АВТОРЕФЕРАТ

диссертаций на соискание ученой отелена кандидата технических наук

Горки 19Й0

Работа выполнена на кафедре "Сельскохозяйственные машины" Белорусского'института механизации сельского хозяйства (БИМСХ) при участии НПО "Белсельхозыеханизация", БелНИИКПО и ГСКБ ГО "Рязсельмаш

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор»

лауреат Государственной премии СССР И.Р.Размыслович

Официальные оппоненты- доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Ф.Г.Гусинцев

- кандидат технических Наук, доцент 3.В.Ловкие

Ведущее предприятие - Украинский научно-исследовательский

институт картофельного хозяйства

Защита состоится "/>" ¿-'-¿у^ч ¿/^ 1990г. в ч. мин,

на заседании специализированного совета К 120.28.02 в Белорусской сельскохозяйственной академии по адресу:

г.Горки Могилевской области, Ленинский бульвар, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БСХА.

Автореферат разослан " 4 " . 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

^рЫсх**-* Н.В.Чайчиц

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

¡ха. ^т^альномь темьк Поставленную перед картофелеводами за-гддзечу - довести в 1990 г. валовой сбор картофеля до 90...92 млн.т <ожно решить без разработка и внедрения рациональной технологии его возделывания, отвечающей биологическим требованиям культуры и технологиям производства.

На современном этапе наиболее полно отвечает требованиям агротехники голландская технология. В то же время при возделывании картофеля по этой технологии мояно значительно снизить энерго- и трудозатраты путем совмещения таких операций, как сплошное предпосадочное фрезерование почвы,- посадка клубней я окончательное послепосадочное формирование гребней при повторном фрезеровании междурядий.

Анализ современных тенденций в области механизации сельскохозяйственного производства показывает, что одним из основных направлений дальнейшего увеличения производительности труда, снижения энергоемкости технологических процессов и повышения эффективности использования техники является применение комбинированных агрегатов.

В настоящее время для возделывания многих сельскохозяйственных культур в нашей стране и за рубеком успешно применяется ряд комбинированных агрегатов. Разработанные с 60-е годы в СССР для посадки картофеля комбинированные сажалки С-59 н КС5-4 не нашли широкого применения э сельском хозяйстве из-за повышенной мате-, риалоемкости, сложности, недостаточной надекноста фрез и их приводов. Технологии с применением этих саггалок не имели существенного преимущества перед традиционной.

В связи с этим актуальны*!! являются вопросы разработки к создания комбинированной сажалки картофеля, позволяющей снизить затратные показатели технологии возделывания картофеля по сравнению с голландской.

_Цель_работи - повышение эффёктивности возделывания картофеля за счет применения комбинированной сакзлкй, совмещающей фрезерную предпосадочную обработку почвы, посадку клубней, внесение припосевной дозы минеральных удобрений и окончательное формирование профиля гребня заданных ларамвтров.

Объекты исследований - комбинированная сажалка картофеля и технология возделывания картофеля с ее применением.

I

Обсря ме£одика_исследований. Геометрические и технологические параметры рабочих органов комбинированной сажалки определялись теоретически и уточнялись экспериментальным методом. Определяющим критерием соответствия формы и конструктивных особенностей рабочих органов требуемым являлось выполнение ими технологического процесса, совмещающего технологические операции, и сравнение полученных данных с конечными качественными показателями, не выходящими за агротехнические требования. Результаты исследований обработаны методом математической статистики с использованием метода планирования двухфакторного эксперимента. Определение агротехнических, энергетических, экономических показателей комбинированной сажалки, а также проведение сравнительных испытаний различных технологий возделывания кар-тсфеля осуществлялись по общепринятым методикам и ОСТам.

Научная новизна. Получпшше аналитические зависимости позволяют определить рациональные формы и параметры сошниково-заделывающих рабочих органов комбинированной сажалки. Обоснована математическая модель процесса движения и&Стиц почвы, отбрасываемых ножами фрезы, в рабочем объеме сошниково-задэлывакмцей группы, на основе которой сделан вывод о возможности окончательного формирования профиля гребня заданных параметров при посадк< клубней, внесении приносевной -дозы минеральных удобрений с одновременной фрезерной обработкой почвы. Экспериментально установлено оптимальное расположение сошниково-заделывающих рабочих органов относительно друг друга и фрезы.

Новизна технических решений, используемых при разработке комбинированной сажалки, а также технологии возделывания картофеля с ее применением подтверждена авторским свидетельством 1526597 и положительными решениями ВНИИГЛЭ на выдачу авторских свидетельств по заявкам: №4625089/30-15 (025767), №465398/30-15 (013810), № 4652137/30-15 (№5767) и № 4610641/30-15 (165783).

Практическая_ценн0£т]э. Разработанная комбинированная картофелесажалка совмещает в технологии возделывания картофеля операции посадки клубней, внесения прилосевной дозы минеральны» удобрений с предпосадочной фрезерной обработкой почвы и окончательным формированием профиля гребня заданных параметров, обеспечивая при этом повышение качественных показателей по сравнению с общеприменяемой и снижение онерго- и трудозатрат по сравнению с голландской технологиями.

2

Реализация_работы. По результатам исследований разработана техническая документация, на основании которой совместно с НПО "Белсельхозмеханизация" изготовлен опытный образец двухрядной навесной комбинированной сажалки картофеля. Комбинированная сажалка применялась в 1987-1990 гг. при испытании технологии возделывания картофеля с ее применением в сравнении с общеприме-няемой и голландской технологиями в э/б им.Котовского Уэденского районе. Минской области, а также прошла предварительные испытания на Западной МНС (акт № 7-40-89Ц/90£0400). Выполненная в соответствии с планом научных исследований БИМСХ по теме № 66 015-87 работа в 1989 г. включена в отраслевую научно-техническую программу механизации Госагропрома ЕССР (№ 14.02), а комбинированная сажалка - в систему машин на тринадцатую пятилетку (P.6IA).

Апробация паботы^ Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научгтехн. конференциях БИМСХ (г.Минск, 1987 и 1990), Всесогаз.науч.-практич. конференции в УНИЖЭСХ (г.Киев, 1988).

Публикшуш^ По теме диссертационной работы опубликованы две статьи, получено одно авторское свидетельство и четыре положительных решения ВНИИГГО на выдачу авторских свидетельств по заявкам на изобретения.

Структура _и объем. Работа изложена на 215 страницах машинописного текста. Состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка использованной литературы (66 наименований, нэ них 8 на иностранном языке) и приложения. Содержит 10 таблиц и 43 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_в£едении обоснована актуальность работы и сформулированы основные новые положения, выносимые на защиту.

В пе£вой_гласэ "Состояние вопроса и задачи исследований" рассмотрены основные недостатки обтеприменяемой и голландской технологий возделывания картофеля; агробиологические предпосылки использования комбинированных агрегатов в картофелеводстве; конструкции комбинированных агрегатов с активными рабочими органами, их основные конструктивные недостатки, а также недостатки технологий возделывания картофеля с их применением; некоторые недостатки сошнйково-заделывающих рабочих органов современ-

3

ных картофелесажалок и пути их устранения. Сделаны выводы о том, что на современном этапе наиболее эффективным средством защиты почвы от разрушения ее структуры под воздействием ходовых систем агрегатов, а также одним из основных путей дальнейшего увеличения производительности труда, снижения энергоемкости технологических процессов и повышения эффективности использования техники является применение комбинированных агрегатов. При выращивании картофеля, особенно на тяжелых по механическому составу почвах, все более широкое применение находят машины с активными рабочими органами, которые позволяют получить мелкокомковатую структуру почвы в гребнях, облегчая процесс комбайновой уборки. За рубежом наметилась тенденция использования при вооделывании картофеля комбинированных агрегатов, совмещающих предпосадочную обработку почвы и посадку клубней. При этом междурядные обработки заменяются послепосадочнш формированием окончательного профиля гребня заданных параметров с. последующим внесением гербицидов против сорняков.

В связи с этим необходима разработка комбинированной сажалки картофеля, которая позволит совместить предпосадочную фрезер--ную обработку почвы, посадку клубней, снесение припосевной дозы минеральных удобрений, окончательное формирование профиля гребня заданных параметров.

С учетом изложенного были сформулированы следующие задачи:

- изыскать и разработать конструктивно-технологические схемы комбинированной сажалки;

- обосновать параметры еошниково-эаделывающих рабочих органов к провести их экспериментальные исследования;

- дать агротехнические и энергетические оценки комбинированной сажалки;

- осуществить производственную проверку эффективности технологии возделывания картофеля с применением комбинированной сажалки в сравнении с общеприменяемой и голландской.

Ео_вгор_ой главе "Теоретическое обоснование параметров рабочих органов комбинированной сажалки" изложены результаты аналитических исследований по выбору основных параметров сошниково-заделывающих рабочих органов; дано обоснование процесса движения почвы в объеме сошниково-задзлывавдэй' группы при ее отбрасывании фразой и окончательном формировании в гребень определенных пара метров, в котором располагаются на заданной глубине клубни кар-

гофеля к лрилосевная доза минеральных удобрений.

В соответствии с целью работы предложена схема (рисЛ) сошниково-заделывающих рабочих органов и их взаимного расположения , обеспечивающая совмещение фрезерной предпосадочной обработки почвы, посадки клубней, внесения припосевной дозы минеральных удобрений, окончательного формирования профиля гребня заданных параметров.

Рис. I. К определению параметров рабочих органов комбинированной сажалки картофеля: А - вид сошниково-заделывающих рабочих органов сзади; В-В - вид сошниково-заделывающих рабочих органов сверху; I - фреза; 2 - гребнеобразователь (П - общий вид греонеобразова-теля); 3 - локеобразователь; 4 - сечэние гребня. ■

Для формирования гребней высотой Н, шириной по зерху Ь при междурядье В необходим гребнеобразователь с параметрами выходного сечения, соответствующими параметрам гребня,и длиной L ;

L- Н-sin[urctg (>

(I)

где ß4 - угол наклона боковой рабочей грани гребнеобразовате-ля; ' bt = 1/2 (В - Ь ■). ■

Зависимость ¿= f(H,b,) при /?, = 13 град приведена на рис.2.

Установлено, что для гребня с параметрами В = 700 мм, Ь= 200 мм; Н = 250 мм минимальная длина гребнеобразователя равна 760 мм.

Для укладки клубней и внесения лрипосевной дозы минеральных удобрений на заданную глубину в формируемом гребне длина ложеоб-разователя должна составлять

где h'™*- максимальная глубина заделки клубней; Ат'- разница глубины заделки клубней и минеральных удобрений; Ат" - длина крепления ложеобразователя к гребнеобразователга.

Поскольку в производственных условиях h* ¿h» , длина шкалы для настройки ложеобразователя на заданную глубину

тн =№/Г*-[a, +(L -Ljfyp +H(l-cosfi)+Am'-hánn"]. (3)

На рис.3 показана зависимость mH =f(hM;f3) при Шрах-= 400 мм; 150 мм; U 760 мм; Lmxin = 100 мм;

- 13 град; Аш'= 25 мм; Ат"= 50 mm, которая позволяет в производственных условиях настраизать сошниково-заделывающие рабочие органы на заданную глубину посадки клубней в гребни определенных параметров.

Ширина боковины ложеобразователя 1гта" выбирается исходя из размеров высаживаемых клубней и рассеивания траектории их движения при различных режимах работы сажалки:

(4)

где А1г = 0,5 максимального размера клубня; К, - скорость агрегата, м/с; у - ускорение свободного падения, м/с^; скорость элеватора высаживающего аппарата, м/с; у - высота падения клубня, м.

Согласно зависимости дальности полета клубня от поступательной скорости агрегата и скорости элеватора высаживающего аппара-' та (рис.4), максимальное рассеивание дальности полета клубня из-за колебаний скорости элеватора при уте= 0,5 н не превышает 7 см, при этом ширина боковины составляет 150 мм.

Площадь поперечного сечения гребнеобразователя от входа к выходу величина переменная и на любом расстоянии Lx от входного канала определяется выражением '

Sx (t,Sß - -f-)]. (5)

Построив графическую зависимость S=f(i,)ß) , получим диаграмму изменения поперечного сечения гребнеобразователя (рис.5) при Н = 250 мм; В = 700 мм; b = 200 мм; L = 760 мм и ß = 0...15 град.

Технологический процесс гребнеобразования с одновременной посадкой клубня будет выполняться, если

Sx > 9 а-к +■ c-mpai, . (6)

где а - глубина обработки почвы; с - ширина ложеобразователя; к - коэффициент увеличения объема.

Приравняв левую и правую части неравенства, после подстановки значений величин, входящих в полученное квадратное уравнение, и его решения относительно Lx получим, что функция достигает оптимума при 0. Следовательно, ложеобразователь должен располагаться в передней части гребнеобразователя. При этом следует отметить, что месторасположение ложеобразователя необходимо уточнять экспериментально с учетом его влияния на равномерность глубины заделки клубней.'

Рис.4. Зависимость дальности полета клубня от поступательной скорости машины (-)

при V» : 1-0,5 м/с: П-0,7; Ш-0,9: 1У-1.1; У-1,3; У1-1,5 м/с и скорости элеватора высаживающего аппарата

(---) при va^ : 1-0,25 м/с;

2-0,35; 3-0,45; 4-0,55; 5-0 65; 6-0,75 м/с.

ДграЗ щ л_&_4_О

Рис.5. Диаграмма функции

I-площадь поперечного сечения гребнеобразователя при р" = 0 град; П - площадь поперечного сечения гребнеобразователя при изменении угла в от 0 до 15 град.

5, с«1

5С0О

¿сое

На рис.6 показано движение частиц почвы под действием новей фрезы в рабочем объеме с о пшик о в о-заделывающей группы при последовательном выполнении технологических операций внесения минеральных удобрений, укладки клубней на подготавливаемое ложе и образования гребней заданных параметров.

Процесс движения частицы почвы рассматривался при допущении' что на нее не оказывают влияние соседние частицы и ее движенце не зависит от сопротивления воздуха. При этом считалось, если частица при отбрасывании ее ноком фрезы поднимается на высоту, как минимум равную высоте гребня Н при /"= 1200 мм (рис.6), т.е в объеме сошниково--заделывающей группы, процесс гребнеобразова-ния протекает устойчиво.

Выбранный фрезерный рабочий орган культиватора КВК-4 (окружная скорость ножей У0 ~ 12 м/с) оценивали способностью отбрасывать частицы почгы в формируемый гребень по зависимости:

¿¿пс( -/соха > (7)

8

S5ÄÄS ЯЙГ.

профиля гребня.

где с* - угол резания; f - коэффициент трения; /? - радиус вращения конца ножа; п - частота вращения фрезерного барабана, соответствующая критической, при которой частицы почвы начинают отбрасываться рабочим органом фрезы.

Скорость отбрасывания определяли с учетом ударного ее взаимодействия с фрезерным рабочим органом:

^^а-кот, (8)

где к„т - ковффициент отбрасывания (определяется теоретически или экспериментально).

Дальнейший полет частицы почвы рассматривали как движение тела, брошенного под углом 4* ( <*" зависит от ) со скоростью . При этом не учитывали силы сопротивления, считая частицу материальной точкой:

/ = У^'1-ЛаЯх" , Уд ■ С05Л"[/б/а- Пти"/-2^/ (9)

¿9 У

Подставив в данное выражение численные значения величин, получим,что на расстоянии (х - 970 мм от точки схода частицы почвы с фрезерного рабочего органа она достигает требуемой высоты, равной высоте гребня Н = 250 мм. Следовательно, технологический процесс гребнеобразования протекает устойчиво.

В трэтьеЛ главе "Программа, методика и результаты экспериментальных исследований" приведены полученные данные экспериментальной проверки выдвинутых в теоретической части работы положений. Программой исследований предусматривалось уточнение области рационального расположения ложеобразователя относительно гребне-образователя; установление работоспособности сошниково-заделы-вакяцей группы при различном угле наклона гребнеобразователя; определение степени соответствия расчетных показателей формы гребня экспериментальным.

Для проведения исследований была изготовлена лабораторно-полевая установка (рис.7), сущность технологического процесса которой закл'очазтся в следующем.

Клубни и минеральные удобрения подаются соответственно высаживающим и туковысеващим аппаратами в полость ложеобразователя < где они укладываются на подготовленное ложе, а минеральные удобрения располагаются ниже по левую и правую стороны клубней, Гребнесбрасователь отражает отбрасываемую фрезой почву и формирует гребень заданных Параметров с расположением в нем на

определенной глубине клубней.

Рис.7. Лабораторно-поле-вая установка: I - рама;

2 - высаживающий аппарат ложечно-дискового типа;

3 - туковысеваюший аппарат; 4 - соипшково-заде-лывагощая группа (5 -греб-необразователь, 6 - ложе-образователь); 7 - механизм регулирования положения сошниково-заделывающей группы; 8 - фреза;

9 - копирующее колесо;

10 - механизм регулирования копирующего колеса.

Экспериментальные исследования были направлены прежде всего на изучение качества выполнения технологического процесса посадки клубней и формирования гребней соиниково-эаделывающей группой. Шределяющим показателем соответствия формы и конструктивных особенностей сошиково-заделыващих рабочих органов, режимов их работы требуемым являлось выполнение ими необходимы?: агротехнических требований к глубине заделки клубней в гребне заданных параметров.

Исследования проводились в э/б им.Котовского Уэденского района Минской области на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах с содержанием гумуса 2,5...2,Режим работы фрезерного рабочего органа соответствовал режиму работы рабочего органа культиватора КВК-4. В качестве посадочного материала применялись имитационные клубни - пластмассовые шарики диаметром 70 мм, которые позволяли исключить влияние разницы формы н массы на глубину заделки. Агротехнические показатели определялись в соответствии

с ОСТом 70.5.2-85. ■

С целью определения области оптимальных значений для место-, расположения ложеобразователя по отношению к гребнеобразователю

¿х и глубины заделки клубней Ьх использовалась методика планирования двухфакторного эксперимента. В качестве параметра оптимизации выбрано среднее квадратическое отклонение 5 глубины заделки клубней, а факторов эксперимента - величины и Л* •

Установлено, что зависимость качества глубины заделки клубней S от месторасположения ложеобразователя по отношению к гребнеобразовагелга 1Х и глубины заделки Ьх нелинейна, поэтому уравнение регрессии в общем виде:

З-Ь. *Ь,х + Ь,гку +Ь„хг+-Ь,гуг; (10)

после расчета матричным методом коэффициентов:

где А - кодированный фактор , у - Ьх.

Анализ полученного уравнения показал его адекватность, согласно Р - критерию, воспроизводимость опытов и значимость коэффициентов.

В результате исследования на экстремум получена поверхность отклика - эллиптический параболоид (рис.8):

1"г , Ь"г _ (12).

+ -ТГ = V,

аг 6*

где С и /4 - величины ¿х и в новых координатах;

Следовательно, делы эллипса (рис.9)

-О7

г

Следовательно, значения 1~х к Ьк не должны выходить за. пре-

или ¿6 ^ 2. /4;

_!/5ЕГ< или /2</,я<гг,

* Сл С*

(13)

где €, = 0,7; = с^З,8Ч0'3.

В итоге реализации двухфакторного эксперимента установлена область рационального расположения ложеобразователя, определяемая его расстоянием 1Х от входного канала гребнеобразователя (56 216) и глубиной Ьг заделки клубней 12...22 зм.

Согласно результатам исследований сошниково-заделывающей группы с выходкой высотой сечения гребнеобразователя 250 и 300 (ш (рис.10), процесс гребнеобразования с одновременной посадкой клубней и внесением дрипосевной дозы минеральных удобрений протекает устойчиво при угле наклона гребнеобразователя

12

уз = 0. ..13 град.

см

/со ¿"о

/ - а -. 53 им и*ь= г <6

т^ ^ о

Рис.8. Поверхность отклика.

Рис.9. Область допустимых значений ¿х и /гх .

Установлено, что расчетное и экспериментальное значения высоты гребня (рис.10), согласно ¿-критерию, адекватны.

Рис.10. Изменения расчетного и экспериментального значений высоты гребня и определение допустимого диапазона угла

л - наклона гребнеобразопа-теля ( = 760 мм, V = I м/с): _ - расчетные зависимости;

---; - экспериментальные;

I - зона устойчивого образования гребня; II - зона нарушения выполнения технологического процесса гребнеобразо-вания; Ш - переходная зона.

8 'г 16 30 гщ ц ю

В четвертой главе. "Лаборагорно-полевые испытания комбинированной сажалки" приведены агротехнические и энергетические показатели двухрядной полунавесной комбинированной сажалки картофеля {экспериментального образца, рис.П), разработанной на основании результатов исследований.

Рис.П. Двухрядная комбинированная сажалка картофеля: I - рама; 2 - фреза; 3 - туковысевающий аппарат; 4 - высаживающий аппарат ложечно-цепнсго типа; 5 - опорное колесо; б - сошников о-заделыгзачщая группа (7 - локеобразователь, 8 - гребнеобразователь); 9 - механизм регулирования сошни-ково-заделывающей группы; 10 - копирующее колесо; 11 - механизм регулирования копирующего колеса.

Принцип работы данной сажалки в основном соответствует те) нологическому процессу лабораторно-полевой установки. Применен» ложечно-цепных высаживающих аппаратов картофелесажалки САЯ-4А I их специальное крепление и сошниково-заделывающей группа предусматривались с целью повышения равномерности раскладки клуб» за счет приближения точки их выпадения из высаживающего аппара' к поверхности сформированного ложа. Конструкция ложечно-диско! го высаживающего аппарата обеспечивает высоту падения клубней меньше 0,5 м. Кроме того, ложечно-цепной высаживающий аппарат дает возможность производить посадку яровизированных кДубней, требуется при возделывании раннего и семенного картофеля. .

Агротехнические показатели комбинированной сажалки опреде ли в соответствии с 0СТом70.5.2-85 в сравнении с серийно выпус емымй картофелесажалками КСМ-4 и КСМ-4А,

Как свидетельствуют результаты испытаний различных сажало

картофеля (табл.1), применение разработанной комбинированной с

калки позволяет значительно повысить равномерность глубины

14

заделки клубней (среднее квадратическое отклонение 1,2 против 2,4 у КСМ-4А), снизить величину смещения вершины гребня относительно центра рядка (0,5 против 3,5 у КСМ-4А), а также обеспечивает равномерную раскладку клубней на уровне современных серийно выпускаемых машин.

Таблица 1

Агротехнические показатели комбинированной сажалки

Показатели Комбини-! ! !рованная!КСМ-4 ! (оажалка ! ! КСМ-4А

Скорость движения, км/ч 3,6 3,6 • 3,6

Средний шаг посадки, см 23,7 21,2 22,3

Среднее квадратическое отклонение, см 6,0 6,4 6,3

Коэффициент вариации, % 25,3 30,5 28,2

Равномерность рядовой раскладки, % 41,8 38,5 40,2

Точность посадки, % 69,3 63,5 65,6

Количество пропусков, % 3,5 4,0 2,5

Количество двойников, % 4,5 7,0 5,7

Число клубней, высаженных на I га,тыс.шт.63,8 68,2 65,6

Средняя глубина заделки клубней, см 17,0 16,0 18,0

Среднее квадратическое отклонение, см 1,2 2,6 2,4

Коэффициент вариации, % 7,1 16,3 . 13,3

Равномерность глубины заделки клубней, % 96,0 60,7 66,5

Смещение клубней от вериины гребня, см 0,6 4,5 3,5

Повышение равномерности глубины заделки клубней достигается сошниково-заделывающей группой за счет постоянного расстояния между уплотняющей поверхностью ложеобразователя и задней горизонтальной кромкой гребНвобраэователя, что позволяет образовать над клубнем слой почвы стабильной толщины.

Конструкция ложеобразователя, его крепление к гребнеобразо-вателю и относительное расположение по отношению к высаживающему аппарату, а также фрезерованная почва и технологический процесс формирования гребня способствуют точному расположению клубней относительно вершины гребня.

С целью всестороннего решения вопросов, связанных с агрегатированием, проводилась энергооценка в соответствии с ОСТом 1028-86 комбинированной двухрядной сажалки картофеля и лабораторно-полевой установки (четырехрядной комбинированной

15'

сажалки). Исходные данные для расчета энергетических параметров комбинированной сакалки получены с помощью тракторов Т-150К и МТЗ-82, оборудованных малогабаритной измерительной аппаратурой ЭМА-П ИП 153. Расчет энергетических показателей проводили на ЭВМ

Как показал анализ полученных результатов,удельные тяговое сопротивление и энергоемкость фрезы сажалки в зависимости от скорости агрегата, типа и состояния почвы находятся соответственно в пределах 0,07...О,60 кН/м и 20...37 кВт/м; от 60 до 8С$ эффективной мощности двигателя расходуется через ВОЫ трактора на привод рабочих органов комбинированной сажалки (в основном на привод фрезы).

В пятой главе "Производственная проверка комбинированной ей талки" изложены результаты агрооценки сакалки на Западной МИС (акт №7-40-8911/90)* которая подтвердила результаты лабораторно-полевых испытаний.

Эффективность комбинированной картофелесажалки определяли е технологии возделывания картофеля с ее применением, сущность которой заключается в следующем.

Осенью проводится обычная зяблевая обработка почвы. Органические и минеральные удобрения вносятся под зябь. В оптимальные агротехнические сроки проводится посадка клубней комбинированно! сажалкой, при этом выполняется предпосадочная фрезерная подгото! ка почвы, вносятся минеральные удобрения (припосевная доза) в в> двух лент несколько ниже, правее и левее от оси расположения кл; ней, окончательно формируется гребень из фрезерованной почвы (рис.12).

Рис.12. Схема сформированного гребня: I - собственно гребень; 2 - посадочный клубень; 3 - упло1 нениое ложе под клубень; 4 - мин* ральные удобрения (припосевная д ,-за); I - гона наибольшего уплотн иия фрезерованной почвы (ложе); Г1 - зона нормального уплотнения; Ш - зона наименьшего уплотнения.

В сформированном гребне образуются три зоны с различной ст пенью уплотненности фрезерованной лочяы: формирования уплате ни го дока для клубней; основная, сформированная в гребэнь, и наим нее уплотненная зона стыка двух сходящихся ее потоков за ложсоб разов&телем. Вследствие различия степени их уплотненности в

16

гребне создаются оптимальные водно-воздушный и питательный режимы. Так, например, первая зона способствует подъему влаги из ния-них слоев почвы к минеральным удобрениям, благодаря чему происходит ускоренное их растворение на соединения, доступные для поглощения корневой системой растений; вторая - сохранению влаги, третья, переходящая в отдельных местах в трещины, - доступу воздуха к клубням и выходу их ростков наружу в период появления всходов.

Другие агротехнические приемы по уходу за посадками не применяются. Для борьбы с сорняками на поверхность сформированных гребней вносят гербициды - зенкор ,и другие до или во время появления всходов. В течение вегетационного периода выполняется несколько комплексных химических обработок против переносчиков вирусов при инфекции, а также болезней и вредителей. Далее проводятся предуборочное удаление ботвы и комбайновая уборка урожая.

Сравнительные испытания различных технологий возделывания картофеля проводили согласно стандартной методике исследований по культуре картофель. Статистическую обработку экспериментальных' данных осуществляли методом дисперсионного'анализа.

Результаты сравнительных испытаний различных технологий возделывания картофеля (табл.2) показали, что применение комбинированной сажалки обеспечивает получение урожайности картофеля, выхода семенной фракции клубней и степени их пораженности фитофто-розом, профиля гребня и структурного состава в нем почвы,чистоты клубней в таре при комбайновой уборке на уровне голландской технологии. Соответствующие показатели общепримен.яемой технологии значительно ниже, например, урожайность в среднем на 40 ц/га. При этом создается возможность сокращения количества применяемых ма- . (шин, а также перевода картофеля в непропашную культуру.

В ше£Той_главе_"Экономическая оценка комбинированной са.:ал-ки картофеля" в соответствии с ГОСТом 23728-88 произведен расчет экономической эффективности комбинированной сажалки в технологии возделывания картофеля с ее применением. За базу для сравнения принято возделывание картофеля по общеприменяемой и голландской технологиям с учетом повышения урожайности клубней в среднем на 40 ц/га по голландской и технологий с применением комбинированной сажалки. Расчеты выполнены согласно технологическим картам на эозделывание картофеля по различным технологиям (табл.3).

I?

Таблица 2

Результаты сравнительных испытаний различных технологий возделывания картофеля

Урожайность, ц/га

Технологии ! 1987сГ 1988г! 1989г 1¡после'перед!

¡Выход[Твердость (Кол-во!Комо!Разви4-Кол-во ком-!Чисто-Шовреж-'семен4-почвы, мДа ¡стеб- 'сорня! тие !ков,%, раз-!та !денйя " ' . . . ! клуб-¡клубней

ней е'- ----

¡таре,

лей, !ков !фито-!мер6м, см шт/клу4перед !фторьг Г Г

!рустЗ! I »

бень !убор-!на 13...5 !кой, !клуб-! ,г/м2 ,няхД!

более !аРе'

%

оэ

Ойщеприменяемая 314 149 - 65 Д I,? 2 ,.4 ' 4,4 20,0 6,0 8,5 5,7 97,4 6,2

Заворовская 321 158 - 68,7 1,2 2,1 2,5 11,6 3,0 9,1 4,6 98,3 3,3

Голландская 358 164 256 72,1 0,8 1,0 5,0 6,0 2,5 3,3 0 99,2 2,9

С применением культиватора 343 170 292 71,0 0,9 1,2 4,6 7,5 2,5 4,2 0 99,1 3,5

С применением комбинированной сажалки 358 176 343 73,6 0,4 0,9 3,4 5,8 2,0 4,3 0 99,3 3,5

Примечание. Помимо данных для рассмотренных технологий, приведены также основные показатели' для заворовской технологии и технологии с применением культиватора КВК-4.

Таблица 3

ОЬновные технико-экономические показатели испытываемых технологий

!В расчете на I т кар- ! В % к общеприменяемой Показатели !_тофеля_! технологии_

__1 I ! П 1 Ш ! 1У 1 I 1 П ! Ш I 1У

Затраты ГСМ, кг 19,4 17,4 16,4 16,2 100 89,7 84,5 83,5

Затраты электроэнергии, кВт-ч 4,8 4,6 4,6 4,6 100 95,8 95,8 95,8

Затраты труда,

чел. -ч 4,2 3,9 3,9 3,8 100 92,8 92,8 90,5 Эксплуатационные

издержки, руб. 14,1 14,6 13,0 12,6 100 103,5 92,2 89,4

Капиталовложения в с.-х.технику,

руб. 27,5 32,0 25,4 24,5 1 00 116,4 92,4 89,1 Приведенные

затраты, руб. 18,2 19,4 16,8 16,3 100 106,6 92,3 89,5 Материалоемкость,

кг 29,8 25,7 27,6 25,0 100 86,2 92,6 83,9-

Примечание. I - общелрименяемая технология возделывания картофеля; II - голландская технология возделывания картофеля; Ш - технология возделывания каотофеля с применением двухрядной комбинированной сажалки; 1У - технология возделывания картофеля с применением четырехрядной комбинированной сажалки.

Установлено, что в технологии возделывания картофеля применение комбинированной сажалки позволяет снизить до все затратные показатели по сравнению с общеприменяемой и голландской; расход топлива за период весенней предпосадочной обработки почвы, посадки клубней с внесением припосевной дозы минеральных удобрений и междурядной обработки посадок до 46% по сравнению с общеприменяемой технологией.

Годовой экономический эффект от применения двухрядной комбинированной сажалки в технологии возделывания картофеля достигает 1860 руб. по сравнению с голландской технологией.

Повышение эксплуатационных затрат, капиталовложений и приведенных затрат по голландской технологии возделывания картофеля вызван высокой ценой импортной техники, что заметно отражается на амортизационных отчисления*» затратах на ремонт и значительно повышает экономию затрат на оплату труда и горюче-смазочные материалы

В седьмой .главе "Рекомендации" приводится схема опытного образца двухрядной навесной комбинированной сажалки картофеля с элеваторным высаживающим аппаратом и опускающимся бункером (рис.13), разработанного совместно с НПО "Белсельхозмеханизация на основании проведенных экспериментальных исследований, arpo-технических и энергетических испытаний экспериментального образ ца и лабораторно-полевой установки с учетом выявленный при этом конструктивных, компоновочных и технологических недостатков.

I i

Рис.13. Комбинированная навесная двухрядная, сажалка картофеля: I - рама: 2 - фреза; 3 - высаживающий аппарат элеваторного типа; 4 - опускающийся бункер; 5 - приводное колесо; 6 - сошниково-заделывающая группа (7 - ложеобразова-тель, 8 - гребнеобразователь); 9,11 - механизмы регулирования; 10 - копирующее колесо.

В сельскохозяйственном производстве нашей страны комбинирс Банную двухрядную сажалку картофеля рекомендуется применять на свободных от камней почвах в колхозах и совхозах для ведения семеноводства, а Также при возделывании картофеля в приуеадебж и фермерских хозяйствах, НИИ картофельного хозяйства, на олытш станциях с целью обеспечения проведения исследований по культу] и ведения первичного семеноводства.

Для возделывания картофеля по технологии с применением ко( бинированной сажалки в условиях хозяйств (площадь посадок 100 \ и более) необходимо разработать трех- (под картофелеуборочный комбайн КПК-3) или четырехрядную комбинированную сажалкуприн: работы и устройство основных рабочих органов которой должен

быть унифицирован с двухрядной. Эти сажалки можно будет агрега-тировать соответственно с тракторами класса тяги 3 кН (ДТ-75МВ, ДТ-175С, T-I50, T-I5QK, МГЗ-142), класса тяги 4 кН (Т-4А, универсальное энергетическое средство (УЭС) "Полесье").

(ИЩЕ ВЫВОДЫ

1. Предложены конструктивно-технологическая схема комбинированной сажалки и способ возделывания картофеля с ее применением (а.с. 1526597). Соитиково-эаделывающие рабочие органы сажалки (гребне- и лонеобразователи) в сочетании с фрезой обеспечивают в предложенном способе возделывания картофеля совмещение фрезерной обработки почвы, посадки клубней, внесения припосевной дозы минеральных удобрений, окончательного формирования профиля гребня заданных параметров.

2. Для гребней оптимальных параметров при междурядье 700 мм размеры сошниково-заделывающих рабочих органов следующие: длина гребнеобразователя 750 мм; размеры ложеобразователя (длина х ширина х ширина боковины) 400 х 120 х 150 мм.

3. С' помощью полученного уравнения регрессии обоснована область рационального расположения ложеобразователя, обусловленная его расстоянием Lx от входного канала гребнеобразователя

(56 Lx«J 216, мм) и глубиной Д, заделки клубней (12...22 см); определен допустимый диапазон угла наклона гребнеобразователя

J5 = 0...I3 град; установлено, что расчетное и экспериментальное значения высоты гребня, согласно F - критерию, адекватны.

4. Сошниково-заделывающие рабочие органы предложенной сажалки картофеля повышают равномерность глубины заделки клубней (среднее квадратическое отклонение 1,2 против 2,4 у сравниваемой КСМ-4А) и сохраняют на уровне серийно выпускаемых сажалок равномерность раскладки клубней. Агротехническая оценка комбинированной сажалки на Западной МИС (ШсТ $ 7-40-89 Л/90) подтвердила результаты лабораторно-полевых испытаний.

5. Удельные тяговое сопротивление и энергоемкость фрезы сажалки в зависимости от скорости агрегата, типа и состояния почвы находятся соответственно в пределах 0,07...О,60 кН/м и

20...37 кВт/м; от 60 до 8С$ эффективной мощности двигателя расходуется через ВОМ трак-гора на привод рабочих органов (в основном на привод фрезы). • ■ • • .

6. На основе сравнительных испытаний различных технологий

'21'

возделывания картофеля (общеприменяемой, голландской и с применением комбинированной сажалки) и с учетом данных БелНИИКПО установлено, что технология возделывания картофеля с применением комбинированной сажалки обеспечивает:

- получение на уровне голландской технологии урожайности картофеля, выхода семенной фракции клубней и степени их пораженное™ фитофторозом, профиля гребня и его структурного состава почвы, чистоты клубней и таре при комбайновой уборке (соответствующие показатели обпрприменяемой технологии значительно ниже, например, урожайность в среднем на 40 ц/га);

- снижение за счет совмещения операций до 16% затратных показателей всей технологии, в частности до 4&% расход топлива за период весенней предпосадочной уборки почвы, посадки клубней с внесением прилосевной дозы минеральных удобрений и междурядной обработки посадок,по сравнению с общеприменяемой технологией;

- сокращение числа применяемых машин;

- перевод картофеля в непропашную культуру;

- получение годового экономического эффекта до 1860 руб. в расчете на одну машину по сравнению с голландской технологией.

7. Результаты исследований использованы для разработки опытной комбинированной сажалки картофеля. При возделывании картофеля с междурядьем 700 мм рекомендуется применять двухрядную комбинированную сажалку с тракторами класса 1,4-2 кН, трехрядную - 3 кН, четырехрядную - 4- кН.

1. Возделывание картофеля с применением комбинированной сажал* ки // Механизация и• электрификация сел. хоз-ва. - 1989 - JM. - - С. 9-II (соавторы: И.Р.Размыслович, Н.В.Кононученко,

Н.М.Кандаулов, А.А.Мелешкевич).

2. Новым технологиям -новые машины // Достижения науки,и техни ни в АПК. - 1990. - №5. - С. 35-36 (соавторы: И.Р.Раомыслови Н.В.Кононученко, А.А.Мелешкевич, М.Б.Угланов).

3. A.c. 1526597 (СССР). Сажалка картофеля / И.Р.Размыслович, Н.С.Маруда, Н.В.Кононученко и др. - Опубл. в Б.И,- 1989. -№4

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах