автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Механико-технологическое обоснование системы машин для рисоводства

РГ в 1>А

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЁКТНО-

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВНИПТИМЭСХ)

На правах рукописи

ЧЕБОТАРЁВ МИХАИЛ ИВАНОВИЧ

МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ РИСОВОДСТВА

05.20.01 - мехамшиня сельскохотяйствснного производства

Дисссртаиня на соискание учёной степени доктора технических наук в виде научного доклада

Зерноград 1997

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте риса и Кубанском государственном аграрном университете.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор Маслов Геннадий Георгиевич

- доктор технических наук, старший научный сотрудник Беспамятнова Наталия Михайловна

- доктор технических наук, профессор Лаврухин Владимир Александрович

Ведущая организация - Кубанский научно-исследовательский институт испытания тракторов и машин.

Защита состоится « ¿У» 997г. в 10 часов на заседании

V

диссертационного совета Д 020.36.01 во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 347720, Ростовская область, г.Зерноград, ул. Ленина, 14, ВНИПТИМЭСХ.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке ВНИПТИМЭСХ.

Научный доклад разослан - ■ 1997 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность, Рисоводство - магериало- и энергоёмкая сельскохозяйственная отрасль, что в значительной мере обусловлено несовершенством системы машин, специфическими особенностями культуры и технологий её возделывания, из-за которых использование машин общего назначения сопряжено с большими трудностями, а иногда и невозможно.

В процессе возделывания и уборки риса применяется более 90 наименований технических средств, из которых 70 - машины общего назначения, а остальные - специализированные технические средства, дорожные и мелиоративные машины. В этой связи разработка и создание системы машин для рисоводства, обеспечивающей существенное сокращение затрат на производство риса, его конкурентоспособность и улучшение потребительских свойств, является акту-а-И.ной научно-технологической проблемой.

Многолетние исследования, составившие основу диссертации, были направлены на комплексное обоснование, разработку и внедрение в производство машин специального назначения, новых экологически безопасных и ресурсосберегающих технологий возделывания и уборки риса и выполнялись в соответст-\ вии с государственными и отраслевыми планами научных исследований по рису по проблеме 16.04 «Разработка и исследования средств механизации возделывания и уборки риса» (1971-1975 гг.), научно-технической программе 0.51.03 «Создать высокопродуктивные короткостебельные, иммунные сорта риса с потенциальной урожайностью 90-110 ц/га. отличающиеся высокими технологическими качествами зерна и пищевыми свойствами рисовой крупы» (1977- 1980 гг.), целевой комплексной научно-технической программе 0Ц 0.35 «Создание и освоение высокопродуктивных сортов риса, технологических процессов и оборудования для его возделывания, уборки и послеуборочной обработки» (19811985гг.), научно-технической программе 0.51.03 «Разработать и внедрить комплексные системы производства зерна риса для основных зон его возделывания» (1986-1990 гг.), федеральной научно-технической программе «Разработать и внедрить в производство новые высокоурожайные, иммунные сорта риса, экологически чистые, ресурсосберегающие технологии его возделывания, высокопро-

изводительные технические средства, оборудование и технологии переработки риса», «Рис России» (1992-1995 гг.), научно-техническим программам О.с х.101, О.схЛОЗидр.

В выполненных исследованиях, разработках и изобретениях осуществлено теоретическое обобщение и решена крупная проблема, имеющая важное народнохозяйственное значение, по созданию и обеспечению отечественного рисоводства новыми ресурсосберегающими, экологически безопасными машинами и технологиями производства риса.

Цель работы - разработать и внедрить в производство новые технические средства и технологические комплексы машин, составляющие современную систему машин для рисоводства и являющиеся основой экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий возделывания и уборки риса.

Методы исследований. При анализе состояния механизации рисоводства и технических средств для возделывания и уборки риса использовались обширная научная и производственно-экономическая информация, модифицированная теория систем. Перспективность выбранных направлений исследований оценивалась современными методами прогнозирования, в том числе методом системного анализа принимаемых решений, разработанного автором. При обосновании и разработке машин и их рабочих органов применялись методы классической механики, теория планирования эксперимента, ^етоды эвристического анализа, видео- и киносъёмка, тензометрирование, специальные методики исследований и лабораторно-полевые установки, разработанные автором или с его участием.

Лабораторно-полевые исследования и хозяйственные испытания новых машин и технологических комплексов проводились в соответствии с ОСТ и

I

ГОСТ на испытания новой техники.

Объекты исследований. Объектами исследований являлись технологические процессы обработки почвы и уборки риса, технологические комплексы машин для их реализации, рабочие органы и отдельные технические средства.

Научная новизна работы представлена новой концепцией и программой создания и развития системы машин для рисоводства, заключающейся в учёте биологических особенностей риса, а также:

- теоретическими основами взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин активного и пассивного типов с тяжёлыми почвами сухих и залитых водой рисовых чеков;

- методом теоретического расчёта энергетических затрат на обработку почвы рабочими органами почвообрабатывающих машин;

- методом системного анализа перспективности новых технических средств и технологических комплексов машин;

- механико-технологическим обоснованием разработанных рабочих органов машин и технологических комплексов для обработки сухих и залитых водой рисовых чеков, уборки риса и его незерновой части;

- конструкциями 18 новых машин для рисоводства;

- новыми технологическими комплексами машин для возделывания и уборки риса, включенным«! в «Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986-1996 гг. и до 2000 года» под шифрами РТК 33-01; РТК 33-02.01; РТК 33-03; РТК 33-04; РТК 33-07; РТК 33-08.02; РТК 33-09.02;

- новыми технологиями возделывания и уборки риса, основанными на использовании машин рисоводческого назначения.

Новизна разработанных технологических и технических решений подтверждена 23 патентами и авторскими свидетельствами на изобретения, из которых 12 внедрены в машины, поставленные на серийное производство, а-2 патен-■ та Щ (^овые способы возделывания риса и планировки рисовых чеков используются в рисоводческих хозяйствах Российской Федерации и стран СНГ.

На защиту выносятся: новая концепция создания и развития системы машин для рисоводства, представленная новыми технологическими комплексами машин для обработки сухих и залитых водой рисовых чеков, улучшения их гидромелиоративного состояния, уборки риса и его незерновой части; прогноз развития почвообрабатывающих машин и орудий для рисоводства; уточнённая . теория взаимодействия рабочих органов фрезерных машин; с почвой; метод теоретического расчёта энергетических затрат на обработку почвы Машинами с различными рабочими органами; принципы обоснования и разработки машин для выполнения мелиоративных работ, обработки и планировки залитых водой че-

ков; новые способы и технологии обработки и планировки рисовых полей с использованием рисоводческого трактора МТЗ-82Р и лазерной системы САУЛ-1; системный метод оценки эффективности принимаемых решений при разработке новых машин; теоретическое обоснование новых молотильно-сепарирующих устройств очёсывающего типа для рисоуборочных комбайнов; конструктивно-технологические схемы, технические решения и конструкции новых машин рисоводческого назначения и их параметры, внедрённые в производство и защищенные 14 патентами и авторскими свидетельствами; результаты агротехнической, технико-эксплуатационной, энергетической оценок и экономической эффективности новых машин, технологических комплексов и технологий возделывания и уборки риса. I

Практическая значимость работы заключается в разработке концепции и программы механизации рисоводства, представленной в федеральной научно-технической программе по рису «Рис России» на 1992-1995 гг. и комплексной программе развития рисоводства в Российской Федерации «Рис Росши»; в разработке научно-методических основ создания и совершенствования системы машин для рисоводства; в разработанных технологических комплексах машин для возделывания и уборки риса; в технологическом обосновании и создании новых машин для обработки и планировки сухих и залитых водой чеков, в том числе с использованием лазерных систем, выполнения кротодренажных работ, улучшения гидромелиоративного и водно-воздушного режимов рисовых полей; молотильно-сепарирующих устройств рисоуборочных комбайнов.

Реализация результатов исследований представлена:

- агротехническими (исходными) требованиями на разработку 18 машин для возделывания и уборки риса;

- поставленными на серийное производство машинами рисоводческого назначения, включая: плуги чизельные ПЧН-2,2, ПЧН-3,2; плуг-лущильник семи-корпусной ПЛН-7-25; культиватор чизельный навесной КЧН-4А; рыхлитель рисовый РР-3,0; фрезу рисовую ФР-2,7; мала-планировщик рисовый МПР-4,2; бо-роздодел катковый БКН-150; кротователь КН-1М; бороздодел рисовый БРН-1; трактор рисоводческий МТЗг82Р; комбайн рисоуборочный СКР-7 «Кубань»; гу-

сеничный энергетический модуль ГЭМ-100 с рисовой жаткой ЖВР-5; измельчитель рисовой соломы к рисоуборочному комбайну;

- рекомендациями и технологическими паспортами по настройке, особенностям эксплуатации и эффективному использованию новых машин;

- новыми способами обработки и планировки сухих и залитых водой рисовых чеков, внедрёнными в практику рисоводства;

- книгами, рекомендациями, методическими указаниями и учебными пособиями по механизации возделывания и уборки риса, предназначенными для учёных, рисоводов, учащихся профтехучилищ, студентов вузов и техникумов;

- внедрёнными в рисоводческих хозяйствах Краснодарского края и других зонах России новыми технологическими комплексами машин для возделывания и уборки риса.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждена достаточно высокой сходимостью результатов теоретических ¡4 экспериментальных исследований, обработка которых осуществлялась современными методами математической статистики, корреляционного и регрессивного анализов с использованием ПЭВМ; положительными результатами ведомственных и государственных испытаний новых машин; широкой апробацией и одобрением работы на НТО МСХ и Госагропрома СССР и России, Всесрюзных и республиканских координационных совещаниях по проблемам риса, международных симпозиумах, заседаниях государственных комиссий по результатам испытаний машин рисоводческого назначения, в конструкторских бюро и рисоводческих хозяйствах.

Апробация работы. Основные положения, результаты исследований и разработок, включённые в диссертацию, доложены, обсужден£| и получили одобрений на объединенном научно-техническом совете МСХ, Минсельхозмаша и Госкомсеяьхозтехники СССР по механизации рисоводства (1973 г.), на Всесоюзных и Всероссийских совещаниях рисоводов (1975-1993 гг.); на координационных научно-технических совещаниях и семинарах по выполнению государственных научно-технических программ по рису (1978-1991 гг.); на Всесоюзной научной конференции по проблемам земледельческой механики (1978 г.); на международных научных семинарах и симпозиумах в Японии (1987 г.), Венгрии

(1989 г.). Индии (1991 г.), Вьетнаме (1990 г.), Ктае/{\992 г.); научных конференциях ВИМа, ВИСХОМа, ВНИПТИМЭСХа. Кубанского СХИ и Кубанского госагроуниверситета, НПО «КазсельхозмеханизаЦия», САИМЭ (г.Янгиюлъ), на научно-технических совещаниях в ГСКБ ПО МТЗ, ГСКБ ПО «Красный Аксай», ГСКБ по ирригации (г. Ташкент), ГСКБ ПО «Ростсельмаш». ГСКБ ПО «Таганрогский комбайновый завод», ГС(<Б по рисоводческой технике (г. Краснодар). СКБ -завода «Краснодаррисмаш», Курского филиала ГСКБ завода «Октябрьской Революции»; на научно-технических советах по механизации, электрификации и автоматизации сельского хозяйства департамента сельского хозяйства н продовольствия Краснодарского края; на расширенном заседании научно-технического совета отдела механизации. Всероссийского НИИриса (Краснодар. 1994 г., работа доложена полностью); на расширенном заседании кафедр факультета механизации сельского хозяйства Кубанского госагроуниверситета (г. Краснодар, 1997 г., работа доложена полностью).

За разработку интенсивных технологий возделывания и уборки риса, создание новых машин для их реализации автор был награжден в 1981 г. бронзовой, а в 1987 г. золотой медалями ВДНХ СССР. В 1986 г., в числе ряда авторов создания рисоводческого трактора МТЗ-82Р, стал лауреатом премии Минсельхоз-маша СССР «За лучшук? машину года». В 1994 г. рисоуборочный комбайн СКР-7 «Кубань», одним (А создателей которого является автор настоящей работы, по результатам работы в Австралии награждён высшей наградой Мексиканского международного института маркетинга «Алмазной звездой качества». За внедрение изобретений и патентов новых машин в производство автор награжден знаком «Изобретатель СССР».

Публикации. Общее количество публикаций по теме диссертации представлено 93 работами, включая 3 книги, 2 брошюры, 2 учебных пособия, 5 методических указаний и рекомендаций, 26 патентов и авторских свидетельств на изобретение, общим объёмом около 50 печатных листов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Сущность проблемы разработки системы машин для рисоводства, задачи исследований.

Посевы риса в Российской Федерации занимают площадь 280-300 тыс.га. Общий ирригационный фонд составляет 540 тыс.га. Валовое производство риса колеблется в пределах 900 тыс.т и может быть увеличено, в первую очередь, за счёт разработки новых и совершенствования существующих технологий на базе новых технических средств и высокопродуктивных сортов, что позволит ликвидировать его закупки за рубежом, составляющие 400-600 тыс.т ежегодно.

Система машин для рисоводства, представленная в "Системе машин для сельскохозяйственного производства на 1981-1985 гг. ", состояла в основном из машин общего назначения и включала в себя лишь 27 наименований специализированных машин и приспособлений, из которых промышленностью выпускалось только десять, что создавало громоздкость технологий, их высокую энергоёмкость, приводило к нарушению требований экологической безопасности.

Появление отдельных технических средств решало частные задачи механизации некоторых технологических процессов, не увязывалось с комплексом машин для возделывания и уборки риса и не меняло неблагоприятного положения с механизацией отрасли. При создании машин практически не учитывались биологические особенности сортов риса, специфика «рисовых почв», гидрологические условия рисовых оросительных систем. Отсутствовали концепция создания машин для рисоводства, методологические основы её разработки.

Анализ указанной проблемы глубоко и всесторонне освещен в 29 научных работах, изложен в научных докладах на Всесоюзных и региональных конференциях и совещаниях в 1977-1995 гг., в «Прогнозе развития механизации растениеводства на период до 2005 г.» / 30 /, общесоюзной и зональных системах машин для сельскохозяйственного производства на 1981-1985 гг. и 1986-1995 гг. и до 2000 г., в «Системе ведения сельского хозяйства Краснодарского края в 19901995 гг.» /18, 25. 33, 37/. Концепция, развёрнутая программа развитая механизации рисоводства, создания и внедрения системы машин на 1990-1995 гг. и длительную перспективу, разработанные с непосредственным участием автора.

включены в федеральную научно-техническую программу «Рис России» на 19921995 гг. и комплексную программу развития рисоводства в Российской Федерации «Рис России», разработанную в 1993 г.

Проблемы механизации рисоводства касались многие учёные, внесшие большой вклад в становление и развитие отечественного рисоводства. Среди них академики Алёшин Е.П., Неунылов Б.А.. Романенко Г.А., учёные Величко Е.Б., Джулай А.П., Зайцев В.Б., Кириченко К.С., Криволапое И.Д.. Натальин Н.В., Шадрин А.Т., Щупаковский В.Ф., Сметанин А.П.. Агарков В.Д.. Тур Н.С., Попов В.А., Парфенюк A.A., Шашенко В.Ф.. Кучеренко В.В. и другие исследователи. Ими установлены специфические особенности возделывания риса в северных широтах, существенные отличия его возделывания от суходольных культур. В работах названных учёных неоднократно отмечалась необходимость создания отечественной системы машин для рисоводства, указывались недостатки применяемой техники при возделывании и уборке риса.

В создании машин для отечественного рисоводства в большинстве случаев оказался неприемлемым зарубежный опыт. Если в мировой практике рис возде-лываенгя. как правило, на лучших земельных массивах и в основном по рассадопосадочной технологии, то в России под рис отведены площади, большей частью ранее неиспользуемые или непригодные для возделывания суходольных культур, и применяются технологии с «прямым» посевом семян риса в почву. Помимо задач рисоводческого значения, решение которых определяет конструктивно-технологические особенности машин, при их разработке и создании приходится решать целый комплекс проблем, связанных с окультуриванием земель, экологической безопасностью технологий и агроландшафтов. что требует ^чёта множества разнородных факторов, составляющих единую сложную систему требований и большое число ограничений.

В качестве методологической основы разработки и создания машин для рисоводства нами использовались теория систем, разработка которой выполнена В.Н.Бусленко, Л.Берталанфи, Л.С.Лэсдоном, Дж.Расти и модифицирована в ряде работ академика Э.И Липковича.

Анализ состояния проблемы с учётом выбранных объектов исследования обусловил необходимость постановки и решения следующих задач:

- исследовать процессы обработки рисовых чеков, обосновать их технологические параметры и конструктиЬные элементы почвообрабатывающих,машин и орудий;

- разработать основы аналитического метода энергетической оценки почвообрабатывающих машин с активными и пассивными рабочими органами;

- разработать методику и выполнить прогноз перспектив развития почвообрабатывающих машин для рисоводства;

- разработать системный метод оценки эффективности новых технических решений с учётом их значимости и экономической целесообразности;

- обосновать конструктивно-технологические схемы и выполнить конструкторские решения новых рабочих органов и машин для обработки и планировки залитых водой рисовых чеков, улучшения гидромелиоративного состояния рисовых оросительных систем, уборки риса;

- исследовать и обосновать технологические комплексы машин для основной и предпосевной обработок почвы;

- исследовать и обосновать технологический комплекс машин для улучшения почвенно-гидрологического состояния рисовых чеков;

- исследовать и обосновать технологический комплекс машин для обработки и планировки чеков, залитых водой, с лазерной системой контроля качества работы;

- исследовать и обосновать параметры новых молотильно-сепарирующих рисоуборочных комбайнов и приспособлений для измельчения рисовой соломы;

- определить комплексную агротехническую, энергетическую и технико-экономическую эффективности ратмботанных технологий и технологических комплексов машин.

1. Механико-технологическое обоснование машин и технологических комплексов для основной обработки почвы.

Результаты обоснования машин и технологических комплексов дяя основной (осенней) обработки почвы изложены в 14 работах и публикациях и отражены в пяти агротребованиях на машины для обработки рисовых чеков.

Долгое время Считалось, что основными задачами осенней обработки почвы являются создание условий для интенсивного протекания процессов восстановительного характера, улучшение физико-механических свойств по ;;.ы и борьба с сорной растительностью. Этим и обосновывалось применение на вспашке чеков лемешных и дисковых плугов. Пашня, выполненная этими плугами, имела крупноглыбистый состав, пласты достигали длины 1-3 м, что, по мнению исследователей, обеспечивало активное проникновение кислорода в пахотный слой, протекание восстановительных процессов, разуплотнение почвы, снижение твёрдости, хотя при этом не учитывались негативные последствия такой обработки - низкое качество, неэффективность борьбы с корневищными сорняками, значительное искажение спланированной поверхности чеков, необходимость выполнения большого количества послеплужных обработок и планировочных работ, резкое увеличение энергоёмкости технологии обработки.

В результате многолетних исследований машин для основнрй обработки -лемешного, дискового, ротационного и чизельного плугов - установлено, что при вспашке в первую очередь изменяются физико-механические характеристики почвы /3,5,6,14.40/. Так, твёрдость почвы в пахотном горизонте после обработки снижается с 1,21-0,62 до 0,81-0,41 МПа. Плотность же изменяется несущественно и, в частности, на лугово-чернозёмной и лугово-чернозёмовидной почвах достигает величины 1235-1240 кг/м1.

Учитывая актуальность проблемы уплотнСПия почвы, автор проводил лабораторные опыты в шести вариантах, где искусственно создавалась плотность почвы от 1000 до 1500 кг/м3, и полевые эксперименты в трёх вариантах, когда почва перед обработкой уплотнялась катками до величины 1400-1500 кг/м3. В результате этих исследований установлено, что после затопления водой споем 0,12-0,20 м в течение вегетационного периода происходит естественное изменение плотности почвы. Рыхлая почва (величина плотности 1000-1200 кг/м3 ) самоуплотнялась, а плотная (1300-1500 кг/м3), - разуплотнялась, приближаясь к некоторому равновесному состоянию, характеризуемому плотностью 1235-1250 кг/м3. Уплотнение почвы при обработке в полевых условиях оказывало влияние лишь на увеличение тягового сопротивления почвообрабатывающих орудий, ко-

торое возрастало в 1,27-1,34 раза, и на энергоёмкость технологического процесса . .

Полученные нами выволы полностью согласуются с выводами известных ученых, занимающихся физикой почв Ревутом И.Б., Лебедянцевым А.Н., Фран-цессоном и др., установившими существование равновесной плотности для различных суходольных типов почв при возделывании ряда сельскохозяйственных культур. 1

С плотностью почвы связана её водопроницаемость. Уплотнение дна борозды, характерное в большей степени для лемешного и дискового плугов и в меньшей для ротационного, приводило к резкому снижению скорости фильтрации, накоплению влаги в пахотном слое, что ухудшало просушку чеков в межполивной период. Л(<шь рабочие органы чизельного плуга при обработке оставляли «рваное» дно борозды, практически не нарушая капиллярной связи с под-1 пахотным горизонтом. Осенняя обработка не приводит к существенному изменению влажности почвы. Пахотный слой остаётся переувлажнённым, влажность почвы находится в пределах 23-26% и лишь при наступлении заморозков снижается. В весенний предпосевной период она вновь повышается до 24-26%, что вызывает задержку предпосевных обработок, способствует активному развитию сорной растительности. Наиболее эффективным и практически единственным путём снижения влажности является внутричековый дренаж, позволяющий отводить избытки влаги за пределы чека.

• Исследование характера искажения выровненной поверхности чеков при обработке почвы различными машинами и орудиями показало, что вспашка лемешным и дисковым плугами приводит к образованию крупных глыб, свальных гребней и развальных борозд. Отклонения отметок при этом достигают величины ±0,28-0,4л/, в то время как исходная разность отметок составляет не более +0,03 - 0,05л1. Низюте качество обработки лемешным и дисковым плугами приводило к увеличению в 3-4 раза объема планировочных работ и послеплужных обработок в предпосевной период.

При обработке чеков ротационным (подача на нож 5=0,195-0,160.«) и чи-. зельным плутами разность отметок не превышала ±0,12 - 0,20 м. Пахотный слон

Оценку влияния способа осенней обработки на окислительно-восстановительные процессы, протекающие в пахотном слое после сброса воды с чеков, проводили в течение трёх лет по методике Старжис-Неунылова, с учётом особенностей эксперимента, путём определения количества кислорода в почве. Данные исследований /6,8,9/ показали, что процесс окисления восстановленных соединений в почве начинается сразу же после сброса воды с чеков и протекает в этот период наиболее интенсивно (рис.1). В межполивной период окислительные процессы характеризовались небольшим накоплением кислорода, количество которого было в 8-10 раз меньше, чем в начальный период. Это указывает на то, что к началу осенних обработок почвы окисление восстановленных химических соединений практически завершается и вид обработки, а также структура пахотного слоя (крупноглыбистая или мелкофракционная) на их усиление или замедление влияния не оказывают. Определяющим условием сохранения накопленного количества окисленных соединений в межполивной период является влажность пахотного слоя, отсутствие его подтопления грунтовыми водами и атмосферными осадками, что, как показано выше, напрямую связано со способом обработки и машинами для её выполнения.

Рис.1 Изменение количества восстановленных продуктов в пахотном слое почвы рисового чека в межполивной период. 1 - при обработке ротационным плугом; 2- при обработке дисковым плугом;3 - при обработке лемешным плугом.

Степень уничтожения сорняков исследуемыми плугами также различна. Так, при обработке почвы лемешным и дисковым плугами уничтожается или погибает от промерзания в зимний период лишь 12-15 % корневых остатков сорняков, которые залегают на глубине - 0,18-0,20 м и выворачиваются при вспашке на поверхность. Основная же их часть, расположенная в верхнем слое почвы, заделывается в нижние горизонты, где консервируется, что приводит к постоянному накоплению корневых запасов болотной растительности в чеках. Ротационный плуг, перемешивая при обработке почвенные слои, выносит до 25% корне-

вых остатков сорняков на поверхность почвы. Около 7-8 % их уничтожается при воздействии Г-образных ножей. Более эффективен на обработке чеков и уничтожении болотной растительности чизельный плуг. Следует подчеркнуть, что в конструкции чизельного плуга, который создавался специально для обработки чеков (патент № 1798953), реализованы технологические достоинства ротационного плуга - минимальное искажение горизонтальной плоскости чеков, высокое качество крошения почвы, и приданы новые - низкая энергоёмкость, способность сепарировать пахотный слой, обеспечивать вынос корневых зачатков сорняков в верхний горизонт почвы. При обработке плоскорежущие лапы, плуга отделяют пахотный пласт от подошвы и приподнимают его. Попадая на расположенные на концах плоскорежущих лап ворошители, размещённые под углом 4852°, пласт продолжает подниматься, подвергаясь интенсивному крошению. При этом происходит активная его сепарация, в процессе которой клубни и корневища болотных сорняков, находящиеся в обрабатываемом слое, перемещаются в верхние горизонты почвы или выносятся на поверхность.

Экспериментальные исследования чизельного плуга на обработке рисовых чеков показали, что производительность вспашки этим Плугом в 2,2-2,7 раза превышает производительность вспашки лемешным плугом и составляет 0,84 га/ч, расход горючего снижается на 76-82% . Надёжность конструкции - 99%. Несмотря на то, что степень заделки пожнивных и растительных остатков чи-зельным плугом хуже, чем у лемешного и ротационного плугов (58,3 % и 65,4% соответртвенно), это не мешает предпосевным обработкам. Активный вынос из обрабатываемого слоя 30-35% клубней клубнекамыша и корневищ тростника на поверхность почвы приводит к их уничтожению в осенне-зимний период. Для 55-60% их запасов расположенных в верхнем 0-0,Ы горизонте создаются благоприятные условия для вегетации в весенний период, что позволяет уничтожать их в допосевной период путём механической обработки. Количество гербицидов, применяемых для уничтожения болотной сорной растительности при этом сокращается в 1,48-1,54 раза.

Учитывая, что в 80-е годы, в связи с интенсивным развитием рисоводства в СССР, резко усилились научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новых машин для возделывания и уборки риса, часто одно-

го и того же назначения, автором, после проведённых технологических исследований, был выполнен прогноз перспективных направлений и тенденций развития почвообрабатывающих машин /7,14,17,18/. При выполнении прогноза отбор изобретений и патентов проводился по разработанной нами структурной схеме классификации, учитывающей специфику применения машин в рисоводстве. Перевод патентной информации в качественные характеристики выполняли путём определения коэффициента полноты изобретения

Кп= '=| „ I . (1)

где Р„ - оценка изобретения) в баллах, представленная как член харакгери-

!

стической матрицы; ц>(1) - функция! нормирующая вес характеристик в ранжированной последовательности, составленной из этих характеристик; л - количество характеристик; Рт1? - максимально возможная оценка изобретения, в баллах.

Для каждого изобретения оцйнки Ря определялись в соответствии с разработанной генеральной определительной таблицей (ГОТ), на основании которой и . формулы (I) разрабатывался алгоритм транспонирования качественных особенностей патентного решения в коэффициент полноты и составлялась характеристическая матрица. После оценки единичного изобретения для определения перспективности выделенных конкурирующих групп патентных решений, находились приведённый и номинальный Лотоки изобретений и обобщённый коэффициент полноты.

¡Мн(0№

-и- , (2)

где А'^ - обобщенный коэффициент полноты изобретений; Мн - приведенный поток изобретений; Ы„ - номинальный поток изобретений; /„, (, - начало и конец ретроспективного периода оценки.

В качестве критерия перспективности почвообрабатывающих машин и орудий в технически развитых зарубежных странах (Англии, Германии, Голландии, США, Франции, Японии) принимался коэффициент экспоненциальности:

Ь = -

/

(3)

где N - количество ежегодно поступающих патентов по исследуемому направлению; - количество патентов на начало прогнозируемого периода; I - время прогноза, в годах.

Анализ результатов прогнозирования показал, что как в нашей стране, так и за рубежом'в #70-е годы и середине 80-х годов быстрыми темпами осуществлялось создание ротационных машин с рабочими органами приводного и бесприводного типа, комбинированных плугов, плугов для безотвальной обработки почвы, что подтвердило правильность выбранного направления исследований /7,9,25,27.30,37,40,57/.

Ротационный плуг, как показано выше, обеспечивая высокое качество обработки, в то же время отличался повышенной энергоёмкостью в сравнении с лемешным и дисковым плугами ( рис.2). С целью поиска путей снижения энергоёмкости ротационного плуга автором был разработан метод расчёта энергетических затрат, основанный на определении поверхности среза почвы рабочими органами, который может быть использован для оценки энергоёмкости других

фрезерных почвообрабатывающих машин /2,11,17/. • &

•ч <

и

V

а 3

N

1 1

Рис.2 Изменение удельной энергоёмкости плугов на осенней обработке чеков в зависимости от скорости движения: 1, 3 - Бур ротационного плуга при подаче на нож: 8=0,135 ми 5=0,25 м; 2-ЕуД дискового плуга; 4 - Еул лемешного плуга.

Ц? Ц ¿5 й \1„?/с

Для определения суммарной поверхности среза почвы рабочими органами ротационного плуга была предложена формула:

¿•с

5-6

+ -(п-Я)2

г2-Х2

(4)

где Ь - длина пути резания; С - ширина захвата плуга; 5 - подача на рабочий орган (нож); Ь - длина полки рабочего органа; / - длина дуги резания; /? -радиус фрезбарабана; : - число Г-образных ножей на диске; Я. - показатель кинематического режима.

Анализ формулы (4) дал возможность найти новое техническое решение, в соответствии с которым в конструкции ротационного плуга ПР-2,7 в качестве пассивных рабочих органов были применены черенковые ножи, размещаемые по ходу стойки Г-образного ножа. Это позволило снизить энергоёмкость технологического процесса в 1,1 -1,5 раза.

Определять поверхность среза почвы рабочими органами лемешного и дискового плугов можно по формуле:

Q« ^- (м

где £>,„, - поверхность дна борозды; - поверхность стенки борозды; п,; - число корпусов, срезающих почву на участке шириной С.

Представив в формулах (4), (5) Л=С=!л1, получали удельные поверхности среза почвы' различными плугами Q>■, что давало возможность их сравнивать, определять работу, затрачиваемую плугами на обработку, оценивать качество крошения почвы, выбирать оптимальные режимы работы машин:

Аоб = К-9у-ь, (6) I

где к„ - коэффициент удельного сопротивления, Л - глубина обработки,

Энергетические показатели работы фрезерных машин определяются динамикой и кинематикой его рабочих органов. При разработке теории взаимодействия рабочих органов фрезерных машин с почвой автором установлено несоответствие в элементах динамики процесса отрезания почвенной стружки Г-образным ножом. Так, при определении усилий рабочих органов фрезерных машин считалось (Г.Н.Синеоков, П.В.Павлов, И.М.Панов, Ф.М.Канарёв, МУ.БоЬпе и др.), что фрезбарабан вращается вокруг оси равномерно с частотой©. Однако в реальных условиях, когда рабочие органы испытывают переменное сопротивление почвенной среды, преодолеваемое не только силой привода, но и силами

инерции вращающихся масс, частота вращения постоянно колеблется и отличается от расчётной. Теоретический анализ силовой характеристики процесса взаимодействия рабочего органа фрезерной машины с почвой позволил учесть силы инерции всех вращающихся элементов и привести их к тем рабочим органам, которые в рассматриваемый момент взаимодействуют с почвой (рис.3) /10,12,17/.

А Я *

\

1 у

Рис.3 Динамическая характеристика взаимодействия рабочего органа фрезерной машины с почвой:

М|, Мг, - точки характеризующие положение рабочего органа, - сила привода, К," - центробежная сила инерции;

- сила трения почвы по поверхности рабочего органа; Рт - сила веса почвы, находящейся на рабочем органе; -сила сопротивления почвы.

Как видно из рис.3 силе сопротивления резанию Л. противодействует не сила привода , получаемая рабочим органом от внешнего источника энергии, а равнодействующая силы привода и тангенциальной составляющей сил инерции вращающихся масс фрезерной машины, Р,.

Если для определения значения силы привода формула была известна, то для нахождения величины силы Р, была предложена зависимость:

(7)

где к„ - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность вращения фрезбарабана, к„ =0,94-0,96; а- угол наклона вектора силы ¥н к оси абсцисс; (5„ - угол между вертикалью и радиусом фрезбарабана в момент входа ножа в почву; т„ - приведённая масса рабочего органа:

2тт _ тв-Я2+т11-В.^-г0(1 + 2к2)

т„ =

&ирн +

Л2[1 + А.2 - 2Х ■ Сох(р„ - а«;]'

(8)

п„ - число дисков на фрезбарабане; : - число рабочих органов на диске; zc -число рабочих органов на одной стороне диска; т - сомножитель, выбираемый по таблице (Мелихов В.В., 1979); т, - масса вала с дисками и крепёжными соединениями; т„ - масса рабочего органа; R„ - расстояние от центра тяжести рабочего органа до оси вращения; :„ - общее число рабочих органов на фрезбарабане; ю/ - угол поворота фрезбарабана.

С учётом влияния силы F, силу резания почвы рабочим органом Fa предлагалось определять геометрической суммой сил привода F, и тангенциальной составляющей силы инерции F-:

(9)

На холостых оборотах фрезбарабана, при ¡отсутствии нагрузки, сила F„ незначительна и идёт, в основном, на преодоление сил сопротивления в системе привода, а тангенциальная сила инерции, как показали расчёты, достигает 200 Н. В этом случае направление результирующей силы f, почти совпадает с направлением тангенциальной силы Ft (рис.3). Когда же рабочий орган начинает испытывать сопротивление почвы, то резко возрастает сила привода, вследствие чего угол между векторами силы привода и результирующей силы уменьшается. Следовательно, на рабочем участке циклоиды сила резания может отклоняться от касательной к траектории на некоторый угол Д < v . Наибольшей величины -12-14° угол Д достигает на начальном участке траектории резания стружки.

Данный вывод позволил объяснить причину несовпадения направления векторов силы резания Fa и силы привода F„ , которое отмечалось в работах Г.Н.Синеокова, П.В.Павлова, О.С.Марченко, W.Sohne, H.Betnacki и др., и предложить формулу для определения угла между ними:

F

Д = v - arcSin(— ■ Sim), (10)

Fa

где v - угол между радиусом фрезбарабана и нормалью к траектории движения рабочего органа.

Новые технические средства, разработанные в результате исследований -плуги оборотный, ротационный и чизельный, включены в технологические ком-

плексы машин для рисоводства: РТК- 33-01; РТК 33-02.01: РТК .>.>-03: РТК 33-04.

3. Исследование и обоснование параметров технологии и машин для предпосевной обработки почвы.

Результаты исследований почвообрабатывающих машин для нредпосев-ной обработки почвы, обоснование параметров технологических процессов и конструкций машин изложены в работах /10,12,14.19.20,23.25,27.33/.

Предпосевная обработка рисовых чеков призвана решать ряд задач технологического и экологического характера: быстрая и качественная просушка пахотного слоя, уничтожение проростков сорной растительности, заделка вносимых минеральных удобрений, измельчение верхнего слоя почвы до агрегатов 1-10.ни. выравнивание микрорельефа, полное исключение попадания минеральных удобрений и химических средств защиты риса в водоприёмники, создание условий для качественной заделки семян на глубину 15-20 мм.

Основными машинами для предпосевной обработки почвы иод рис были культиватор-заравниватель КЗУ-О.ЗВ, чизельныс культиваторы ЧК-З, ЧК-4. дисковая борона БДТ-3. плуг-лущильник ППЛ-10-25. Однако по причине низкого качества обработки указанными машинами их применение осуществлялось в два-три следа, а зачастую использовались самодельные глыбодробы, движки и т.п.. что существенно увеличивало энергозатраты на обработку почвы.

Анализ работы чизелъных культиваторов, применяемых на предпосевной обработке тяжёлых почв, показал, что разрушение почвы их рабочими органами происходит путём смятия грунта. Возникающее переменное сопротивление почвы вызывает неравномерность движения агрегата, что ухудшает качество работы, снижает надёжность технологического процесса, ведёт к повышенному износу машины и энергетического средства. Почвы рисовых полей имеют низкую структурность и высокую плотность. Их реологические свойства позволяют обеспечивать значительное снижение сопротивления деформации смятия если создать пульсирующее действие рабочего органа. Это приводит к возникновению колебаний деформируемой почвенной среды, к быстрой перестройке её стру ктуры и изменению характера процесса разрушения, когда расположение и

связи частиц почвы становятся такими, что для их разделения требуется минимальное усилие.

С использованием указанного принципа по разработанным нами агротехническим требованиям, конструкторами ГСКБ ПО «Красный Аксай» и учёными НПО «ВИСХОМ» был создан чизельный культиватор КЧН-4А к тракторам класса 3, оснащённый упругими спиральными стойками и четырьмя типами сменных рабочих органов - долотообразным и полувинтовым,наральниками шириной 65 мм и 75 лш соответственно, укороченной лапой шириной 150 мм и стрельчатой (полольной) лапой шириной 270 лш. Технологический эффект при обработке создавался пружинной стойкой, ориентированной по направлению движения машины. Переменное сопротивление почвы вызывало колебание стойки р продольном X , поперечном Z и вертикальном Y направлениях (рис.4). Пахотный сл<5й интенсивно рыхлился и крошился. Обработку можно было вести при повышенной влажности почвы (до 28%), поскольку происходило самоочищение рабочих органов.

S(W) № 0.0k 0,02 О

я

1

i£. А

if г i2 isw/n б)

Рис.4 Схема пружинной стойки (а) и график изменения плотности её колебаний при взаимодействии с почвой (8): Б - величина упругого смещения; \V-4ac-тота колебаний.

Исследованиями установлено, что новый культиватор, имея сменные рабочие органы, может применяться в технологии предпосевной обработки почвы как чизель и как плуг-лущильник, выполняя глубокое рыхление до 0,20 м, заделку минеральных удобрений и уничтожение сорной растительности. Для глубокого рыхления наиболее подходящим оказался долотообразный наральник с шириной долота 65 мм. На заделке минеральных удобрений и уничтожении вегети-рующих сорняков эффективен полувинговой наральник шириной 75 мм, который обеспечивает частичный оборот верхнего слоя почвы. При этом до 87% удобрения заделываются и перемешиваются с почвой. Для уничтожения просо-видных сорняков и выравнивания микрорельефа на заключительной стадии

предпосевных обработок при влажности почвы не более 23% предпочтительнее использовать стрельчатые лапы 270 лш.

Качественные показатели работы культиватора КЧН-4А в процессе исследований получены более высокими, чем у культиваторов КЗУ-0,ЗВ, ЧК-4. Так, отклонения глубины обработки у КЧН-4А от заданной не превышали ±0,012-0,018 м, при ±0,02-0,022 м у аналогов. Агрономически ценных агрегатов почвы размером менее 20 лш после работы КЧН-4А с различными рабочими органами остаётся 55-70%, у аналогов - не более 46%. Степень уничтожения сорной растительности - 75-97%, против 61%, горизонтальная выровненность поля, опреде-«

ляемая глубиной борозд после'рабочих органов, у культиватора КЧН-4А была 22-23%, а у культиваторов КЗУ-0,ЗВ и ЧК-4 - 47%. Глубокое рыхление культиватором КЧН-4А можно начинать на 3-5, а после чизельного плуга ПЧН-2,2 (ПЧН-3,2) на 5-7 дней раньше, чем при использовании серийных культиваторов. Установлено, что при агрегатировании с трактором ДТ-75М производительность КЧН-4А повышается на 43% в сравнении с культиватором КЗУ-0,ЗВ и на 28% в сравнении с ЧК-4. Удельный расход топлива на чизелевании снижается на 3041% в сравнении с аналогами. Удельное тяговое сопротивление культиватора КЧН-4А было на 33% меньше, чем культиватора КЗУ-О.ЗВ - 5,6 кН/м против 7,5 кН/м. Максимальная тяговая мощность при работе КЧН-4А отмечена при использовании в качестве рабочих органов полувинтовых наральников 75 лш, которая составила 42,9 кВт. Степень загрузки трактора при этом составила 90%, что близко к оптимальной.

По результатам выполненных исследований было сделано заключение о необходимости замены чизельных культиваторов КЗУ-О.ЗВ, ЧК-3, ЧК-4 в системе машин для рисоводства и технологических комплексах машин для предпосевной обработки почвы культиватором КЧН-4А и возможности его использования на перепашке почвы взамен ППЛ-10-25 при средней засорённости чеков болотными сорняками (не более 11-13 шт./м2).

Второй машиной разработанного нами нового технологического комплекса для предпосевной обработки почвы является ротационный рыхлитель бесприводного типа.

На начальном этапе исследований и разработки нового технологического комплекса машин изучалась работа ротационного бесприводного рьМ'ителя РБР-2.5 конструкции НПО «ВИСХОМ» в сравнении с дисковой бороной БДТ-3. По данным наших исследований производительность рыхлителя РБР-2,5 на предпосевной подготовке чеков превышала производительность дисковой бороны БДТ-3 в 1,15-1,7 раза и составляла 2,4-3,8 га/ч. Удельный расход горючего снижался с 10,3 ло 5,5 кг/га. Глубина рыхления у обеих машин составляла 0,080,1 ±0,02 м. Качество крошения почвы, оцененное по количеству фракций размером менее 30 мм, у рыхлителя РБР-2,5 было в 1,6-1,8 раза выше, чем у дисковой бороны ВДТ-3.

В дальнейшем исследовалась работа рыхлителя рисового РР-3,0, разработанного автором и СКБ завода «Краснодаррисмаш» и имевшего технологическую схему, аналогичную рыхлителю РБР-2,5. Исследованиями установлен достаточно высокий агротехнический эффект уничтожения болотных сорняков ротационным рыхлителем РР-3,0 при работе по фону вспашки, выполненной чи-зельным плугом ПЧН-2,2. Рабочие органы рыхлителя производили «вычёсывание» клубней и корневищ сорняков из обрабатываемого слоя. Около 75% их оказывалось в слое 0-0,05 м, где они уничтожались агротехническим путём. Количество оставшихся жизнеспособных клубней клубнекамыша в слое почвы 0-0,1 м после обработки ротационным рыхлителем было в 3,2-4,8 раза меньше, чем при обработке дисковой бороной и значительно ниже экономических порогов вредоносности сорняков. Ротационный рыхлитель РР-3,0 несколько уступал по качеству крошения почвы фрезерному культиватору КФГ-3,6. Количество агрегатов размером 1-10 мм в слое почвы 0-50 мм после рыхлителя было на 23-27% меньше, чем после культиватора фрезерного КФГ-3,6. С целью увеличения количества мелкой фракции при использовании рыхлителя на за-ключительнЬй стадии предпосевных обработок нами было предложено новое конструкторское решение, предусматривающее установку сепарационной решётки после второго ротора. Это позволило, обеспечивая выполнение агротре-бований, снизить передаточное отношение цепной передачи до 2,5, уменьшить на 11% энергоёмкость технологического процесса, увеличить захват машины до 3,0 м. Почва и корневища болотных сорняков рабочими органами заднего ротора

за счёт центробежной силы выбрасывались на решётку. При ударе о прутья решётки комки почвы дополнительно дробились и сбрасывались вниз. Мелкая фракция почвы проходила между прутьями, засыпая на поверхности поля более крупные комья, не прошедшие через решётку, слоем 20-30 .ни, что создавало требуемые условия для посева риса. Сепарационная решётка может устанавливаться под различным углом к траектории выброса почвы - 135°. 120°, 100°, 90° и 75й. При больших углах количество мелкой фракции минимально, при малых -максимально. Для устранения залипания прутьев решётка подпружинена и при ударах комьев постоянно вибрирует. Новая конструкция ротационного рыхлителя рисового выпускается заводом «Краснодаррисмаш» в нескольких модификациях РР-3,0, РР-4,2. Аналогичный принцип работы, но иные рабочие органы

!

имеет разработанная нами ротационная борона БНА-3,0.

Выполненные технологические исследования позволили обосновать основные принципы, параметры и требования к предпосевной обработке чеков и машинам для её выполнения, заключающиеся в следующем:

- рыхление почвы должно проводиться при влажности почвы не более 2324% на глубину 0,16-0,18 ч при активном воздействии рабочих органов на весь обрабатываемый слой и вегетативные остатки болотных сорняков;

- внесённые минеральные удобрения должны равномерно распределяться в слое 0-0,14 м\

- вегетирующая сорная растительность при обработке должна уничтожаться полностью;

- основная масса клубней клубнекамыша и корневищ тростника (70-80%) должна извлекаться на поверхность почвы в её верхний (0-0,10 л) горизонт;

- количество фракций почвы размером 1-10 мм перед посевом должно быть не менее 85-90% и обеспечиваться последней почвообрабатывающей операцией;

- плотность почвы после проведения всего комплекса почвообработок перед посевом должна сбответствовать равновесной плотности, при которой обеспечивается биологический оптимум для роста и развития риса;

- горизонтальная выровненность чеков при обработке должна соответствовать технологическим требованиям. Отклонения горизонтальной плоскости не должны превышать ± 30-50 мм;

- энергетические затраты на предпосевной обработке должны снижаться не менее, чем на 40-50%.

Новые машины КЧН-4А, РР-3,0 заменяют использовавшиеся в технологии чизельные культиваторы ЧК-3. ЧК-4, дисковую борону БДТ-3, плуг-лущильник ППЛ-10-25. различные глыбодробы и вместе с плугами чизельными ПЧН-2.2. ГГЧН-3,2 составляют технологические комплексы машин РТК 33-01; РТК 33-03, РТК 33-04.

4. Исследование и разработка технологических процессов и машин для улучшения мелиоративного состояния рисовых чеков.

Результаты исследований технологических процессов, обоснования и р;и-работки машин для улучшения мелиоративного состояния рисовых чеков освещены в работах /16.19,24.25.27,30.32.37,43.45.46/.

Как известно, одним'из условий получения высоких урожаев риса и полдержания рисовой оросительной системы в состоянии, когда на ней возможно выращивание других, кроме риса, сельскохозяйственных культур, является её мелиоративное состояние, зависящее от активности внутрипочвенного стока в период проведения предпосевных обработок: режима грунтовых вод в период первоначального затопления рисовых чеков, в период получения всходов и в период вегетации риса; режима грунтовых вод в зоне взаимодействия смежных чеков; качества планировки чеков; глубины грунтовых вод в межполивной период (В.А.Попов, 1988). Все названные факторы поддаются управлению и регулиро-" ванию при выполнении необходимых мелиоративных приёмов, включая устройство дренажных каналов или периферийных чековых канавок внутри каждого чека, отсечных дрен на границах чеков, внутричекового кротового дренажа, водоотводных борозд по поверхности поля.

Дл^-устройства кротового дренажа на рисовых системах делались попытки использовать серийно выпускаемые кротодренажные машины Д-657, МД-6, предназначенные для выполнения работ в зонах переувлажнения, а также раз-

личные самодельные кротователи и щелерезы, которые, однако, успеха не имели.

Автором, на основе выполненных исследований, разработана новая конструкция кротодренажной машины и способ полива рисовых чеков, згицшцённые авшрскич свидетельством на изобретение № 1222752 и патентом №1371627 .'16.45.46/

1|ри обосновании технологической схемы и конструктивных параметров кроювДгеля была применена аналитическая зависимость, в которой использованы нр|{шшпы. прехзоженные академиком А.Н.Костяковым (рис.5).

I ле (I] + ЯУ) - сумма сил сопротивления почвы резанию стойкой ножа /м, риаю. шжепная примерно на половине глубины заложения дрены, и сопротив-. линии иччны сдвигу-смятию дренером. Г,'* (а/, + /\"+ Р,) - сумма сил трения пЛчны о сюйку ножа - Л',, дренера о почву в подземном ходе (дрене)- Яу, уши-ршедя но поверхности почвы подземного хода -/"з; С«-/ - сила сопротивления качению опорных катков кротователя по поверхности чека.

Заменив сил!,! сопротивления их значениями, получили уравнение тягового сопротивления кротодренажной машины, составляющими которого были параметры конструкции кротователя и технологического процесса:

Як=ке-ц- 5-Л +

у

+ кт-(2Ьн-Ь+л-с11-1д+т1-с12-1у)+СК-/, (12)

где К - коэффициент удельного сопротивления почвы сдвигу-смятию; р - коэффициент, учитывающий поправку на заострение, ножа; А -глубина дренирования; 4 - диаметр дренера; к„ - коэффициент удельного сопротивления трению почвы по стали; Ьн - ширина стойки; - длина дренера; - диаметр уширителя; /,. - длина уширителя; - вес кротователя;/ -коэффициент сопротивления перекатыванию кротователя.

По полученной зависимости (12) были определены условия, обоснованы технологические критерии процесса и конструктивные параметры машины, при которых обеспечивались качественное устройсгво-и эффективная работа кротовой дрены.

Созданный кротователь КН-1 отвечал разработанным технологическим требованиям и обеспечивал устройство безуклонных кротовых дрен во всех типах грунтов рисовых оросительных систем. Исследованиями установлено его преимущество по качественным и технико-эксплуатационным показателям перед кротодренажной машиной Д-657. Так, производительность КН-1 составляла 0,71,5 га/ч. что в 2,2-2,4 раза превышало производительность аналога. Сезонная наработка на один кротователь достигала 600 га.

Технология устройства кротового дренажа зависит от гидрологических и почвенных условий рисового поля. Исследования показали, что наиболее эффективны два типа кротового дренажа: затопляемый и незатопляемый /15,28,32/. Первый, более распространённый, выполняют на слабо- и среднезасоленных почвах с целью освобождения пахотного слоя от. избыточной влаги в предпосевной и уборочный периоды. Во время вегетации риса, когда на чеке имеется слой воды, дренаж не работает, т.к. полностью затоплен.

Незатопляемый дренаж выполняется на сапьнозасоленных почвах, где кроме осушения чеков весной и осенью, в поливной период требуется активная промывка пахотного слоя от вредных солей и соединений.

Для обеспечения эффективной работы кротового дренажа диаметр полости дрены должен быть в пределах 80-120 мм, междренное расстояние - 1-4 м.

Устья дрен должны быть выведены в периферийную чековую канавку (ПЧК). Технология устройства дрен заключается в их нарезке по короткой стороне чека .. в направлении от оросительного канала к сбросному. Наиболее производительно устройство дрен тупикового типа, выполняемого челночным способом (рис.6).

Рис.6 Схема устройства безуклонного кротового дренажа : а) конструкция дренажа: б) технологическая схема нарезки дрен; 1- кротовые дрены; 2- периферийная чековая канавка (ПЧК); 3- водовпуск; 4- водовыпуск.

•Дальнейшим совершенствованием технологии стала новая технология устройства кротового дренажа с использованием лазерной системы САУЛ-1, позволяющая обеспечить уклон дрен 0,001-0,002, на 25-27% повысить производительность процесса дренирования и эффективность дренажа /36,45/. Для её выполнения кротователь КН-1 был модернизирован. На его раму был установлен фотоприёмник. Устройство дренажа выполнялось одновременно группой агрегатов на 2-4 чеках (рис.7).

Рис.7 Технологическая схема устройства уклонного дренажа: 1- лазерный излучатель; 2- трактор МТЗ-82Р; 3- фотоприёмник лазерной системы; 4- кротователь КИ-1МЛ; 5- кротодрена; 6- ПЧК; 7- оросительный канал.

В технологический комплекс машин для улучшения мелиоративного состояния рисовых чеков входит бороздодел, предназначенный для нарезки водоотводных борозд по их поверхности. Необходимость разработки технологического процесса нарезки водоотводных борозд и машины для её выполнения диктовалась отсутствием на момент начала наших исследований научно обоснованных параметров технологии и серийно выпускаемых машин для её реализации. Применяемые самодельные бороздоделы не обеспечивали качества борозд, отличались высокой энергоёмкостью и низкой производительностью. Недостатки машин компенсировались ручным трудом поливальщиков, которые прокапывали вручную канавки из мест понижений к краям чеков в период получения всходов. Учитывая технологическую необходимость, автором, совместно с учёными ВИМ и конструкторами Курского филиала ГСКБ ПО «Одессапочвомаш». в 1977-1981 гг. были разработаны новая конструкция бороздодела БКН-150 и новый технологический процесс нарезки водоотводных борозд.

Отличительной особенностью разработанного бороздодела являлось то. что борозды формировались его рабочим органом-катком путём разделения и уплотнения грунта. Однако, уплотнение могло повлиять на полевую всхожесть семян риса и развитие его корневой системы. Исследованиями установлено, что при влажности почвы в слое 0-0,2.« равной 15-30%, снижение всхожести семян начинается при давлении более 5,0 МПа (рис. 8). Корневая же система риса начинает угнетаться при давлении 2.5-3,0 МПа и плотности почвы 1600 кг/м'.

Рис. 8 Динамика всхожести семян риса при различных влажности почвы и давлении на почву: 1-влажность почвы \№„=15,0%; 2- влажность почвы У/„= 19,0%; 3- влажность почвы \\'„=27,3%; 4- влажность почвы W„=30.3%.

$ ю 1$ го гв зо Аллле ни£,М/!а

Критическая твёрдость почвы при этом отмечена для всхожести семян -2.5-3,0 МПа, развития корневой системы - 3,0-3,5МПа. При плотности 1800 кг/м3 корневая система приостанавливает своё развитие. Следовательно, уплотняющее

действие катка должно быть таким, чтобы давление на почву не превышало 2,5 МПа. Снятие изоклин в зоне борозды показало, что максимальная твёрдость почвы после прохода катка отмечается на дне борозды, минимальная - в верхней её части (рис.9). При этом максимальная твёрдость почвы была в 1,6-2,1 раза ниже критической, при которой возможно угнетение корневой системы.

расстяя/щ/ о г вся снгтх/тмг, ю

В процессе исследований были также обоснованы параметры борозды, учитывающие технологические требования орошения риса и осушения чеков: ширина поверху - не более 0,2.«, глубина - не менее 0,15 .и. В отличие от применявшейся технологической схемы нарезки борозд была предложена новая, предусматривающая нарезку борозд после посева риса по короткой стороне чека в направлении от оросительного канала к сбросному через 10-20 м без их пересечения с обязательным выводом в периферийную чековую канавку /19,27,32/. Наличие водоотводных борозд позволяет выполнять форсированное затопление чеков, что ускоряет в 1,8 раза процесс создания слоя воды, обеспечивает её экономию.

По результатам государственных испытаний, проведённых Куб-

НИИТиМом и Южно-Украинской МИС, бороздодел БКН-150 был поставлен на производство и выпущен серией Кировским машиностроительным заводом.

Высокие качественные показатели работы каткового бороздодела обеспечивались на лугово-чернозёмных, лугово-чернозёмовидных и лугово-болотных почвах. Однако на торфяно-болотных почвах качество борозд, устроенных бо-роздоделом БКН-150, не отвечало агротребованиям. Для этих условий нами, по результатам исследований, создана новая конструкция бороздодела БРН-1, за-щищённая авторским свидетельством на изобретение Кг 1091868, сочетающая в себе положительные особенности кротодренажной машины и каткового бороз-

твёрдость почвы, МПа.

Рис. 9 Изоклины твердости почвы в зоне действия рабочего органа каткового бороздодела БКН-150: <а -угловая скорость катка; 0,4-1,6 -

4 ^ додела. Борозда бороздоделом БРН-1 образуется за счёт выемки и разбрасывания фунта по поверхности чека ротором с Г-образными ножами. Это обеспечивает высокую устойчивость профиля борозды глубиной до 0,25.« и шириной не менее 0,2«. которая сохраняет работоспособность вплоть до уборки риса. В передней части бороздодела установлен рабочий орган кротователя, что позволяет одновременно устраивать под бороздой дрену.

Новые машины для улучшения мелиоративного состояния рисовых чеков -кротователи КН-1М, КН-1МЛ. бороздоделы БКН-150 и БРН-1 - включены во все новые технологические комплексы машин для возделывания риса. Кротова-те.ть КН-1М и бороздодел БРН-1 серийно выпускаются заводом «Краснодаррисмаш» и внедрены в рисоводческих хозяйствах Краснодарского края. Ростовской области. Кзыл-Ординской области Казахстана. Кротователь КИ-1МЛ используется в хозяйствах, где имеются лазерные системы САУЛ-1.

5. Исследование технологии и разработка технологического комплекса машин для обработки чеков, залитых водой.

Результаты исследований технологии и технических средств для обработки чеков, залитых водой, представлены в работач /19.23.27.32,34.35.36,47.55/.

Обработка чеков, залитых водой, в рисоводстве России - вынужденный приём, поскольку около 30% площадей рисовых сие!см зачастую находятся в весенний период в подтопленном состоянии. Она имеет ряд принципиальных технологических отличий от обработки сухих чеков, главные среди которых следующие: во-первых, практически невозможно в таких условиях выполнять традиционную вспашку и другие виды обработок известными почвообрабатывающими машинами; во-вторых, реализация тяговой мощности энергетических средств связана с большими потерями из-за интенсивною бу ксования движителей; в-третьих, в результате обработки почва приобретает жидко-пластичное состояние, которое сохраняется до посева риса, исключая возможность применения обычных сеялок.

При обосновании параметров технологии обработки чеков, залитых водой, и разработке технологического комплекса машин была исследована работа ряда машин для обработки и планировки чеков и посева риса: плугов - лемешного

ПЛН-4-35, дискового ПНД-4-30, ротационного ПР-2,1 (1972-1974 гг.); почвенной фрезы с вертикальным ротором ФР-2,5 (1984-1985 гг.); вибробороны «Викон» (Голландия) (1973-1974 гг.); дисковой бороны БДН-3; сцепки зубовых борон 6БЗТС-1.0; скрепера «Flota Nevliedora» (Куба) (1984-1987 гг.) и ряда других в агрегате с тракторами Т-150К, Т-70С, ДТ-75, МТЗ-52.

Изучались различные варианты технологий: а) с осенней обработкой чеков по-суху н предпосевной весенней - по залитым водой чекам; б) с осенней обработкой залитых водой чеков и весенней обработкой - по-суху; в) с весенней обработкой чеков, залитых водой, по стерне. В результате исследований было установлено. что реализация названных технологий затруднена, ввиду неприспособленности большинства тракторов к работе в условиях чеков, затопленных водой, или полного влагонасыщения пахотного слоя. Наиболее приемлемым оказался колёсный трактор класса 1.4. Однако даже применение специальных движителей тракторов МТЗ-52, МТЗ-82 (в течение ряда лет было исследовано 7 типов движителей. А.М.Тенетко. Б.В.Казанцев и др. 1974 г.) - решётчатых и дисковых металлических колёс, сдвоенных широкопрофильных шин. полугу сеничного хода и др. - не обеспечивает качественного выполнения технологическою процесса. реализации их тяговой мощности.

В результате многолетних исследований по агротехническим требованиям ВНИИриса. ВИМа и САИМЭ (Узбекистан) конструкторами Минского тракторного завода - д.т.н. И.П.Ксеневичем. П.Н.Ст?панюком, Б.В.Казанцевым. Л.С.Израилевичеч и др. с участием учёных ВНИИриса - А.М.Тенетко. В.А.Алексеенко. автора настоящей работы. ВИМа - Н.М.Антышева, А.Я.Поляка; САИМЭ - Н.К.Салихова был создан первый в СССР рисоводческий трактор МТЗ-82Р. в середине 90-х годов трактор МТЗ-82Р был поставлен на производство. Он имел специальные высокопрофильные шины, усиленные передний и задний мосты, бортовые редукторы задних колёс, увеличенный клиренс и ряд других конструкторских решений, что обеспечивало ему высокую проходимость по залитым водой чекам при тяговом усилии 8-10 кН.

Дальнейшие исследования были направлены на создание комплекса машин к рисоводческому трактору МТЗ-82Р и разработку параметров новой технологии. По исходным (агротехническим) требованиям с учётом результатов на-

ших теоретических исследований были созданы и поставлены на производство фреза рисовая ФР-2,7 - ГСКБ по культиваторам и сцепкам РПО «Красный Ак-сай»; каток-фреза КФ-3,0; мала-планировщик МПР-4,2; навесной грейдерный нож ГН-3,0 - ГСКБ по ирригации г.Ташкент; каток водный КВ-3.0; сеялка навесная центробежная СНЦ-500 - СКБ завода «Краснодаррисмаш», разработаны и внедрены в производство новые способ планировки рисовых чековой технология возделывания риса с обработкой чеков, залитых водой, защищенные а.с. № 1447302 и патентом Российской Федерации № 1793853 /47,55/.

Исследования и производственные испытания технологии и технологиче-

»

ских комплексов машин проводились, в двух лочвенно-климатических зонах Краснодарского края : в центральной - на экспериментальном орошаемом участке ВНИИриса, г.Краснодар и в западной, Приазовской - в рисосовхоз? «Светлый путь» Темрюкского района в течение 1986-1992 гг. '

Новая технология выполнялась в следующей последовательности: 1 .Весной, при наступлении сроков сева, чеки со стернёй риса заливались слоем воды до 0,1 .и; 2.Через 16-20 ч проводилась обработка почвы фрезой ФР-2,7 до жидко-пластичного состояния; З.Вслед за этим выполнялась выборочная планировка поверхности чека мала-планировщиком МПР-4,2; 4.0кончательная (сплошная) планировка поверхности чека до отметок ±30мм Осуществлялась планировщиком МПР-4,2 в варианте малы. Контролем степени/выровненности служил горизонт воды. 5. После оседания илистых частиц и осветления воды проводился посев риса разбросным способом самолётом (1986-1987 гг.) и центробежной сеялкой СНЦ-500 (1988-1992 гг.) с нормой высева 6-6,5 млн.всхожих зёрен на 1 га. Все машины агрегатировались с трактором МТЗ-82Р.

В качестве контроля сложила существующая технология возделывания риса, предусматривающая: 1. Осеннюю обработку чеков плугом ПЛН-4-35; 2. Ранневесеннее двухкратное чизелевание ЧКУ-4; 3. Внесение фосфорных и калийных (Р, К) удобрений; 4.Дискование бороной БДТ-3,0; 5. Внесение азотных удобрений (Ы); 6. Перепашку плугом-лущильником ППЛ-5-25;- 7. Разделку почвы бороной БДТ-3,0; 8. Эксплуатационную планировку планировщиком Д-719; 9. Предпосевное выравнивание движкой; 10. Посев риса на глубину 10-20 мм рисовой сеялкой СРН-3,6 с нормой высева 6,0-6,5 млн. всхожих зёрен на 1 га.

Все работы, кроме посева, проводились машинами в агрегате с трактором ДТ-75М. По обеим технологиям высевался рис сорта Спапьчик.

Устранение сброса воды на период получения всходов в технологии возделывания риса с обработкой чеков, залитых водой, практически полное отсутствие вертикальной фильтрации обеспечили сокращение оросительной нормы риса в 1,3 раза в сравнении с контролем. Оросительная корма риса за период вегетации составила 12.5 тыс.м'/га. Уничтожение вегетируюших и подавление зачатков сорной растительности при обработке чеков, залитых водой, позволили исключить из технологии применение гербицидов для борьбы с сорняками. Получена и более высокая в сравнении с контролем урожайность риса. Прибавка урожая в 1.28 т/га обеспечена, главным образом, за счёт более высохого коэффициента кущения, чему способствовала качественная разделка почвы на чеке, за-\ литом водой. Установлено снижение затрат труда и топливно-энергетических ресурсов в 1,15-1,32 раза.

В 1987-1990 гг. была разработана технология планировки чеков с использованием лазерной системы САУЛ-1 /36/. Применение лазерного контроля существенно сокращало затраты времени на выполнение планировочных работ, при этом повышалось качество и снижалась себестоимость планировки (табл.1).

Таблица 1

Технико-эксплуатационные показатели технологий планировки рисовых чеков

Покчмателн Единица измерения Эксплуатационная планировка чеков «по*суху» Планировка чеков, залитых водой, без применения лазера Планировка чеков, залитых водой, с применением лазерной системы САУЛ-1

Оросительная норма риса тыс.м3/га 18,0 12,5 10,0

Затраты труда чел.-ч/га 1,-бЗу. 1,36 1,02

Погектарный расход топлива кг/га 6,86 5,06 3,78

Выровненность поверхности критерий дефектности при допуске ±30 мм 12,0 6,5 4,5

Новая технология возделывания риса с обработкой чеков, залитых водой, базирующаяся на тракторе рисоводческом МТЗ-82Р и комплексе машин к нему,

внедрена в рисоводческих хозяйствах Краснодарского края, включена в «Систему машин для комплексной механизации с.-х. производства на 19861995 гг.» под шифром РТК 33-07. Машины, составляющие технологический комплекс - фреза рисовая ФР-2,7, мала-планировщик рисовый МПР-4,2, каток-фреза водный КВ-3,0 и сеялка СНЦ-500 - поставлены на промышленное производство и выпускаются по заявкам хозяйств РПО «Красный Аксай» и заводом «Краснодаррисмаш».

■ 6. Обоснование и разработка процесса уборки рнса и параметров мо-лотильно-сепарирунмцих устройств рисоуборочных комбайнов.

Результаты исследований технологического процесса уборки риса и обоснование параметров молотильно-сепарируюших устройств представлены в работах /25,30,32,41,48,49,50,56/.

6.1.Исследования и разработка новых молотильно-сепарируюших устройств рисоуборочных комбайнов. При обосновании и разработке новых схем МСУ учитывалось, что колосок риса, закреплённый на метёлке, представляет собой легкотравмируемый технологический материал, отделение которого от стебля наиболее эффективно осуществляется методом очёса. В то же время, в двухбарабанном молотильно-сепарирующем устройстве колоски риса подвергаются многократным динамическим воздействиям, что приводит к их механическому повреждению. Исследованиями Бородина Д.Н., Воцкого З.И., Пугачёва B.C. и др. установлено, что механические повреждения зерновок получаются, в основном, от ударных импульсов рабочих органов молотильного барабана, из которых преобладающим является свободный удар. Ударный импульс, получаемый колоском в момент отделения его от метёлки, можно рассматривать состоящим из удара догоняющего, если проекции векторов окружной скорости рабочего органа барабана Vs и скорости центра массы колоска V, направлены в одну сторону, и удара встречного, если они направлены в противоположные стороны. При этом колосок риса совершает плоскопараллельное движение (рис. 10).

Принимая гипотезу Русса, считали, что тангенциальная составляющая ударного импульса S, прямо пропорциональна нормальной составляющей Sn:

где динамический коэффициент трения.

Рис.10 Динамика взаимодействия рабочего органа молотильного барабана с колоском риса: а- угол'между вектором окружной скорости рабочего органа и нормалью; р- угол между вектором центра массы колоска и нормалью; а, Ь-текущие координаты центра массы колоска: Ау- точка ударного контакта колоска с рабочим органом.

Исследованиями Чижикова Н.И.. выполненными с участием автора, установлено. ч го норм&тьную составляющую ударного импульса рабочего органа по ко.тоскх при догоняющем ) даре можно определить по формуле:

_ (! + к)-(Ун-Сот-Ук -С05$-(0к -а) + , -(а + /-Ь)

тл ■1л

(14)

При встречном ударе норматьная составляющая ударного импульса определяемся и) выражения:

(I + к )(У1, •Соза + Ук С<ир + ю*-а>

/ а . Г I. V

+ -(а + £-Ъ)

т.

(15)

'а 3 А

I ле к - коэффициент восстановления колоска после удара; тл - масса колоска в точке А: J^ - момент инерции колоска относительно оси вращения. %

Ю

о

Рис. 11 Зависимость нормальной составляющей ударного импульса от окружной скорости барабана Уь: 1, 2 - 5„= ПУь) - 3,4- 5„=Г(УЬ) соответственно при прямом центральном и косом ударах; догоняющем (1,3) и встречном (2,4).

/X 10 £5 30 у К/с

Определив нормальную составляющую ударного импульса и построив зависимость 8„=ДУЬ), получили наименьшую величину при косом догоняющем ударе (рис. 11). а наибольшую - при прямом центральном встречном ударе.

Модуль равнодействующей ударного импульса рабочего органа по колоску риса с учетом формул (13,14,15) определяли из выражения:

^ _ (\ + к)-(Уб ■Соза + Ук •СдаР + ш* ■а} ^ +

1 + ® -(а+/гЬ).

(16)

11ирмильная составляющая ударного импульса при обмолоте вызывает деформации сжашя рнеостебельной массы, сопровождающиеся дроблением колоски». а кшгешшальная - деформации сдвига, вызывающие их обрушивание. При прямом \ларе скорость сжатия массы Ус имеет максимальное значение, а скорое I и скольжения колоска по рабочему органу V,, близка к нулю.

= -Соха + Ук[ -Окр, а, (17)

1\ = (,; -&нсс+ок[ Ь . (18)

С учетом результатов теоретических исследований были разработаны новые М1).ч1чи.и."1>-ссиарир\юише устройства для обмолота риса - гребенчатый и совмещенный барабаны с прутково-планчатой и планчато-гребенчатой деками, ко шрыс мпшшены а.с. на изобретения и патентами /44,48,49,50,56/.

Таблица 2

Качеспюнпые показатели работы молотильно-сепарируюших устройств

Барабаны

11ок;| икль Совмещён- Совмещен- Гребенча- Штифтовый Бильный

ный 1 ТИМ ный 2 тип тый (контроль) (контроль)

Сепарация крна 83.5 81,6 83,4 60,1 76,1

скво >ь лек*. 0 о

С\ол на соломо- 14.6 16,2 15,0 34,0 18,6

тряс. "и

11е.точо:ю1. 1.9 2,2 1,6 5,9 5.3

Общее дробление н 3.6 3.0 3,6 4,4 4,2

обр\ шина мне <ерна. %

в т.ч.:

дробление н обр>- . 1.4 1.0 1,6 2,5 1,9

шнвание <ср<м.

выделенною сквозь

дек\.0 о

дробление и обру- 2,2 2,0 2,0 1,9 2,3

шивание' зерна.

сошедшего на со-

ломотряс.

Трёхлетними лабораторными исследованиями новых МСУ было установлено. что наиболее перспективной является схема молотильно^епарирующего устройства, в которой в качестве первого барабана установлен гребенчатый барабан с пру гково-планчатой декой и рядом зубьев, в качестве второго - совмещённый с ирутково-иланчатой декой, табл.2.

6.2.Системный метод оценки новых технических решений. Для комплексной оценки молотильно-сепарируюших устройств использовали разработанный нами системный метод оценки эффективности-новых технических решений /38/.

Суть метода заключается в приведении множества факторов различной размерности к безразмерному комплексному показателю, который выражается в золях единицы или процентах. Для перевода численного значения х-/-го фактора любой размерности в показатель эффективности О использовали функцию Ч'оринтони:

й-е~е~' , . (19)

I де л- - численное значение фактора; е - основание натурального лога-

шфма.

Для реализации свойства функции (19) как критерия эффективности задались минимальным значением й„,„=0,2 и максимальным - 0„„=0,8, котмрые оошекппюг реальным уровням достижения эффективности технического ре-иения. Ъ обобщённый показатель эффективности, по которому выбирали опти-1альный вариант технического решения, принимали геометрическое среднее:

= (20) где и,- количество анализируемых факторов.

I (аглядность прогноза и характер поведения факторов системы при анали-; различных технических решений давало среднее арифметическое значение Д, уммы показателей эффективности £)„ по которому можно было оценить перфективное гь технического решения

Д( = -1Д.. (21)

Оценка перспективности исследуемых вариантов МСУ с использованием <1Шмснмос1сП (20) и (21) показала, что, принимая в качестве критерия оценки io.ii.ko качесI винные покупатели, например дробление и обрушивание зерна или ко.щчес!ценные потери, и не учитывая удельный вес этих потерь в экономическое )ф(|)екпи»и)С| н. определяемой в единицах цены, можно принять ошибочное решение но перспективности того или иного МСУ. Это связано с тем, что при ном метле нес факторы играют одинаковую роль в обобщённом показателе >ффек1 ишикш. ми я р. действительности их значимость, при переводе в единицу немы, рамична.

^ Данная неточность исключхтась при выборе базового фактора, оцениваемою решения и.ш системы и определении значимости множества факторов в отношении к оаюиом}. Баювым целесообразно принимать главный обобщённый фактор, а ра ¡мерности которого чётко выражается практический экономический >ффект и.ш манная цель системы. Для более полного учёта влияния каждого фактора на поведение системы в целом целесообразно строить графики изменения пок,', '.;иелей )ффективности О . определяемых зависимостями (19), (20). Это 1Ю1ШМИС1 нактядно видеть, какие факторы оказывают несущественное влияние на анализируемую систему и имеют низкую эффективность, а какие являются наиболее шачимыми. для того чтобы по ним вести совершенствование машины

/ ..л

¡;1 счёI п\ \ .1} чтения.

6..'.Обоснование технологическом и конструктивной схем МСУ рисоуборочном) комбайна СКР-7 «Кубань». В результате применения системного

мею.ы оценки новых технических решений было существенно сокращено количеств исследуемых МСУ при разработке новой конструкции рисоуборочного комбайна, защищенного а.с. К» 82640. В технологической схеме комбайна СКР-7

«КЧбань» были использованы гребенчатый н совмещённый (бильно-зубовой) ба-

■1

рабины. чменише лучшие качественные покаше.ш при лабораторных исследованиях и более высокие коэффициенты пгачимости при опенке их перспективности (р11с.12).

Исследования комбайна СКР-7 «КЧбань» проводили в течение пяти лет (1981-15 п .) в госи.чемишоде «Красноармейский» и элитно-семеноводческом хошк ше «Красное» Красноармейскою района. Краснодарского края (табл.3).

4- дека; 5- планка с зубьями; 6-промежуточная решётка; 7-проставка; 8- дека; 9-двугранный зуб; 10- билько-зубовый барабан; 11- отбойный битер.

Таблица 3

Качественные показатели работы комбайна СКР-7 «Кубань» с новым _молотильным устройством (сорт Спальчик)_

Приведённая подача Общие потери зерна (потери свободным зерном + недомолот в соломе н полове) Дробление и обрушивание зерна

0, кг/с коэффициент вариации % коэффициент вариации % коэффициент варизции

■2.2 3,4 0,9 2,8 7,2 3,1

3,8 3,7 1,0 3,2 6,4 3,3

4,6 - 3,5 1,3 3,1 ; 5,9 • 3,2

б:о 3,5 2,0 3,6 5,4 3,2

6.4 • ■ 3,6 ■ 2,7 3,5 5,4 3,1

Данные лабораторно-полевых исследований получили подтверждение в процессе государственных испытаний рисоуборочных комбайнов СК-10РВ, КТР-ЮРВ, ДОН-1500Р и СКР-7 «Кубань», проведённых КубНИИТиМом в 19881989 гг. Испытания проводились в агрофирме «Красноармейская» Красноармейского района Краснодарского края. Аналогом испытуемых машин был рисоуборочный комбайн СКГД-6 «Колос» (протоколы госиспытаний1988,1989 гг.).

Результаты испытаний показали, что при уровне потерь за молотилкой 1,5% могли работать только комбайны СК-10РВ, ДОН-1500Р, СКР-7 «Кубань».

Комбайны КТР-10РВ и СКГД-6 не обеспечивали такого уровня потерь и работали при 2% потерь, табл.4.

Как видно из табл. 4, испытуемые комбайны не обеспечивали заданной пропускной, способности, но комбайны СК-ЮРВ'и СКР-7 «Кубань» имели лучшие показатели и значительно превосходили другие. Комбайн СК-10РВ меньше дробил и обрушивал зерно и по этому показателю соответствовал агротребова-ниям. По содержанию сорной примеси в зерне испытуемые комбайны находились примерно на одном уровне и соответствовали техническому заданию.

Таблица 4

Качественные показатели работы рисоуборочных комбайнов на обмолоте риса сорта Спальчик

Марка комбайна Пропускная способность, кг/с Уровень потерь за молотилкой, % Дробление и обрушивание зерна, % Чистота бункерного зерна (содерж. сорн. примеси), %

испытаний технического задания

СК-10РВ 5,0 10,0 1,5 1,2+2,4=3,4 4,1

СКР-7 «Кубань» 2,5 7,0 1,5 2,5+3,4=5,9 3,9

ДОН-1500Р 1,8 7.0 1,5 3,3+3,9=6.2 4,6

КТР-ЮРВ 0,4 12,0 2,0 2,5+3,7=6,2 4,0

СКГД-6 «Колос» 0,14 5.0 2,0 11,7+9,8=21,5 4,7

На прямом комбайнировании испытывались комбайны СК-10РВ, СКР-7 «Кубань», ДОН-1500Р и итальянский комбайн Ьо\л'а-2001(табл.5).

Таблице 5

Качественные показатели работы рисоуборочных комбайнов _при прямом комбайнировании' _

Марка комбайна Приведённая подача, кг/с Уровень потерь за молотилкой, % Дробление и обрушивание зерна, ' % Содержание посторонних примесей в зерне, %

СК-ЮРВ 3,6-6,0 0,98-1,84 4,0-5,3 3,5-14,5

ДОН-ШОР 2,5-3,8 1,25-2,11 6,4-10,3 7,5-17,5

СКР-7 «Кубань» 2,2-4,2 1,72-2,63 3,5-4,3 11,9-12,4

Ьо\га-2001 2,2-5,2 3,78-5,83 3,3-8,0 1,5-2,4

Потери за жаткой у всех испытуемых комбайнов были примерно одинаковыми и составили 0,47-0,57 %. Комбайн СКР-7 «Кубань», соответствующий по классу комбайну ДОН-1500Р, при практически равном уровне потерь за молотилкой имел дробление и обрушивание зерна ниже на 45-58%, чем комбайн ДОН-1500Р, что объясняется особенностями конструкции и динамики его МСУ.

В процессе исследований было установлено, что существующий метод определения качества обмолота не позволяет выявить полное дробление и обрушивание колосков риса. Следствием такого вывода явились результаты анализа выхода целого ядра при переработке риса в крупу и полевой всхожести семян после обмолота комбайнами с различными МСУ. Для получения полной характеристики по дроблению и обрушиванию зерна нами была проведена рентгеноскопия црлых колосков риса, полученных при обмолоте различными комбайнами. Исследования выполнялись в десятикратной повторности. Точность опыта составляла 96,6%, коэффициент вариации - 4,3%. В результате исследований установлено, что из 100% анализируемых колосков, до обмолота 11-13% колосков при прямом и 24-29% при раздельном комбайнировании, имели внутренние трещины и удерживались в целом виде только цветковой чешуёй. При обмолоте большая часть таких колосков разрушалась, давая дробление зерна, наблюдаемое визуально. Однако кроме дроблёных имелись колоски, которые при обмолоте получали внутренние трещины и удерживались в целом виде лишь за счёт сил связи цветковой чешуи. При обрушивании они разрушались, снижая выход целого ядра, а у семян снижали энергию прорастания и при наличии в зоне зародыша приводили к полной потере всхожести. Величина внутренней трещиноватости в значительной мере зависела от конструкции молотильных барабанов, кинематический и динамических параметров процесса обмолота.

Нашими исследованиями определено, что при раздельной уборке риса юрта Спальчик и исходной внутренней трещиноватости 25,2% комбайн СК-10РВ давагг до 48% внутренних трещин, СКР-7 «Кубань» - до 42,8%, ДОН-1500Р - до 58,0%, японский комбайн ТС-3500, имевший классическую схему МСУ, - до 40,0% и комбайн 1аптаг с очёсывающим типом МСУ - до 34,0%. Энергетическая оценка комбайнов показала, что по удельным энергозатратам

ДОН-ШОР на 21-22% был более энергоёмок, чем СКР-7 «Кубань». Удельные энергозатраты комбайнов СК-10РВ и КТР-10РВ были на 48-70% выше, чем у ДОН-15СЮР и на 82-110% выше, чем у СКР-7 «Кубань», что объяснялось различными МСУ. Удельный расход топлива составил у СК-10РВ и КТР-ЮРВ - 5,2 кг/т, ДОН-1500Р - 4,3 кг/т, СКР-7 «Кубань» - 3,9 кг/т. Аналог - комбайн СКГД-6 расходовал 4,9 кг/т (протоколы испытаний).

6.4.Обоснование и разработка измельчителя рисовой соломы комбайна. Для обоснования конструктивной схемы и кинематических параметров измельчителя (патент № 1629098), использовали математическую модель следующего вида:

У-1{Уреэ.9сК.Р,е3) • (22)

где (ал) - скорость резания соломы; Qc (х2) - подача соломы с соломотряса на рабочие органы измельчителя; И'г (х}) - влажность соломы; Рр„{хА) - усилие резания стеблей риса и сорных растений.

В качестве функции отклика принимали: а) количество измельчённых частиц соломы с размером фракций до 50 .им (у,. %); б) количество расщеплённых частиц стеблей (у,, %); в) общие энергозатрты на измельчение и расщепление (Уз. кВт).

Математические модели элементов процесса измельчения и общих энергозатрат на его выполнение представляли в виде:

ух = 64,518 + 19,334 ■ л , + 2,88 1 • х2 - 7,079 • х3 - 6,437 + + 2,623 • х, ■ х2 - 1,849 •х,•+ 2,269 • х2 • х4 + 1,712 • х3 • х4 - (23) -2,751 х2 хг-хА

ДЬ, =±1,116

у2 = 63,404 + 12,959 • х, + 4,259 • х2 2,817 • х3 -10,142 • х, + + 2,686 • х2 • х4 - 1,463 • х, • х2 ■ х3 + 2,477 • х, ■ х3 • х4 + (24)

+1,577-х, -дг3 -х4 - 3,807-х2 х3 -х4

Д6;2 =±1,33

У1 = 12,869 + 1,268 • х, +1,829 • х2 + 0,947 • х, + 0,369 • х, • х, -- 0,534 • х2 .хух4 К }

АЬ,} =±0,35 ,

1ле д|- Х2-Ус Х1 ~---- *4 --1-•

Проверку адекватности моделей выполняли по критерию Фишера, в результате чего было установлено, что они адекватны эксперименту: =1,36,

Я",,. = 1.57, = 1,72,' /-=2,10. Для определения оптимальных параметров измельчителя решали компромиссную задачу с использованием обобщённой функции желательности О на ПЭВМ 1ВМ-286 на основе шагового изменения г факторов в заданных пределах.

Поскольку расщепление стеблей вдоль вадокон (у,, % ) осуществлялось

»

рабочими органами гребенчатого и совмещённого барабанов комбайна, это позволяло увеличивать длину резки частиц соломы в измельчителе (у,, %).

В результате решения компромиссной задачи было найдено, что при подаче 5.5-6.5 кг/с. влажности стеблей 50-67 % (прямое комбайнирование) и 23-28% (раздельное) требуемое измельчение соломы будет обеспечено при Ир„=68-86

.м/с. Подача незерновой части с соломотряса на измельчитель Qc при уборке ко-

«

роткостебелькых сортов риса Спальчик. Лиман, Славянец, длина стебля которых 0.9-1.1 л/, составляла 2.6-2,8 кг/с. при уборке длинностебельных - Краснодарский 424. Кулон.* Регул, длина стебля которых 1,15-1,3-и - 2,8- 3,1 кг/с.

Расчётные величины энергозатрат на технологический процесс измельчения достигали 33,5-35,7 кВт. При засоренности посевов риса сорняками в коли-' честве более 17 шт./.»2 энергозатраты на измельчение увеличиваются на 18-22 %. Эти данные были подтверждены в процессе госиспытаний. В протоколе отмечалось, что из испытуемых комбайнов только СКР-7 «Кубань» мог убирать незерновую часть урожая по трём технологическим схемам. Степень измельчения соломы по фракциям 0-50 .им и 50-100 мм составляла 78,7 %, более 100 мм - около 20%. ^

По результатам госиспытаний комбайн СКР-7 "Кубань" был поставлен в 1991 г. на производство на заводе «Краснодаррисмаш».

Разработанные уборочные средства, включая комбайн СКР-7 «Кубань» с измельчителем соломы, гусеничный энергетический модуль ГЭМ-100 с рисовой жаткой ЖВР-5 (а.с. № 1989), составили новые технологические комплексы машин РТК 33-08.2, РТК 33-09.2, которые внедрены в рисоводство Российской Федерации. ..

_ 7. Экономическая эффективность научно-исследовательских разработок

Экономическая эффективность разработок определялась при разработке агротехнических (исходных) требований на создаваемые машины, при обосновании и внедрении новых технологических комплексов машин и технологий возделывания и уборки риса /13, 16.25,30,37,42/ (табл.6).

. Таблица 6

Экономическая эффективность новых технических средств, созданных _лично автором или с его участием (в ценах 1991 г.)_

Нлшанпе, марка машины Состояние с производством Кол-во выпушенных машин на 1.02.97. Годовая экономичес кая эффективность, рубЛмаш.

1 2 3 4

1.11луг ротационный ПР-2,7 опытная партия, опытный завод ВИСХОМ 5 808^

2.11луг оборотный ПОН-3-40 Опытная партия, ПО «Целиноградсельмаш» 5 676,4

3. Плуг чщельный РЧ-4,2 опытная партия, ПО ((Целиноградсельмаш» 5 453,8

4. Плуг чтельнын ПЧН-2,2 серийное производство, з-д «Краснодаррисмаш» 14 711,6

5 Плуг чщельный ПЧН-3,2 серийное производство, з-д «Краснодаррисмаш» 90 732,4

6. П.ту|-,|)ыильннк семикор-ичсной ПЛН-7-25 серийное производство, з-д «Краснодаррисмаш» 12 684,6

7.Культнватор чизельный навесной КЧН-4А опытная партия, РПО «Красный Аксай» 5 912,8

8. Рыхлит ел ь ротацион ный рисовый РР-3.0 серийное производство, з-д «Краснодаррисмаш» 80 893,2

9. Борона ножевая активная БНА-3.0 опытные образцы, эксперим. производство МГО «Рис» 3 816,7

10. Фроа рисовая ФР-2.7 опытная партия, РПО «Красный Аксай» 5 10^0.5

Продолжение таблицы 6.

1 2 3 4

11. Грейдер- выравниватель ГВ 11-4.0 опытная партия, экспернм. Производство МГО «Рис» 6 749,3

12 .Мала-нланировщих рисовый МПР-4.2 серийное производство, э-д «Краснодаррисмаш» 25 987,5

15. «ротователь навесной К11-1М серийное производство, экс-перим. пр-во МГО «Рис» 350 462,7

14. Гюроддодел катковый ЬКИ-150 серийное пр-во. Кировский 1-3 30 170,4

15. 1>оро >додел рисовый навесной БРН-1.0 серийное производство, " з-д «Краснодаррисмаш» 50 184,3

16. Трактор рисоводческий МТЧ-Х2Р серийное производство, ПО «МТЗ» 45 6748,6

17. 1 Чссничпый энергетический- модуль ГЭМ-100 + ЖИР-5 серийное производство, з-д «Краснодаррисмаш» 87 3249,7

18. Комбайн рисоуборочный СКР-7 «ЬЛйаиь». массовое производство, з-д «Краснодаррнсма!:;. 460 10320'

14. И |мельч1пель рисовой соломы к ко.мблПну СКР-7 [-Куоннь1'. серийное производство, з-д «Краснодаррнсмаш» 7 227,5

*По мнны.м Госнспытаний.

||;оио\шческие показатели новых технологий возделывания к уборки риса. основанные на использовании разработанных машин рисоводческого назначения. п сравнении с базовой многооперационной приведены втабл:7.

Нош.ге гечническне средства включены в технологические комплексы машин для подделывания и уборки риса на 1991-1995гг. и на период до 2000 г. под шифрами РТК 33-01: РТК 33-02.0!; РТК 33-03; РТК 33-04; РТК 33-07; РТК 3308.02: РТК 33-09.02.

)иер1осберегаю1Ций технологический комплекс машин (ТКМ) для возделывания и уборки риса, выпускаемый заводом «Краснодаррисмаш» и состоящий из плугов чмзельных ПЧН-2,2, ПЧН-3,2; рыхлителя ротационного РР-3,0, крото-вателя КП-1М. бороздодела БРН-1,0, сеялки рисовой СНЦ-500, гусеничного энергетического модуля с жаткой рисовой ГЭМ-100 + ЖВР-5, комбайна рисоуборочного СКР-7 «Кубань» с измельчителем соломы и копнителем, внедрён в

¡9X4-14')о п . в рисоводческих хозяйствах Краснодарского края на площади 62,5

\

тис.1а ожетдно. Фактический экономический эффект от внедрения ТКМ. подтверждённым департаментом сельского хозяйства и продовольствия Краснодар-

ского края, составил 434,6 млн.руб. в ценах 1991 г., из которых на долю автора приходится 84,52 млн.руб.

Таблица 7

Экономические показатели новых технологий возделывания и уборки _риса в сравнении с базовой многооперационной _

Технологии возделывания и уборки риса

перспективная, энергосберега энергосбе-

Показатели базовая. с использова- ющая, с ис- регающая.

многооперацно нием ПР-2,7, пользованием с обработ-

иная КФГ-3,6 и др. ПЧН-2,2. кой чеков,

КЧН-4А, РР-3,0 залитых

водой

1 .Урожайность, т/га 5,0-6,0 5,5-6,5 5,5-6,5 5,0-7.0

2.Кол-во операций обра- 15 И 11 7

ботки почвы и посева

3.Затраты труда на 1 га:

чел.-ч 72,5 54,4 52,4 44,2

% 100 75 72 61

на 1 т: чел.-ч 14,5 9,9 9,5 8,8

% 100 68 65 61

4.Прнведённые затраты 384,5 371,6 354,3

на 1 га: руб. 338,4

% 100 96 92 88

на 1 т: руб. 76,9 67,5 64,4 67,7

% 100 88 84 88

При внедрении нового комплекса машин установлено снижение затрат труда на 28-40%, что составляет ежегодно 1,1-1,9 млн.чел.-ч.

, ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

.1. Выполнено обоснование системы машин для рисоводства, заключаю*

щееся в учёте биологических особенностей риса, условий его возделывания, типов почв, гидрологических и мелиоративных параметров рисовых оросительных систем, режимов орошения и требований экологической безопасности агро-ландша^тов и водных бассейнов.

2. Создана адаптивная система машин для рисоводства, включающая 30 машин и приспособлений специального назначения, из которых 18 создано с

участием автора, вместо 90 технических средств, используемых в традиционных технологиях возделывания и уборки риса

3. Разработана концепция развития системы машин для рисоводства, которая включена в федеральную научно-техническую программу «Разработать в внедрить в производство новые высокоурожайные иммунние -сорта риса, эколо-

' гическн чистые ресурсосберегающие технологии их возделывания, высокопроизводительные технические средства, оборудование"!! технологии-переработки риса» на 1992-1995 гг. и последующие годы, утверждённую МСХ Российской Федерации и Президиумом Россельхспакадемм (Постановление № 10/9) и комплексную программу развития рисоводства в-РосСийской Федерации «Рис России». разработанную в 1993 г.

4. Сформулированы технологические требования к основной я предпосевной обработкам рисовых чеков и машинам для их выполнения, достоверность и эффективность которых подтверждены практикой создания и внедрения новых машин и технологических процессов и заключающиеся: •

- в разуплотнении и разрушении механических связей обесструктуренного (монолитного) пахотного горизонта на глубину 0.16-0,22 м-,

- в необходимости сохранения при обработке горизонтальной выровненяо-сти поверхности чеков с отклонениями-н£ более ± 0,25 .«;

- в обеспечении надёжно^ кагшллярной связи обработанного и подпахотного горизонтов для эффективного отвода поверхностных вод, рассоления паЯот-

/ ' /

ного слоя и восстановления физико-механических свойств почвы путбм исключения уплотнения дна борозды;

- в уничтожении или перемещении в верхние горизонты почвы вегетатив-йых зачатков болотной сорной растительности.

в у становлении подачи на Г-образный лож у ротационного плуга ПР-2,7 на основной обработке почвы - не более 0,16 .«, на предпосевной - не более 0.13 ч;

- в использовании в конструкции чизельного плуга ПЧН-2.2, ЛЧН-3,2 специальных плоскорежущих лап со съёмными обтекателями стойки и ррмещбн-ными на концах лап ворошителями, установленными под углом. 48-52° к горизонтальной плоскости:

в применении в конструкции чизельного культиватора КЧН-4А пружинной стойки, закреплённой в продольной плоскости, и трёх типов сменных рабочих органов.

5. Разработан аналитический метод расчёта энергетических затрат на обработку почвы почвообрабатывающими машинами и орудиями, основанный ни определении поверхности среза рабочими органами и позволяющий находить пути снижения энергоёмкости процесса при создании новых машин.

Получены новые данные, дополняющие теорию фрезерных машин а уточняющие динамику их рабочих органов при взаимодействии с почвой.

6. Экспериментальными исследованиями установлено существование равновесной плотности у лугово-чернозёмных. лугово-чернозёмовидных и лугово-болотных почв рисовых полей, величина которой - 1235-1250 кг/м'. При такой плотности -лочвы обеспечиваются оптимальные условия для роста и развития риса, максимальная продуктивность. Указанная плотность должна создаваться всей системой обработки почвы и машинами для её осуществления к моменту посева риса.

7. Чизельный культиватор рисовый КЧН-4А целесообразно использовать при глубоком рыхлении и заделке фосфорных и калийных удобрений - с долотообразным наральником шириной 65 лш; на перепашке, уничтожении болотных сорняков и заделке азотных удобрений - с полувинтовым наральником шириной 75 мм\ на предпосевной обработке при посеве риса с глубокой заделкой семян -со стрельчатой лапой 270 мм.

Ротационный рыхлитель РР-3,0 обеспечивает качество крошения почвы 87-90% при передаточном отношении редуктора /=2,5-3 и установке за вторым ротором сепарационной решётки со сменным шагом размещения прутьев 20 - 50 лш. Степень уничтожения болотной сорной растительности рыхлителем с указанной технологической схемой достигает 88 -95 %, что позволяет заменить две-три технологические операции дискования и малования (выравнивания и измельчения верхнего слоя почвы).

8. Новый комплекс машин, включающий чизсльные плуги ПЧН-2,2, ПЧН-3,2. культиватор чизельный КЧН-4А. рыхлитель ротационный РР-3,0, заменяет применявшиеся в технология возделывания риса 6 машин и позволяет.сократить

4 технологические операции, уменьшить в 2,3 раза объём планировочных работ, у пинку,кии. агротехническим путём до 88-95% болотной сорной растительности, сншигь в 1,8-2,1 раза количество применяемых гербицидов, обеспечить'эффек-тивн> к» п качественную заделку минеральных и органических удобрений.

9. Для обеспечения требуемого мелиоративного состояния рисовых оросительных систем, научно обоснованного режима орошения риса разработаны и внедрены н производство технологии устройства внутричекового кротового дренажа. нарсжи водоотводных борозд и машины для их выполнения: кротователь КН-1М. бороиодел БКН-150 и бороздодел-кротователь БРН-1, позволяющие сокращать фактические оросительные нормы в 1,25-1,3 раза, создавать условия для возделывания и рисовых чеках суходольных сельскохозяйственных культур.

К). Рафэбозаны и внедрены в рисоводство технология обработки чеков, залитых водой, защищенная патентом Российской Федерации № 1793853 и комплекс машин для её реализации, включающий трактор рисоводческий МТЗ-82Р, фре>> рнсонмо ФР-2.7. мала-планировщнк рисовый МПР-4,2, что позволяет эффективно использовать не менее 70 тыс.га оросительных систем в России, в том числе икаю 30 тыс.га в Краснодарском крае, постоянно подтопляющихся в весенний период, иметь «несиоголную технологию» возделывания риса и получать в ус.юнияч Краснодарского края на таких чеках урожайность 5,5-6,0 т/га. При поршни ке чеков, залитых водой уничтожается до 85-90% болотных сорняков, сокрушаемся число почвообрабатывающих операций и планировочных работе 15 до 7. обеспечивается степень выровненности чеков, соответствующая технологическим требованиям - ± зо.им. Новая технология в рамках международной программы «Рисовый проект» исследовалась в сравнении с японской технологией «прямою посева» семян и комплексом машин для её выполнения - почвообрабатывающей фрезой НЕ-2800ВА и МЖ-бООР и показала преимущество и конкурентоспособность.

11. Исследованы и предложены к внедрению автоматизированные технологии \с'|ройства кротового дренажа, обработки и планировки чеков «по воде» с использованием лазерной системы САУЛ-!, защищенные ас. на изобретение № 1447302. при которых затраты труда сокращаются на 35-60%, расход горюче-

смазочных материалов снижается на 25-45%, обеспечивается 100% выровнен-ность плоскости чеков.

12. В результате экспериментально-теоретических исследований процессов обмолота риса и конструкторских разработок выполнены:

- обоснование процесса взаимодействия рабочих органов молотильного барабана рисоуборочного комбайна с рисостебельной массой, при которой скорость обмолота составляет 17,5-19,0 м/с, обеспечивается съём колосков риса с метёлки методом очёса:

- разработка конструкторско-технологических схем и обоснование технических решений новых молотильных барабанов, дек молотильного устройства, очистки комбайна, защилённые патентами Российской Федерации и а.с. на изобретение ЛШ> 1542477, 1576023, 1634168, 1653618, 1817994;

- обоснование конструкторско-технологической схемы и технического решения рисоуборочного комбайна СКР-7 «Кубань», ас. на промышленный образец ЛУ 32640; измельчителя рисовой соломы, патент РФ № 1629098; гусеничного энергетического модуля ГЭМ-100 с рисовой жаткой ЖВР-5, а.с. № 1989.

13. Проведёнными государственными испытаниями подтверждено соответствие показателей работы машин рисоводческого назначения, созданных ГСКБ страны с участием автора, агротехническим требованиям и установлено их

а.

преимущество в сравнении с аналогами, включая трактор рисоводческий МТЗ-82Р. плуг ротационный ПР-2,7, фрезу рисовую ФР-2,7, бороздодел катковый БКН-150, комбайн рисоуборочный СКР-7 «Кубань», измельчитель рисовой соломы к рисоуборочному комбайну, в результате которых указанные машины рекомендованы к постановке на производство и основная их часть выпускается в настоящее время промышленностью и используется в рисоводстве Российской Федерации и стран СНГ.

14. Экономическая эффективность разработанной автором системы машин составляет 57,28 млн.руб./год в ценах 1991 г. Энергосберегающий технологический комплекс машин, выпускаемых заводом «Краснодаррисмаш», внедрён в 1989-1996 гг. в Краснодарском крае на площади 62,5 тыс.га. ежегодно. Фактический годовой экономический эффект, подтверждённый департаментом сельского хозяйства и продовольствия Краснодарского края, составил 434,6 млн,руб. в це-

млн руб. в ценах 1991 г., m которых на долю автора приходится 84,52 млн.руб. Обеспечено снижение затрат труда на 28-40%, что составляет ежегодно 1,1- 1,9 млн. чел.-ч.

По результатам конкурса, проведённого в Австралии на уборке риса, ри-со\ Порочный комбайн СКР-7 «Кубань» Мексиканским международным инсти-is Юм маркетинга удостоен в 1994 г. награды - «Алмазной звезды качества».

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО п:мн ДИССЕРТАЦИИ

1. Чеботарёв М.И. Качественные и энергетические показатели пахотных ор\ лий на основной обработке почв рисовых полей / / Бюллетень НТИ ВНИИ риса. Краснодар. - 1974. - Вып. XIV. - С. 36-40.

2. Чсиотарёв М.И. Изучение поверхности среза почвы плугами с активными и пассивными рабочими органами // Бюллетень НТИ ВНИИ риса. - Краснодар. - U>7<\ Вып. XX. - С. 59-65. ■ -

3 Чеботрёв М.И.. Разин IO.I1.. Панов И,М.. Юэбашев В.А. Исследование раГним рокшиониою плуга на обработке почвы рисовых чеков // Труды ВНИИ риса - Краснодар - 1476 - Вып. IV. - С IdX-l 14

*

4 Ра.шн Ю.П.. Ворооьёв U.U.. Чсоотарёв М.И. Внедрение системы машин на 1971-1975 гг. и уточнение зональных систем машин для комплексной механи-janiiii и автоматизации производства риса на 1976-1980 гг. // В кн. «Краткий от-чс1 о НИР по рису в СССР за 1971-1475 гг ».-Краснодар. - 1976. - С. 151-152.

5. Чеботарёв М.И. разработка и исследование технологии и средств механизации основной обработки почвы. // В кн. «Краткий отчёт о НИР по рису в СССР за 1471-1975 гг.». - Краснодар. - 1976. -С. 152-153.

Ь. Чеботарёв М.И.. Бутов А.К. И ¡учение качества вспашки орудиями с разными рабочими органами. // Бюллетень НТИ ВНИИ риса. - Краснодар. - 1977. - Вып. XXII. - С. 32-37.

7. Чеботарёв М.И., Чижиков Н.И. Анализ тенденций развития конструкций почвообрабатывающих машин и орудий для возделывания риса. // Бюллетень НТИ ВНИИ риса. - Краснодар. - 1977. - Вып. XXIII. - С. 75-81.

8. Чеботарёв M. И. Технология механизации основной обработки почвы иод рис. // Вестник с.-х. Науки. - ВАСХНИЛ. - 1978. - № I. - С. 69-74.

9. Чеботарёв М.И. Совершенствование основной обработки почвы под рис в условиях Краснодарского края // Труды Кубанского СХИ. - Краснодар. -1978.-Вып. 121 (149). - С. 169-174.

10. Чеботарёв М.И.. Канарёв Ф.М. Динамика рабочего органа фрезерной почвообрабатывающей машины // 'Груды Кубанского СХИ. - Краснодар. - 1978. -Вып. 156(184).-С. 3-12.

11. Чеботарёв М.И. Определение поверхности среза почвы при обработке сё ротационным и лемешным плугами // Труды Кубанского СХИ. - Краснодар. -1978. - Вып. 156(184). - С. 13-25.

12. Чеботарёв М.И. К вопросу определения силы инерции ножевого барабана фрезерной почвообрабатывающей машины. // Вопросы земледельческой механики: Тсшсы докладов XX Всесоюзной научной конференции. - М. - 1978. -С. 16-17.

.13. Чеботарёв М.И.. Мелихов В В. Результаты испытаний ротационного плуга иа основной обработке почвы рисовых чеков // Бюллетень НТИ ВНИИ риса. - Краснодар. - 1978. - Вып. XXV. - С. 67-71.

14. Радин Ю.П.. Воробьёв В.И., Чеботарёв М.И. Новый комплекс машин для возделывания риса. //Техника в сельском хозяйстве - 1979 - № 2 - С. 18-19.

15. Алёшин Е.П., Чеботарёв М.И. Внедрение интенсивной технологии в рисоводстве. // Зерновое хозяйство. - 1987. - № 3. - С. 40-43.

16. Чеботарёв М.И.. Сергеев А.И. Кротодренажные машины на рисовых полях //Сельские зори. - 1981. - № 6 (282). - С. 18-23.

17. Разработать и исследовать технологические процессы вспашки плугами с активными и пассивными рабочими органами: Научный отчёт о НИР/ ВНИИриса; Руководитель Чеботарёв М.И. - Краснодар.- 1983. - том 3.

18. Алёшин Е.П., Руденко В.Ф., Чеботарёв М.И. и др. Зональная система рисоводства // Системы земледелия в Краснодарском крае на 1981-1991 гг. -Краснодар: Книжное изд-во. - 1983. - С. 232-277.

19. Алёшин Е.П., Радин Ю.П., Чеботарёв М.И. и др. Технология возделывания риса - М.: Колос. - 1983. - 134 с. i

20. Алёшин Е.П.. Сметанин А.П., Чеботарёв М.И. и др. Рекомендации по технологии возделывания риса в зоне Приазовских плавней // Брошюра - Крас-нодар:Книжное изд-во. -1984. - 57 с.

21. Чеботарёв М.И., Куварин В.В., Романов В.Б. Пути снижения потерь риса// Зерновое хозяйство. - 1983. - К» 8. - С. 36-37.

22. Белоус А.Г., Крыжко Б.А., Чеботарёв МИ. и др. Памятка рисоводу Приморья // Брошюра - Владивосток -1984. -101 с.

23. Чеботарёв М.И., Крыжко Б.А. Особенности механизированного уничтожения болотных сорняков рисовых полей. - Краснодар: Книжное изд-во. -

1985. - 123 с. ,

24. Алёшин Е.П., Апрод А.И., Чеботарёв М.И. и др. Практическое руководство по интенсивной технологии возделывания риса в Краснодарском крае // Брошюра - Краснодар. - 1986. - 38 с.

25. Чеботарёв М.И., Чижиков Н.И. Система машин для рисоводства //Система ведения.сельского хозяйство в Краснодарском крае. - Краснодар. -

1986.-С. 213-218.

26. Конохова В.П., Чеботарёв М.И. Рекомендации по интенсивной технологии производства риса // В брошюре «Рекомендации по внедрению интенсивных технологий при возделывании с.-х. культур» - М.: ЦНИИТЭИ. - 1986. - С. 83-94.

27. Алёшин Е.П., Конохова В.П., Чеботарёв М.И. Интенсивная технология зозделывания риса // Учебное пособие. Кн. - Госкомитет по профтехобразованию СССР. - М. - S4 с.

28. Чеботарёв М.И., Носачёв И.А., Калинин А.П. Методические рекомен-иции по интенсивной технологии возделывания рнса // Учебное пособие. -"лавное управление кадров, среда спец. уч. заведений и ПТУ Госкомпрофобраз. ХСР.-М,- 1986.-48 с.

29. Алёшин Е.П., Конохова В.П., Чеботарёв М.И. и др. Практическое ру-юводство по интенсивной технологии возделывания риса // Брошюра - Госаг-юпром СССР. - М. - 1986. - 65 с. .

30. Крыжко Б.А., Гаркуша М.Т., Чеботарёв М.И. и др. Производство риса. // В кн. «Система ведения сельского хозяйства в Приморском крае на 19861990 гг.» - Владивосток. - 1986. - С. 87-117.

31. Чеботарёв М.И., Чижиков Н.И., Воробьёв В. И. Возделывание и уборка риса // В кн. «Прогноз развития механизации растениеводства до 20005 г.» -ВИМ - М. - 1987. - С. 60-65.

32. Чеботарёв М.И. Норматив потребности в сельскохозяйственной технике для рисоводства. // В кн. «Норматив потребности в с.-х. технике колхозов и совхозов Краснодарского края» - АПК Краснодарского края. КубНИИТиМ. КНИИСХ. - Краснодар. - 1987. - С. 47-55.

33. Алёшин Е.П.. Чеботарёв М.И.. Калинин Л.П. Агрономическая тетрадь. Возделывание риса по интенсивной технологии // Кн. - Россельхошмаг - М -1987.- 128 сГ

34. Научно-технический отчёт по программе «Рисовый проект». // ВНИИ риса. - Краснодар. - 1987. - 61 с.

35. Чеботарёв М.И., Чумак П.К., Алексе^нко В.А. Интенсивная технология возделывания риса с применением трактора МТЗ-82Р // Инф. листок Краснодарского ЦНТИ. - Краснодар. - № 94-88 - 2 с.

36. Чеботарёв М.И., Алексеенко В.А.. Чумак П К. Технология возделывания риса с подготовкой почвы по воде. //Плакат. - Краснодар. - 1987. - 1 п.л.

37. Чеботарёв М.И., Журба П.С.. Paciopiyee Г.А. Мокрая планировку рисовых чеков с помощью лазерной системы САУЛ-1 // Мелиорация и водное хозяйство - 1988. - № 10. - С. 22-23.

38. Чеботарёв М.И. Система машин для комплексной механизации рисоводства // В кн. «Система ведения агропромышленного производства Краснодарского края на 1991-1995 гг.» - Краснодар. - 19.90. - С. 19-29.

39. Б К.Ханг, Ф.М.Канарёв, М.И.Чеботарёв Системный метод эффективности принимаемых решений с учётом коэффициента значимости. // Межвузовский сб.научн.статей «Комплексная механизация и автоматизация процессов получения и переработки с.-х. продукции» - Ростов-на-Дону. - Изд.центр. ДГТУ -1995. -С.20-26.

\

40. Чеботарёв M.И . Матвеенко Е.Б. Механизация обработки почвы рисовых полей и пути ее совершенствования // Деп. ВНИИТЭИ агропрома. - М. -Выпуск ВД № 171 ВС-96 - 12 с.

41. Чеботарёв М.И. Механико-технологическое обоснование машин для обработки рисовых чеков // Труды Кубанского госагроуниверситета - Краснодар. - 1947. - Выи. 357(385) - С. 196-200.

42 Чеботарёв М.И.. Грубилин Е.И. Итоги разработки и создания новых иысоко /ффекпнтых молотильных устройств рисоуборочных комбайнов. // Труды Кубанского госагроуниверситета - Краснодар. - 1997. - Вып. 357(385) - С. 187-196.

11Л1К1П Ы И АВТОРСКИЕ СВИДЕТК ИЬСТВЛ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

43 Чеботарёв М.И.. Сергеев А.И.. Чумак П К. A.C. № 1055352 (СССР) от 05.08 82. Устройство для нарезки водоотводных борозд.

44. Чеботарёв М.И.. Чумак ПК.. Чижиков НИ. и др.' A.C. № 1165293 ICCCP) от 27.01 84. Молотильное устройство.

45. Чеботарёв М.И . Чумак II К.. Рябов В В. A.C. № 1222752 (СССР) от 22 К> 84. Кротодренажная машина хтя нарезки дрен с уклоном.

46 Сергеев А.И . Чумак 11 К.. Чсчютарёв М.И. A.C. № 1371627 (СССР) от >8.10 85 Способ комбинированного полива и агрегат для его осуществления.

47 Чеботарёв М.И.. Чумак П К.. Адексеенко В.А. и др. A.C. № 1447302 СССР) от 15.04.87. Способ планировки рисовых чеков.

48. Чижиков Н И., Чеботарёв М.И.. Воробьёв В.И. A.C. № 1542477 СССР) от 20.04.88. Дека молотильного устройства.

49. Чижиков И.И.. Чеботарёв М.И.. Чумак П К. A.C. № 16634168 (СССР) )т 01.08.88. Дека молотильного устройства.

50. Родькин О.Л., Доронин Е.Ф.. Чеботарёв М.И. и др. A.C. №> 1853618 СССР) от 11.07.88. Молотильно-сепарирующее устройство.

51. Ролькин О.Л.. Доронин Е.Ф.. Чеботарёв М.И. и др. Патент на изобрести: .№ l629098.(Pociiaieni|c нриоршеюм oi 01.03 84 Измельчитель. ' Ч

■ 52. Родькин О.Л., Доронин Е.Ф., Чеботарёв М.И. и др. Свидетельство на

промышленный образец № 32640 (СССР) от 20.12.89. Комбайн рисоуборочный.

53. Чеботарёв М.И., Медведев С.И, Чумак П.К. и др. А.С. № 1759255 (СССР) от 09.04,90. Рабочий орган для безотвальной обработки почвы.

54. Алёшин Е.П., Чижиков Н.И., Чеботарёв М.И. и др. Патент на иЗобре-

55. Чеботарёв М.И., Алексеенко В.А., Чумак П.К. Патент на изобретение № 1793853 (Роспатент) от 08.10.92. Способ-возделывания риса.

56. Шуляков А.Г., Погорелов АН., Чеботарёв М.И. А.С. № 1817994 (СССР) от 11.10.92. Очистка комбайна.

57. Медведев С.И., Чумак П.К., Чеботарёв М.И. и др. Патент на изобретение № 1759255 (Роспатент) от 15.04.93. Рабочий орган для безотвальной обработки почвы.

58. Заярский В.П., Селиваиовский О.Б., Чеботарёв М.И. и др. Свидетельство на полезную модель № 1989 (Роспатент) от 16.04.96. Гусеничный энергетический модуль.

тение'№ 2019082 (Роспатент). Способ возделывания риса.