автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Научные основе технологии и ротационных машин для гладкой обработки почвы

РГБ ОД

На правах рукописи

Макаров Петр Ильич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

И РОТАЦИОННЫХ МАШИН ДЛЯ ГЛАДКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные машины» Казанской государственной сельскохозяйственной академии

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор П.Н. Бурченко;

- доктор технических наук, профессор B.C. Казаков;

- доктор технических наук В.А. Шмоиин

- НПО «Нива Татарстана»

Защита состоится «21» июня 2000 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 169.06.01 в Научно-исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения имени В.П. Го-рячкина - ОАО «ВИСХОМ» по адресу: 127247, Москва, Дмитровское шоссе, 107.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО

«ВИСХОМ».

Автореферат диссертации разослан « /¿Р » мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор А.А. Сорокин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В период формирования в сельском хозяйстве рыночных отношений и изменения его структуры как никогда ранее обостряются проблемы эффективного использования земли, повышения ее плодородия, снижения себестоимости производимой продукции, а также вопросы экологии окружающей природной среды. Поэтому одной из первоочередных проблем является широкое внедрение в производство рациональных технологий основной обработки почвы.

В условиях интенсификации земледелия стали реальной необходимостью уточнение и пересмотр приемов почвообработки применительно к прогрессивным технологиям выращивания культур, севооборотам различной специализации, новым задачам по охране природы. Возникла потребность рационального чередования обработки почвы с оборотом и без оборота пласта. Более остро встали вопросы обеспечения и улучшения физических и агротехнических свойств посевного и корнеобитаемого слоев, оптимизации влагообеспеченности и содержания гумуса, защиты почв от эрозии, снижения энергетических и трудовых затрат.

Решающее значение для качественной подготовки почвы под посев и посадку сельскохозяйственных культур имеет отвальная вспашка, которая обеспечивает оборот пласта, крошение и перемешивание почвы, заделку пожнивных остатков и органических удобрений.

Однако, при отвальной вспашке, выполняемой плугами общего назначения, на поверхности поля образуются свальные гребни и развальные бо-зозды, суммарная площадь которых в зависимости от размеров и формы поля достигают 19,5%. На этой площади урожайность культур снижается на !0...40% по сравнению с остальной площадью поля. Поэтому внедрение -ладкой вспашки дает реальную возможность без дополнительных затрат 'величить урожайность на 7... 10 повысить качество работы и производи-■ельность агрегатов на последующих операциях.

Перспективным направлением научных исследований в настоящее ;рсмя является разработка почвообрабатывающих машин с ротационными рабочими органами, которые позволяют выполнять одновременно несколько лераций за один проход агрегата. Несмотря на то, что эффективность при-1енения ротационных органов на ряде операций по обработке почвы под-верждена результатами работ многих исследователей, они пока не получили аспространения в сельском хозяйстве страны. Значительное количество на-чных исследований, выполненных в этом направлении, дает основу для вы-ора и обоснования ряда параметров почвенных фрез и других машин. Одна-о, во многих работах вопросы общей теории ротационных органов (напри-:ер дисков), аналитические методы исследования и обоснования их важней-шх параметров не получили должного развития.

Поэтому основным содержанием научной проблемы нашей работы яв-яется изыскание новых технологических схем и принципов взаимодействия

элементов рабочих, органов с обрабатываемой средой, рациональное по строение производственных операций технологического процесса в соответствии с зональными и экологическими требованиями.

Актуальность поставленной проблемы подтверждается государствен ными и ведомственными планами проведения научных исследований в об ласти сельского хозяйства по созданию комплекса машин для агрегатирова ния с энергонасыщенными тракторами, а также по разработке новых техно логий обработки почвы при интенсивном земледелии.

Исследования проводились в соответствии с программами работ по ре шению общесоюзной научно-технической проблемы О. СХ. 103.01 (К 01813000770), а также проблемами всесоюзного Координационного плана 16.0 (№ 77056687), по которым Казанская ГСХА была утверждена соисполнителем.

Тема диссертации соответствует требованиям Федерального Закона Р<1 «Об энергосбережении» от 03.04.96 г. № 28 - ФЗ.

Цель исследований. Научно обосновать направления повышения ка чества обработки почвы, создание и внедрение плугов для гладкой пахоть обеспечивающих увеличение производительности машин и снижение затра энергии на основной обработке почвы гладким способом.

Объекты исследований. В качестве основного объекта исследовани принят технологический процесс основной обработки почвы, который сс вместно с техническими средствами представляет совокупность производст венной системы, экспериментальные образцы плугов для гладкой вспашки.

Предметом исследований являются закономерности процесса взаимс действия ротационных рабочих органов с почвой и методы повышения эс| фективности технологического воздействия ротационных орудий на обраб; тываемую среду.

Методика исследований. Методической основой явился комплексны подход, который заключается в анализе конструктивных особенностей раб< чих органов и характера выполняемых ими функций в тесной взаимосвязи осуществляемыми технологическими процессами, условиями и режимам работы, средствами энергетики.

Теоретическая часть исследований базируется на закономерност? земледельческой механики и смежных агробиологических наук. При этс также использовались положения дифференциальной и аналитической ге метрий, методы теории подобия и физического моделирования.

Экспериментальные исследования проводились в соответствии с ра работанной комплексной методикой, включающей ряд общеизвестных мет дик по определению физико-механических и технологических характерист] почв, качественных и энергетических показателей работы машин и оруди Обработка результатов экспериментов проводилась с применением метод математической статистики и теории вероятностей.

Научную новизну составляют способ гладкой вспашки и семейст принципиально новых рабочих органов и машин, обеспечивающих повышен

производительности и качество работы при снижении энергозатрат путем разнонаправленной деформации пласта и снижения скорости его отбрасывания.

Научная новизна работы подтверждена техническими разработками, защищенными восемью авторскими свидетельствами и патентами РФ.

Научная ценность. Установлены закономерности воздействия отдельных элементов технологического процесса на показатели работы почвообрабатывающих машин, намечены пути повышения эффективности процесса основной обработки почвы за счет использования принципа ротационного резания и создания машин с комбинированными рабочими органами; обоснованы целесообразность и экономическая эффективность применения для основной обработки почвы технологии гладкой вспашки - без разбивки поля на загоны и исключения образования свальных гребней и развальных борозд.

Получены аналитические зависимости для определения конструктивных параметров комбинированных рабочих органов плугов для гладкой -вспашки, учитывающие показатели режимов работы, параметры пласта и свойства обрабатываемой почвы.

Выявлены закономерности изменения действительных значений углов заострения и резания в зависимости от различных факторов - конструктивно-технологического и кинематического характера. Получены аналитические выражения и разработана методика исследования динамики изменения кинематического угла резания при различных значениях отдельных переменных, определяющих характер конкретного рабочего органа и закономерности движения его режущей кромки в пространстве.

Практическая ценность работы. На основе проведенных исследований разработаны методические принципы анализа кинематики перемещения почвенного пласта, как научной основы для проектирования рациональной ¡гормы дополнительных органов ротационных плугов, обеспечивающих разрушение пласта в энергосберегающем режиме, за счет деформации его во тимно перпендикулярных направлениях и сообщения малых скоростей от-5расывания. Разработана и применена методика расчета на ЭВМ кинемати-[еских, силовых и технологических параметров ротационных рабочих орга-юв плугов для гладкой пахоты.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций под-верждена экспериментальными данными и производственной проверкой но-ых технических средств для основной обработки почвы и технологических риемов гладкой вспашки. Расхождение между теоретическими и экспери-(ентальными данными не превышает 8 %.

Реализация результатов работы. В результате проведенных опыгно-онструкторских работ созданы высокоэффективные почвообрабатывающие ашины; поворотный плуг для гладкой вспашки с комбинированными рабо-ими органами, орудие для противоэрозионной (безотвальной) обработки эчвы на склонах, оборотный плуг для обработки склонов, фронтальный гсуг с жесткой рамой для гладкой вспашки различных типов почв с полным эоротом пласта в габаритах собственной борозды, способ и устройство для

скоростного вождения широкозахватных пахотных агрегатов по центрирующей полуборозде, почвообрабатывающе-посевные машины, оснащенные ротационными органами с выпуклой рабочей поверхностью и др.

Изготовлены в количестве 12 штук плуги с ротационными рабочими органами и с 1989 г. используются в хозяйствах РТ.

Материалы разработки новых рабочих органов поворотных плугов для гладкой вспашки, техническая документация, а также основные результаты исследования, вместе с конкретными рекомендациями по их изготовлению, переданы для внедрения отдельным предприятиям и учреждениям, в ОАО ВИСХОМ, в Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республик Татарстан и Марий Эл.

Министерство сельского хозяйства и продовольствия РТ приняло решение об изготовлении опытной партии поворотных плугов для гладкой вспашки в количестве 80 штук на базе оборонных заводов с 2000 г.

Материалы исследований и методические пособия используются в учебном процессе пяти ВУЗов, а также при повышении квалификации руководителей и специалистов АПК Республик Татарстан и Марий Эл в институтах переподготовки кадров и агробизнеса.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались и обсуждались на научных конференциях Казанской ГСХА, на научно-технической конференции «Методы эффективного совмещения операций и развитие конструкций комбинированных машин и агрегатов» (Москва, ВИМ), на зональной научно-технической конференции «Интенсификация механизированных процессов в земледелии» (Казань), научно-технической конференции молодых специалистов сельхозмашино строения (Москва, ВИСХОМ), на научно-технических конференциях Челябинского и Белорусского ИМЭСХ, в сельскохозяйственных институтах Ря зани, Уфы, Ижевска, в СКБ заводов «Одессапочвомаш», «Алтайсельмаш» на секции «Земледельческая механика и программирование урожаев» отде ления МЭСХ ВАСХНИЛ (Мелитополь), на научно-техническом совете МС> ТАССР, выездном заседании НТС МСХ РСФСР (Казань) и др.

Отдельные конструктивные разработки демонстрировались на ВДГО СССР и Татарской АССР, участвовали во Всесоюзном конкурсе, отмечещ вторым призовым местом и медалью ВДНХ СССР.

Публикации. Материалы диссертации отражены в опубликованно! монографии объемом 16,74 п.л., в 34 научных статьях различных изданий, в патентах и авторских свидетельствах на изобретения.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- повышение эффективности технологических процессов основной о£ работки почвы и закономерности функционирования технических средст! обеспечивающих комплексное выполнение ряда операций обработки почв; гладким способом;

- процессы взаимодействия элементов ротационного органа с почво: кинематика перемещения им почвенного пласта и рациональные формы д<

полнительных органов, обеспечивающих разрушение пласта за счет деформации его во взаимно перпендикулярных направлениях;

- схемы и параметры перспективных почвообрабатывающих машин с ротационными рабочими органами комбинированного типа, параметры устройства для повышения устойчивости хода и управляемости пахотного агрегата за счет движения его по центрирующей полуборозде, позволяющей работать и на более высоких скоростях движения;

-математическая модель и оптимизация технологического процесса, выполняемого ротационным органом плуга для гладкой пахоты и его рациональные конструктивно-технологические параметры; обеспечивающие работу в режиме наименьших энергозатрат;

- закономерности технологического процесса воздействия комбинированного рабочего органа на почву, аналитические методы определения его эсновных параметров и режимов работы, обоснование методики проектирования и определения условий размещения на раме;

-результаты экспериментальных исследований и производственной тровсрки разработанных машин и их технико-экономическая эффективность.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, дести глав и общих выводов по работе. Изложена на 311 страницах основного текста, содержит 5 таблиц и 54 рисунка. Список использованной литературы содержит 330 наименований. Приложение составляет 46 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность проблемы и сформулированы ос-:овные положения, выносимые на защиту.

1. Состояние проблемы и задачи исследований

а. Развитию исследований в области механизации процессов основной бработки почв способствовали классические труды основоположника зем-едельческой механики академика В.П. Горячкина и продолжателей его идей акад. В.А. Желиговского, П.М. Василенко, Н.Д. Лучинского. В трудах i.H. Гудкова, JI.B. Гячева, A.A. Дубровского, М.Г. Догановского, В.В. Кацы-ина, А.Б. Лурье, П.Е. Никифорова и других ученых неоднократно ставились решались как общие, так и некоторые частные вопросы теории и расчета абочих органов плугов, проблемы снижения их тягового сопротивления, оп-шизации геометрических параметров и др. Существенный вклад в теорию гформирования и разрушения пласта под воздействием рабочих органов ашии внесен Г.Н. Синеоковым, А.Т. Вагиным, В.И. Виноградовым, .С. Кушнаревым, А.П. Осадчим, а также зарубежными исследователями -[. Никольс и В. Зоне. Ряд конкретных задач в области изучения рабочих ор-ihob почвообрабатывающих орудий как общего, так и специального .назна-;ния, были поставлены и решены А.Д. Далиным, Н.Б. Боком, Ю.Ф. Нови-

ковым, А.И. Тимофеевым, А.Ф. Ульяновым, В.И. Медведевым, Л.И. Любимовым, М.Д. Подскребко, Г. М. Бузенковым, В.В. Бледных, И.М. Пановым П.Н, Бурченко, В.Г. Кирюхиным, Н.С. Кабаковым, П.С. Нартовым, Х.С. Гай-нановым, В.А. Шмониным, P.C. Рахимовым, В.М. Мацепуро, В.А. Сакуном

B.А. Милюткиным и другими исследователями.

Большой интерес для решения ряда важных задач рационального по строения производственных операций, обоснования и расчета оптимальны? параметров пахотных агрегатов представляют работы Б.А. Линтварева

C.А. Иофинова, А.Б. Коганова, М.П. Сергеева, Г.В. Веденяпина, И.П. Полка нова, А.И. Тимофеева, Ю.К. Киртбая, В.В. Кацыгина, Н.К. Диденко, Г.Е. Лис топада, Ф.С. Завалишина, В.И. Фортуны, А.Н. Важенина и др.

В последние годы на основании работ ряда исследователей были разра ботаны более совершенные конструкции плугов с комбинированными рабо чими органами, характеризующиеся лучшими технико-экономическими пока зателями. Подробному исследованию таких плугов и совершенствованию кон струкции их рабочих органов были посвящены работы В.Я. Козловскогс И.Р. Размысловича, И.М. Панова, В.А. Шмонина, М.Д. Подскребко и др.

б. Важные успехи достигнуты в области изучения работы и создание надежных конструкций рабочих элементов почвенных фрез.

Значительные работы в этом направлении были выполнены А.Д. Дали ним, П.В. Павловым, П.М. Василенко, П.Т. Бабий, В.М. Соколовы»/ А.Д. Лукьяновым, Н.Б. Боком, JI.C. Зениным, О.С. Марченко, Г. Бернацки\ С. Гавалец и многими другими. В исследованиях Е.П. Яцука, И.М. Гринчук и Ю.И. Матяшина указывается на возможности снижения энергоемкост процесса фрезерования за счет уменьшения линейных размеров фрезбарабс на и предлагаются графоаналитические методы определения важнейших ш раметров почвенных фрез.

в. Дисковые рабочие органы, имеющие важные преимущества по cpai нению с орудиями лемешно-отвального типа, нашли широкое распростраш ние в машинах и орудиях для основной и поверхностной обработки почвы в многих странах. Наибольший интерес представляет применение сферически дисков для основной обработки тяжелых и задернелых почв. Обширные и< следования в этом направлении были выполнены Г.Н. Синеоковь» П.С. Нартовым, Л.М. Гусяцким, Ф.М. Канаревым, H.A. Сафиуллины» Е.Д. Гордоном и др. Однако механико-технологические основы процесс взаимодействия дисковых органов с почвой пока еще не нашли должного о ражения в выполненных работах.

г. Многочисленные исследования, проведенные по орудиям для гладкс вспашки почв, посвящены главным образом анализу эффективности работы обоснованию некоторых параметров оборотных и балансирных плугов. Сю; следует отнести работы К.Г. Шиндлера, А.Н. Войда, П.Ф. Вовк, Н.В. Щучки! и др. Большой вклад в развитие и создание плугов для гладкой вспашки вн ели ученые и конструкторы ВИСХОМа, ВИМ, МИИСП, САИМЭ и ряда др гих организаций и учреждений.

Несмотря на то, что оборотные и другие плуги для гладкой вспашки, оснащенные парными корпусами, несколько тяжелее обычных, а в некоторых ;лучаях даже более сложны по устройству, в европейских странах наблюдайся увеличение выпуска таких орудий. Так, Норвежская фирма «Кверне-ганд» выпускает 68 разновидностей плугов, из которых 57 - оборотные плу-и для гладкой вспашки. Аналогичные плуги выпускают также многие фир-ш Франции, Англии, Италии, США и других стран.

М.С. Аберков рекомендует сравнивать плуги не по их массе, а с учетом сего комплекса затрат на единицу полученной продукции. Так, проведенные [м исследования показали, что общие затраты на единицу урожая всегда ни-се контроля. При этом не учитываются косвенные преимущества гладкой спашки с точки зрения сохранения плодородия почвы и существенного по-ышения уровня культуры земледелия.

д. Как известно, пути революционной стадии развития техники опреде-яются коренными качественными изменениями одного из трех основных пементов: энергетической базы, технологии рабочего процесса и конструк-явных особенностей рабочих органов, определяющих эффективность про-есса взаимодействия последних с обрабатываемой средой.

Анализ конструктивно-технологических особенностей орудий для гадкой вспашки показывает (рис. 1), что принципиальным недостатком со-эеменной технологии гладкой пахоты являются перемещение почвенного таста в сторону и укладка на дно предварительно открытой борозды. При ом перемещение пластов в сторону не вызывается агротехнической необ->димостью и приводит к целому ряду негативных последствий, особенно т обработке склоновых земель.

Новая технология гладкой вспашки и серия орудий для ее осуществле-1я, разработанные В.А. Сакуном и его научной школой, устраняют указание недостатки традиционных плугов за счет полного оборота пласта и уклад-I его в собственную борозду, т.е. без смещения в сторону соседней борозды, щако новые орудия для гладкой вспашки - фронтальные плуги - не устраши основные недостатки лемешных плугов: их высокую энергоемкость, достаточное перемешивание слоев почвы, недолговечность лемехов, обра-вание плужной подошвы на дне борозды и др. Это объясняется тем, что вая прогрессивная технология обработки почвы базируется на использова-и традиционного лемешно-отвального корпуса плуга с присущим ему мплексом известных недостатков. Следовательно, новая технология мот быть подлинно эффективной только в том случае, если она опирается на огрессивные технические решения, обеспечивающие благоприятные усло-я для взаимодействия рабочих элементов с обрабатываемой средой.

При этом также следует отметить, что существенным недостатком поч-эбрабатывающих орудий с фронтальным расположением рабочих органов мется повышенная энергоемкость и большой износ корпусов переднего да, вследствие их взаимодействия с монолитом почвенного пласта в уело-?х блокированного резания.

ОРУДИЯ ДЛЯ ГЛАДКОЙ ВСПАШКИ почв "*■..... I -"—

Рис. 1. Классификация орудий для гладкой вспашки почв

Таким образом, возникает проблемная ситуация, которая заключается в следующем: с одной стороны, необходимость выполнения основной обработки почвы орудиями для гладкой пахоты в оптимальные агротехнические сроки требует применения повышенных рабочих скоростей и энергонасыщенных тракторов; с другой стороны, это обуславливает снижение темпа роста производительности агрегата и качественных показателей вспашки из-за увеличения сопротивления почвы разрушению и скорости отбрасывания пласта.

На основании анализа выполненных исследований и конструктивных разработок орудий для гладкой вспашки можно ожидать значительное повышение эффективности процесса основной обработки почвы при применении машин и орудий с рабочими органами ротационного типа, которые дают возможность получать требуемое качество обработки только с одним комплектом корпусов, как при пахоте со смещением пласта в соседнюю борозду, так и с укладкой в габаритах собственной борозды.

В этой связи и в соответствии с поставленной целью возникла необходимость в решении следующих задач исследования:

и

1. Рассмотреть общие закономерности, систематизировать методы и приемы интенсификации технологического процесса основной обработки почвы, а также обосновать наиболее перспективные направления повышения эффективности с учетом конкретных задач развития технических средств в земледелии.

2. Исследовать основные закономерности, определяющие условия движения в пространстве ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин, а также изучить особенности процесса их взаимодействия с обрабатываемой средой.

3. Установить основные зависимости, характеризующие изменения показателей процесса резания почвы элементами ротационных органов в функции от их геометрических, технологических и кинематических параметров.

4. Разработать аналитические методы исследования процесса воздействия ротационных рабочих органов на почву, а также определить силы и моменты, возникающие при их взаимодействии.

5. Разработать основные принципы создания энергосберегающих технологий обработки почвы и адаптивных технических средств, обеспечивающих благоприятное воздействие на почву и окружающую среду.

6. Обосновать методику определения рациональных значений технических параметров проектируемых машин. Эта задача может быть рассмотрена как приложение разработанных теоретических положений для создания более совершенных рабочих органов машин и энергосберегающих технологий.

7. Определить агротехнические, энергетические и технико-экономические показатели работы комбинированных рабочих органов, разработать рекомендации производству по их проектированию и использованию.

2. Основные положения общей теории ротационных органов почвообрабатывающих машин

Механика процесса взаимодействия рабочих органов лемешно-этвального типа характеризуется закономерным развитием и сменой периода ;мятия почвы периодом ее разрушения. Поэтому необходимым условием юзникновения этого процесса является наличие относительного перемеще-1ия деформатора относительно обрабатываемой среды. Отсюда и энергоемкость технологического процесса в значительной мере будет определяться жоростью относительного скольжения. Уменьшение скорости относительно-о скольжения в контактной зоне режущей кромки с почвой может быть.дос--игнуто заменой процесса скольжения на принцип качения.

Переход от обычного принципа обработки к ротационному связан с ко-)енным изменением характера взаимодействия рабочих поверхностей орудия : почвой, что объясняется возникновением в контактных зонах лезвия явле-[ия качения режущей кромки по поверхности резания с некоторой степенью [роскальзывания. При такой технологии взаимодействия происходит непре-(Ывное обновление элементов активного участка рабочего органа, т.е. осуществляется непрерывное обновление контактных поверхностей рабочего

органа и почвенных частиц, что способствует лучшему протеканию тер модинамических процессов в контактной зоне и повышению износо стойкости режущей кромки.

2.1. Теоретический анализ кинематики движения ротационных органов и их элементов в пространстве

Исследование теоретических основ процесса взаимодействия ротацион ных рабочих органов с почвой обуславливает необходимость изучения их ки нематики и динамики, в значительной степени определяющих важнейшие за кономерности, свойственные этому процессу, без знания которых невозможн рациональное конструирование почвообрабатывающих машин и орудий.

В настоящее время эта задача наиболее успешно решается примени тельно к несложным механизмам, движение элементов которых рассматрнва ется, в основном, как плоское. Однако рабочие органы многих сельскохозяй ственных и землеройных машин совершают в пространстве более сложньк перемещения, состоящие из совокупности вращательного движения вокру непересекающихся осей и поступательного (переносного) движения, напран ление которого не совпадает и не пересекается с мгновенной осью вращения Вопросы аналитического исследования законов движения ротационных о; ганов были предметом изучения многих авторов. Однако полученные ими ура! нения движения рабочих органов сельскохозяйственных и других машин, являют ся лишь частным случаем рассматриваемого общего уравнения и не позволяю определять координаты любой точки орудия в произвольный момент времени.

В качестве примера рассмотрим дисковый рабочий орган радиусом Я радиусом кривизны Як, установленный под углом атаки а и наклона к ве; тикали Р. В относительном движении рабочий орган совершает вращение постоянной угловой скоростью со (рис. 2). Считаем, что переносное движ< ние дискового органа происходит вместе с рамой плуга прямолинейно и ра! номерно со скоростью Уе. В неподвижной прямоугольной системе коордиш OXYZ величина И; характеризует расстояние от оси вращения до рассматр! ваемой точки М, расположенной на поверхности ротационного органа, а угс у ] определяет положение этой точки на диске при 1 = 0 [25, 27]. Для рассмотренного случая получаем:

Х = У .^±11,

У = +И:

Биг азш8±

К

сое а 81110 + ' II

Я:

+ соэб

эт а эт Р

- У| -БтасоБР;

Л:

+ СО50

■ созазтР

г = и., ■ со$р ■ | -+ соб

\

-У1 -ятр ,

• у, • созасоБр;

(1

где верхний знак относится к случаю, когда рабочий орган вращается сверху вниз, а нижний - снизу вверх; 6 = у, ± со! — текущее значение угла поворота; у| - расстояние от плоскости вращения рассматриваемой точки до начала координат (расстояние О^):

У. =11,

1-

К2

бш2 о - собо

и - половина угла при вершине сектора.

Рис. 2. Схема движения дискового рабочего органа

Уравнения движения точки М поверхности диска в системе координат ~)XYZ, когда она находится в III четверти, а началом отсчета угла является ■очка О, имеют вид:

Х = Уе -этЭсоза + Бта созр(як • соз и - )

-5та5тр-[К.к-эти-11;-созб)];

•$1п05та + со5асо5Р-(кк-сози-д/кУ^К^)- (2)

-соэазтр ■ [Як -эти -11) соз8];

■ 2 = БШр• (к.к ■со5и-^^Г-кТ)+с05Р-[к-к5ти-К;со58].

Полученные уравнения определяют в пространстве координаты любой точки поверхности диска в произвольный момент времени, частные случаи которого совпадают с известными уравнениями для плоских механизмов [25, 27].

2.2. Исследование скорости воздействия точек рабочей поверхности ротационного органа на почву

На характер процесса взаимодействия орудия с почвой большое влияние оказывает величина и направление абсолютной скорости движения точек рабочей поверхности, величина которой оказывает определяющее влияние на общие затраты энергии.

Проекции скорости точек рабочей поверхности ротационного органа на оси координат определяются как первые производные по времени из уравнений (2):

Ух-, = Уе ТУ0 ■cosacos8i + У0 -втавт(ЗсоБб^

= ±У0-этасозб! ТУ0-аказтРкшб^ >, (3; =±УС-совРвт где У0 = со - Я ( - окружная скорость рассматриваемой точки.

Модуль абсолютной скорости определяется из выражения:

У| = • Уо^О^1005^! + 8то,5тР8т8;) . (4

Из земледельческой механики известно, что характер перемещения поч вы рабочим органом зависит от угла, заключенного между направление!» скорости точки или области этого органа и нормалью к рассматриваемо! точке рабочей поверхности т. Если этот угол больше угла трения почвы < материал рабочего органа, частицы скользят по рабочей поверхности орудия если равен или меньше - перемещаются вместе с ней.

Аналитическая зависимость для определения величины угла т, для про извольной точки рабочей поверхности, в общем случае движения дисковог органа, получена в следующем виде:

V« ■ sin

cost: =

—-(Ri -sin0i -ctga + F' -R;Cos9; -skip),

——-»uiVj - tv; wi» v; аш р/ , ^

v; • к.,.

где V1 = cosp'^R^ -Rf;

8; = yj ±«t - угол, определяющий положение выбранной точки рабоч( го органа в произвольный момент времени.

На основе рассмотрения процесса взаимодействия рабочего oprai произвольной формы и принципа действия (реактивный или активный) с о! рабатываемой средой получены выражения для определения модулей або

лютной скорости движения (Vni) и скорости скольжения по рабочей поверхности ( Vcj) частицы почвы:

(6)

costp

Vc¡ =V¡(sint¡ -feosx¡), (7)

где ф и f - соответственно, угол и коэффициент трения почвы о материал рабочей поверхности.

Подставляя в равенство (6) значение cost, из (5) получим выражение для определения абсолютной скорости движения частиц почвы при работе дисковых органов:

V sin ct j

Vn¡ = —=--(Rj • sin0¡ • ctga + F -RjCosGi -sinp). (8)

RK • coscp

Анализ полученных выражений (5...8) показывает, что угол между векторами скорости и нормалью к рабочей поверхности, а также модули абсолютной скорости движения и скорости скольжения по рабочей поверхности частицы почвы, зависят от конструктивных параметров дискового органа, величины отношения поступательной и окружной скоростей, углов атаки и наклона, и от местоположения рассматриваемой точки контакта в пространстве. Эти положения подтверждаются графиками, построенными на основе выведенных зависимостей (рис 3, 4).

При создании новых рабочих органов почвообрабатывающих машин, наряду с удовлетворением агротребований, необходимо стремиться к тому, чтобы скорость, сообщаемая рабочей поверхностью почвенной массе, была минимальной. По этому поводу академик В.А. Желиговский писал.' «...в процессе вспашки кинетическая энергия пластов бесполезна. Для скоростных плугов нужно найти такие рабочие поверхности, которые, двигаясь гами с большой скоростью, почве сообщали бы небольшие скорости».

Анализ полученных теоретических зависимостей (6) и (8) показывает, гго наиболее рациональными способами уменьшения сообщаемой частицам ючвы скорости Vn следует считать уменьшение абсолютной скорости рабо-iero органа и увеличение угла между нормалью и вектором абсолютной ско-юсти рабочей поверхности в зоне схода пласта (т).

Практически этого можно добиться при изменении конструктивного вы-голнения рабочей поверхности диска путем оснащения его дополнительным >рганом, выполненным в виде тела вращения специальной формы, плавно со-[рягающимся с поверхностью сферы на определенном расстоянии от края его южущей кромки. Диаметры параллелей дополнительного органа должны меньшаться по мере удаления от поверхности диска, достигая минимальных начений в зоне схода пласта. Это будет обусловливать снижение абсолютной корости рабочей поверхности в зоне схода за счет резкого уменьшения модуля

ее окружной скорости. Наряду с этим, за счет изменения места схода (уменьше ния угла 0 ) значительно увеличивается и величина угла х. Все это приведет 1 резкому уменьшению сообщаемой почвенному пласту скорости.

t,

град

70 60 50 40 30

20 10

0

"s Vvs щ К

щ • Y Л

с -ч \.v v, V Л • \ 4 *

S ' / у ч \\ и

\\ ч/ У / X/ /

/\\

Vi \ /\

---R¡=Q1m ---R¡=0,285m -R¡=0,355m \ i * т*

-90 -60 -30 0 30 60 906, град

Рис. 3. Характер изменения угла т в зависимости от положения рассматриваемой точки диска в пространстве при различных режимах его работы (II к = 0,675 м, а = 45°, Р = 22°)

•90 -60 -30 0 30 60 В, град

MÍC

2,4 1,6

Vv л

W

✓ / — ^s \ \ яг:

N 4 NS (!)

■90 -60 -30 0 30 60

. град

Рис.4. Изменение абсолютной и от носительной скоростей движени частицы почвы и абсолютной скс рости движения точек дисковог органа в зоне их взаимодействи: а - = У0 = 2,9 м/с; б - затормс женный режим

Эти положения подтверждаются полученными выражениями для опред! ления угла t¡ и модуля скорости, сообщаемой почвенной частице комбиш рованным органом, которые имеют вид:

V

cos tj = — • (sin Э ¡ cos а - cos 9 j sin a sin p). ('

V:

V

Vni =—^-(sinQjCosa-cosQiSinasinP). (li

cosip

Расчеты, произведенные по формулам (6, 8 и 10) показывают, что комбинированный рабочий орган сообщает почвенному пласту скорость меньшую, чем лемешно-отвальный и дисковый корпуса, в среднем 2,1 и 3,3 раза, соответственно. За счет снижения абсолютной скорости частиц пласта в момент схода с рабочей поверхности следует ожидать уменьшения дальности отбрасывания почвы, снижения тягового сопротивления рабочего органа й общей энергоемкости технологического процесса вспашки.

Обоснование формы образующей рабочей поверхности дополнительного органа проводилось исходя из условия получения необходимого по агротребованиям крошения почвенного пласта с минимальными затратами энергии при достаточно полном его обороте. При этом исходили из теории академика В.А. Желиговского о том, что крошение почвы происходит за счет потенциальной энергии защемленного сжатого почвенного воздуха. Согласно этой теории наилучшее крошение почвы производят те корпуса, область сгущения элементарных сил давления на почву которых, находится в непосредственной близости к дневной поверхности, и вынос оси области сгущения впереди лезвия лежит в некотором оптимальном пределе.

На оснований выполненных графоаналитических исследований образования зоны сгущения элементарных сил давления на почву рабочими поверхностями различной формы для дальнейших лабораторных исследований были выбраны сферический диск (Ф6) и комбинированные органы, образующими которых являются: Ф1 - парабола; Ф2 - дуга окружности; ФЗ -эвольвента окружности; Ф4 - логарифмическая спираль; Ф5 - часть эллипса.

Однако, с точки зрения обеспечения гладкости сопряжения дополнительного рабочего органа с поверхностью сферического диска, несомненными преимуществами обладает эвольвента окружности.

Показатель кинематического режима работы ротационных органов, установленных под углом атаки и наклона к вертикали, можно определить по выражению, найденному для общего случая движения:

А. = — л/l - sin2 а • cos2 р . (11)

Степень скольжения и буксования ротационных органов, имеющих различные углы установки, можно определить из следующего, более общего выражения:

_ Vn cos а

5 = 1 + —-. (12)

V

v е

Здесь верхний знак соответствует вращению рабочего органа в направлении сверху вниз, а нижний - наоборот. Анализ показывает, что выражение, в отличие от ранее предложенных, пригодно для оценки всех возможных видов движения и режимов работы ротационных органов. При этом положительное значение показателя соответствует скольжению, а отрицательное -буксованию рабочего органа. Значение «нуль» характеризует чистое качение. Следовательно, этот показатель отражает важнейшее свойство процесса пе-

ремещения рабочего органа в обрабатываемой среде и поэтому назван нами показателем характера движения.

2.2.1. Анализ уравнений движения й определение параметров режущей кромки ротационного органа

Параметрические уравнения (1,2) характеризуют винтовое движение ротационного органа и имеют непрерывные производные по и т.е. характеризуют регулярную дугу. В каждой точке М кривой три орта т, п, Ь образуют главные направления в этой точке. Три плоскости, соответственно перпендикулярные к этим ортам - нормальная, спрямляющая и соприкасающаяся образуют в точке М сопровождающий трехгранник пространственной кривой (рис. 5).

Пользуясь положениями дифференциальной геометрии и матричной алгебры, из полученных выше уравнений (3) можно получить координаты еди ничных векторов х, Ь, п, а также выражение для определения радиуса кри визны пространственной кривой [1].

Обобщающим показателем, определяющим энергоемкость процесса ро тационного резания, является действительное значение угла резания рабоче го элемента, в формулировке понятия которого и в приемах его измерени! нет единого мнения среди исследователей. На основании анализа выполнен

ных работ нами сформулировано это понятие в следующем виде. Угол резания в общем случае представляет собой угол, заключенный между касательными к рабочей грани режущего элемента и к траектории его движения, измеряемый в плоскости, нормальной к режущей кромке в данной точке и совпадающей с направлением его абсолютного перемещения. Следовательно, действительное (истинное) значение угла резания всегда должно определяться с учетом направления абсолютного движения режущего элемента в пространстве.

Из рассмотрения общего уравнения движения ротационного органа легко можно определить координаты вектора абсолютного движения точки М (рис. 5). Выполнив соответствующие преобразования и определив направляющие косинусы плоскостей, пересекающихся по линии М(Мг, найдены аналитические зависимости, определяющие трансформированные (действительные) значения углов резания и заострения рабочего элемента [1].

Выполненный анализ показал, что основные параметры любого режущего элемента - его рабочие углы, в процессе взаимодействия с обрабатываемой средой не остаются постоянными и в значительной степени зависят как от конструктивных, так и от кинематических параметров, характеризующих, в конечном счете, энергоемкость и качественные показатели рабочего процесса.

В работе также проведено обоснование некоторых вопросов кинематики ротационного органа и режимов его работы. Найдена величина скоростного коэффициента Кс, характеризующего степень превышения абсолютной скорости относительно переносной и показывающего долю относительного скольжения рабочего органа по поверхности обрабатываемой почвы. Причем величина этого скольжения по передней грани рабочего органа всегда меньше, чем по задней.

Рассмотрены и обоснованы технологические параметры ротационной обработки почвы и найдены аналитические зависимости для определения подачи, толщины стружки, объема почвы и других важных параметров рабочего процесса.

3. Динамика ротационных органов почвообрабатывающих машин

3.1. Основные показатели процесса взаимодействия рабочих органов с почвой

Процесс взаимодействия любого вида рабочего органа с почвой представляет собой периодическую смену явления смятия скалыванием, т.е. процессом пространственного сдвига элемента почвы под действием приложенных сил. Причем, наибольшее значение действующих сил, как по величине, так и по продолжительности воздействия, имеют место в фазе сдвига. Однако ряд исследователей считают, что преобладающим видом деформации при разрушении почвы является деформация отрыва, что, по нашему мнению, недостаточно полно отражает механизм рабочего процесса.

На основании теоретического анализа механики процесса разрушения почвы под действием элементарного рабочего органа и с учетом условий

предельного сопротивления (непосредственно предшествующего разрушению) установлено, что отделение элементов пласта от монолита происходит с преобладанием деформации сдвига. Поэтому за основу при анализе динами-• ки первичного разрушения почвы, когда процесс носит установившийся характер, следует принять в качестве преобладающего вида деформацию сдвига. Аналогичный вывод был сделан ранее А.Т. Вагиным, и дальнейшему развитию этого положения были посвящены работы А.Н. Зеленина и других.

Важными показателями процесса разрушения почвы являются параметры сдвига, определяемые длиной рабочего контакта режущей кромки с почвой и глубиной сдвига:

е.

ек ■ eos Р + 2 sin — • (1 - eosР)

а„„ =

где

b-(2a-hr)

2R • sin — 2

b - ширина захвата рабочего органа. В частном случае: b = lg. В случае применения дисковых органов hr - hrc. С учетом теоремы о среднем можно определить площадь сдвига:

b-(2a-hr)

• ©к

я-sin--eos\¡ic

е.

• eos Р + 2 sin — 2

(1-cosP)

(13)

(14)

(15)

3.2. Анализ сил, действующих на ротационный орган при взаимодействии его с почвой

При взаимодействии ротационных рабочих органов с почвой возникают силы, являющиеся результатом упругих и пластических деформаций почвы, трения ее о поверхность режущего элемента и т.д. Величины и направления этих сил зависят от формы рабочих элементов, способов воздействия на почву и режимов их работы. Обычно при расчете этих сил определяются их составляющие, действующие в направлениях осей координат, значения которых устанавливаются либо на основании прямых экспериментов, либо путем использования постоянных коэффициентов, характеризующих удельное сопротивление почв резанию. Однако, непостоянство показателя удельного сопротивления почв при обработке их различными рабочими органами и его зависимость от ряда других факторов, приводит к значительным погрешностям.

Исследованиями ряда авторов установлено, что за время отрезания ротационным органом одной стружки максимальные значения сил сопротивления наступают дважды: в момент внедрения ножа в почву и в фазе отделения стружки от монолита, причем именно в последнем случае указанные силы имеют наибольшую продолжительность воздействия. Следовательно, опре-

делягощее влияние на образование силовой картины рабочего процесса оказывают силы, вызывающие первичное разрушение почвенного пласта.

Как известно, в общем случае сопротивление перемещению деформато-ра представляет собой сумму трех составляющих: статической, динамической и фрикционных сил. Статическая сила сопротивления зависит от показателя прочности почвы, т.е. от предельного значения сопротивления сдвигу, величина которого определяется как силой подпора, действующей нормально к плоскости скольжения, так и сцеплением между частицами почвы (когезией).

Сила подпора является функцией внешних сил и определяется из условия равенства нулю суммы проекций действующих сил на нормальную и касательную плоскости к рабочей грани деформатора:

Тп =ап • у• g• Snn -(sinv0 -f-cos^-cosv0) + P -cos£-(f-cos9c -

(16)

- sin 9C) ± Рц • (f • cos v0 + sin v0),

где a„ - толщина слоя почвы на поверхности рабочего органа; Snn - площадь подпора почвы, находящейся в зоне сдвига; Pg - сила динамического давления; Рц - центробежная сила инерции пласта, у - плотность почвы.

Здесь толщина слоя почвы, находящейся на поверхности рабочего органа, характеризует ее распределение в рабочей зоне:

an =а •(sinp + ~cosP-tgv|/c),

а площадь подпора определяет объем почвы, который оказывает давление в зоне сдвига:

R

S«n — *

R -9К -2(R -a)-sin-^-

(17)

Сила динамического давления определяется на основании теоремы об изменении количества движения механической системы:

■к2 -е;

1% =ayV(

2 cosvj/c

cosíL

ц/l + A2 + 2^е,

'пр.

R^jl + X2 +

(18)

где е, =cos(

acos0cp ±sinasinpsin8cp; 8С =-(ц + ср- v0);Snp-площадь по-

верхности рабочего органа, на которой располагается почва:

SnP = SaK [l - sin asin(p ± 9)] + S0 ■ sin cxsin(p ± S),

1 2

где: SaK = — R -eos9■

1--

R •cos P

; S0 =TC-[R2 +RÍ(1-cosS)].

При движении почвы по криволинейным поверхностям ротационных органов (например, по поверхности сферического диска), возникает центро-

бежная сила инерции, составляющие которой, оказывают существенное влияние на величину силы подпора:

2ау• SnD ■ V2 -cos2 ц/

р = пр' -—11, (19)

(2RK Т а) • cos 0С

верхний знак относится к ротационному органу с вогнутой рабочей поверхностью.

На основании известных значений сил подпора можно составить уравнение предельного равновесия приложенных сил и получить выражение для определения касательной силы сдвига:

Tn-cosec.(Ho+fo-tgec) + c-SM.

Fc =---, (20)

i-f-cos2ec-cos^(M0 -tgec)

где p0 - коэффициент внутреннего трения почвы; f0 - коэффициент внешнего трения почвы по почве; с - сила сцепления между частицами почвы.

Процесс взаимодействия ротационных органов с почвой сопровождается трением боковой поверхности не только о стенки борозды, но также относительно снятой почвенной стружки. Поэтому возникающие при этом силы трения зависят как ог формы и вида рабочего органа, так и от физико-механических свойств обрабатываемой среды и углов установки его в пространстве. Следовательно, закономерности изменения величин указанных сил носят очень сложный характер и в первом приближении они могут быть определены исходя из конкретных показателей свойств почвы и параметров рабочего органа:

Ту =f-qc-ny -S.-tp ■ cos2(Р ± 9) • (1 + cos а), (21)

где qc - коэффициент объемного смятия почвы; г|у- коэффициент Пуассона; SK-

контактная площадь рабочего органа; tp —толщина режущего элемента или диска.

В общем случае контактная площадь боковой поверхности ротационных органов (например, у дисков-движителей) пропорциональна величине центрального угла охвата рабочего органа, которая определяется как

)ц =к~2 arcsin

i.- ■

v я-собр,

При наличии прорезей на диске или зубьев необходимо учитывать число зубьев, находящихся в контакте с почвой одновременно. Поэтому общее выражение для определения контактной площади будет:

Эк =~(0ц-зтец)-2'9;'Ч,н--(2К-еь-е2ь), (22) 2тс 4л

где Ъ ~ число ножей или зубьев, расположенных в одной плоскости; ц/и -

угол, соответствующий дуге прорези на диске; еь - длина вырезанной части

диска, измеряемая по радиусу.

В диссертации приводится аналитический метод определения действующих сил и моментов, разработанный на основе полученных выше зависимостей и рассматривается применительно к типичным вариантам конст-

эуктивного оформления ротационных рабочих органов и их отдельных элементов. Так, для ротационных органов дискового типа общее выражение для эпределения составляющих по осям координат и момента сил сопротивления шеет следующий вид:

Рх = Fc sin2 a -cosv0 • sin ф с +Pc[cosacos0cp +smasin0cp -sin(p ± 9)]+ ÍPy -Xp;

Py =F0cosacosv0 -sim{jc +Pc|sinacos8co -cosasin6co sin(p±9) +

И (23)

+ T -cosacosBsinv - Yn: n r о P'

?z = Pc sin 9cp ■ cos(P + S) - Fc si n Рсовф c + Tn • sin vq + Zp; M = R ¡ • cos & • [(Pr T Fc • cos a cos p cos y c) • sin £ + f cos a(X. TI) x <(Pn -Tncosv0) + (Pn -Prcosv0cos^)(fsina-cosa)-cos9cp ], жРс=Рп+Тп-Рг-соз^;

Pn = Fc -(sinv|/c -fcos\|/c cos^),

Pr =Ty+f-Fc-cosvj/c+Pg-cos6c-(f-tg9c); верхний знак относится к ;лучаю вращения ротационного органа в направлении сверху вниз.

Характерной особенностью процесса взаимодействия ротационных органов с почвой является наличие реактивных сил, возникающих вследствие юздействия ца рабочий орган как движущегося пласта, так и необработанного дна борозды. Модуль этой силы зависит от величины момента сопротив-1ения, и для конкретного значения угла поворота определяются ее проекции ta оси координат:

М

Хр =±—(cos-asin 9ср - sin asin PcosQcp); _ M

Yp = н---(sin a sin 6cp + cos a sin P cos 9cp); (24)

• R

Z_ • cos В cos 0rn .

p r cP

Анализ полученных уравнений показывает, что они отражают общий сарактер описываемого явления и могут быть применимы при проектирова-ши всех видов ротационных органов. Рабочие органы, выполненные в виде шоских дисков или представляющие собой радиальные элементы, выража-отся как случай при v = 0.

В общем случае сила, необходимая для сообщения скорости частицам ючвенного пласта, может быть определена на основании теоремы об изме-!ении количества движения материальной точки. При этом величина этой :илы будет определяться, в основном, абсолютной скоростью отбрасываемых частиц:

F0T = а • b • у • Ve2 ^ 1 + ?.2 ± 2?„еот , " (25) =

где еот = cosa cos фот ± sin a sin Р sin <рот; cpOT = n + arcsin —.

2R

4. Теоретическое обоснование параметров комбинированных рабочих органов ротационных плугов

1. При заданной скорости движения агрегата и угловой скорости рабочего органа величина угла т определяется диаметром дополнительного органа в рассматриваемом сечении. С уменьшением диаметра этот угол также уменьшается. Как было указано выше, для обеспечения относительного движения почвы по рабочей поверхности орудия необходимо, чтобы выполнялось условие cost = cos ц (где р - угол трения скольжения почвы по металлу). Тогда с учетом выражения, полученного выше, можно записать:

у2 . cos2 а

со2г2 + 2Vecor • sin a sin |3--5—--+ Ve2 =0.

cos ц

Решая это уравнение относительно г, получаем:

d=• sin2 а ■ sin2 Р - cos2 а ■ se<? p. - sina • sinpj. (26)

На основании анализа результатов решения полученного уравнения, с учетом рациональных режимов работы плуга, установлено, что значение данного параметра должно быть не менее 0,064 м,

2. Для обеспечения лучших агротехнических показателей работы при известных параметрах пласта и технологических регулировках, важно определить рациональный диаметр комбинированного органа. Используя расчетную схему рис. бис учетом особенностей процесса взаимодействия комбинированного органа с почвой получена аналитическая зависимость для определения его диаметра в виде:

D =2-secacosP--\/a2 -cos2 a + b2 +d , (27)

где а - глубина обработки; b ширина захвата корпуса.

3. Радиус кривизны сферического диска может быть определен исходя из условия обеспечения беспрепятственного схода частиц почвы с его поверхности. Это будет в том случае, когда для этой зоны поверхности справедливо неравенство т > ц. Из рис. 3 и 4 видно, что наихудшими условиями схода частиц почвы обладает зона рабочей поверхности со средними координатами 9¡ = 90° и R¡=R.

Из выражения (8) с учетом названного условия и значений координат рассматриваемой зоны получаем зависимость величины радиуса кривизны сферической части рабочего органа в следующем виде:

R-к > — (— • cosixcos a + sin a cos В ■ л/с os2 a - A A{Ve

1 1

. V„ • cos |i .2 2

где A = —-- ^ ----2

- sin a • cos P; V„ - абсолютная скорость движения рас-ve

сматриваемой точки поверхности. Она определяется из равенства (6) и имеет вид: V„=Vve2 + V02-2Ve-V0-sinasinp. (29)

Рис. 6. К определению основных параметров комбинированного рабочего органа

4. Рациональное место сопряжения дополнительного органа с поверхностью сферического диска определено следующим образом. По исследованиям

А.П. Осадчего ширину передней грани плоского клина (L]), необходимую для образования элемента разрушения пласта, можно найти по выражению:

2аг|

cosy

где г| - относительная деформация почвы; у - угол резания.

(30)

В случае сферического диска берем минимальное значение у с тем расчетом, чтобы на участке ОВ рабочей поверхности (рис. 6) полностью заканчивалась последняя фаза разрушения пласта. Тогда получаем зависимость длины дуги между режущей кромкой и местом сопряжения поверхности сферического диска с дополнительным рабочим органом в следующем виде:

2ат]

ОВ =

(31)

соб(у + р)

Тогда величина наибольшего диаметра основания дополнительного рабочего органа определяется из выражения:

ЗбОал

D | =2RK sin

v - ■

rc-RK -cos(v + p)

(32)

5. Длину образующей рабочей поверхности комбинированного органа можно определить из условия обеспечения размещения на нем пласта почвы:

arceos 1 -

L = •

RcosP

- -лл/b

2 2 2 + а cos а

360 cos a - sin

-arccos

RcosP

(33)

6. Расстояние между смежными органами в поперечном направлении при размещении на раме плуга рассчитывается из условия получения дна борозды заданного профиля:

b = 2R sin a sin с , (34)

h„

/

где с = arccos ными органами

1-

v

RcosP

; hr— высота необработанного гребня между смеж-

7. Для обеспечения работы плуга без забивания, расстояние между корпусами по ходу плуга должно быть достаточным, чтобы стойка первого корпуса располагалась за пределами зоны движения пласта, поднимающегося по рабочей поверхности последующего корпуса. Его можно найти из следующего выражения:

Ь, - д/К-к

Ьп =—-*-----Ь-сп'сх , - (35)

яшсх-СОБР

где К) - высота дополнительного рабочего органа от плоскости лезвия диска; К - расстояние от вогнутой поверхности диска до задней плоскости стой-

Выполненные теоретические исследования позволили обосновать схему конструкции комбинированного органа ротационного плуга для работы на повышенных скоростях поступательного движения (рис. 7). Она предусматривает рациональную компоновку трех основных узлов: дискового корпуса 1, дополнительного органа, выполненного в виде усеченного конуса с криволинейной образующей 2 и стойки 3 с подшипниковым узлом [1].

8. При конструктивном исполнении комбинированного органа с доРис. 7. Общий вид комбиниро- полиительным органом, размещенном ванного рабочего органа. на выпуклой стороне ротора, необхо-

димо соблюдать определенное соотношение диаметров сферической части ротора О и внутреннего диаметра дополнительного органа с!а. На основании анализа приложенных сил найдено выражение для определения сЗв в следующем виде:

=^7-8ш(упр. -ц), (36)

со

где д - угол трения почвы о поверхность штифтов; упр - предельное значение угла затаскивания пласта для его устойчивого оборота. Однако найденное значение <3В должно проверяться из условия качества работы без забивания его почвой:

ки, измеряемое по оси вращения.

3 уе

где Ь г = сое Р

> • [ь• (а - ) + Я2 этасоэР• (с -зтс -собс)] , (37)

Я-, Я

4 вт а

с = агссоз

1--

КсоэР

; 11 - ради-

ус режущей кромки ротационного органа; Ь - расстояние между смежными органами в поперечном направлении (ширина захвата рабочего органа); Кр = 1,25... 1,45 - коэффициент, учитывающий увеличение объема почвы при обработке (рыхлении).

5. Экспериментальная проверка теоретических разработок и оценка эффективности технологии гладкой вспашки

5.1. Результаты исследования процесса взаимодействия ротационных рабочих органов с почвой

Главная задача полевых экспериментов состояла в получении данных для проверки достоверности результатов теоретических исследований и выявления условий применимости аналитического метода определения сил и моментов, возникающих при взаимодействии ротационных органов с почвой, а также для обоснования рациональных режимов их работы. Наряду с решением главной задачи предусматривалось определение некоторых агротехнических показателей работы ротационных органов с целью проверки устойчивости качественных и других показателей технологического процесса.

В качестве объекта для экспериментального изучения также были выбраны типичные образцы ротационных органов как существующих, машин, так и их новые конструкции.

а. Исследование ротационного органа с выпуклой рабочей поверхностью

Полевые исследования процесса взаимодействия с почвой дискового рабочего органа, расположенного выпуклой поверхностью сферы вверх, дали возможность выявить ряд важных закономерностей в работе нового органа. Так, в результате этих исследований установлено, что работа такого органа характеризуется довольно высокой стабильностью глубины обработки и относительно небольшими значениями удельных затрат энергии. Специфические особенности процесса взаимодействия выпуклой поверхности диска с поступающим пластом почвы создает благоприятные условия для сохранения стерни на поверхности обработанного поля при высокой степени крошения ее нижних слоев. При этом наличие вращательного движения рабочего органа дает возможность совместить безотвальную обработку почвы с внесением минеральных удобрений при высококачественном распределении последних на дне борозды.

Из представленных на рис. 8 графических зависимостей следует, что увеличение поступательной скорости рабочего органа способствует повышению общей энергоемкости технологического процесса. Это изменение происходит по линейной зависимости для показателей тягового сопротивления и по сложной кривой — для показателей потребляемой мощности.

На рис. 8 также приведены расчетные значения силы сопротивления и технологической мощности (сплошные линии), полученные на основании расчета по аналитическим зависимостям, приведенным выше.

Из графиков следует, что кривые, построенные на основании данных теоретических расчетов, почти на всем диапазоне скоростного режима довольно близко располагаются к экспериментальным точкам, причем характер

изменения последних в зависимости как от поступательной скорости, так и от частоты вращения ротора, совпадает с характером изменения расчетных кривых. Некоторое несовпадение кривых при скоростях выше 1,8 м/с, видимо, следует объяснять суммарными погрешностями, накопленными при экспериментах и некоторым отличием действительных значений угловой скорости ротора от принятой ее условно средней величины.

б. Ротационный орган с вогнутой рабочей поверхностью

Процесс взаимодействия дискового органа с вогнутой рабочей поверхностью, привод которого осуществляется принудительно, изучался с помощью полевой экспериментальной установки. Исследованию подвергались дисковые органы как с гладкой режущей кромкой, так и оснащенные зубьями.

Как видно из графиков (рис. 9), при увеличении скоростного режима имеет место довольно интенсивное повышение как сопротивления перемещению рабочего органа, так и величины его технологической мощности. При этом энергоемкость рабочего процесса, выполняемого дисковым органом с числом зубьев равным 12, несколько выше, чем энергоемкость гладкого диска, хотя показатели силы сопротивления перемещению имеют обратную картину. Это объясняется тем, что из-за лучшей разделки пласта и при повышенных значениях показателей крошения зубчатые диски оказывают большее сопротивление перемещению их режущей кромки, хотя процесс разрушения почвы осуществляется в более благоприятных условиях.

Рис. 8. Изменение полной силы сопротивления (а) и технологической мощности, необходимой для обработки почвы ротационным органом с выпуклой рабочей поверхностью (б), в зависимости от скорости поступательного движения.

1,2 1.4 1,5 1.8 2,0 2,2 \/J

ve>c

a)

о—» гладкиидиск <—«зубчатый диск z=12, X=1,24

V

'2L

У

7/

/X

77

1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 Уе,с 6)

Рис. 9. Изменение полной силы сопротивления (а) и технологической мощности, необходимой для обработки почвы ротационным органом с вогнутой рабочей поверхностью (б), в зависимости от скорости поступательного движения.

Из графиков также следует, что закономерности изменения энергоемкости рабочего процесса, выявленные аналитическим методом, соответствуют характеру изменения кривых, построенных по данным экспериментальных исследований. Однако при увеличении поступательной скорости ротационного органа кривизна экспериментальных кривых изменяется с большей интенсивностью, что характеризует соответствующий рост энергоемкости, рабочего процесса. Такое явление можно объяснить как непостоянством действительных значений глубины обработки и частоты вращения рабочего органа в полевых условиях, так и наличием некоторой разницы в показателях влажности почвы.

С целью оптимизации конструктивно-технологических параметров ротационного органа с комбинированной рабочей поверхностью были проведены специальные исследования методами планирования экстремальных экспериментов. В качестве независимых переменных были приняты угловые параметры а и р, скорость поступательного движения машины Ve и величина отношения глубины обработки к диаметру ротационного органа - а/Т). Функция отклика - удельное сопротивление Рх и удельная вертикальная сила Pz.. На основании решения системы уравнений по методу Крамера найдены координаты оптимума и построены трехмерные изображения поверхности отклика (рис.10). Уравнения решены на ПЭВМ в программе «Mathcad-6,0» в среде Windows 95.

Получены следующие значения факторов: х( = а = 46°; у, = Р = 23°; х2 = a/D = 0,334; у2 = Ve = 3,2 м/с.

г = 81,109 - 2,802х -1,599у + 0,032х2 + 0,035уг г = 24 - 140х + 0,5у + 200хг + 1,05/

а) б)

г = 54,109 - 1,950х - 1,099у + 0,022х2 + 0,025у2 г = 39 - 220х + 0,08у + ЗООх2 + 0,5у2

В) Г)

Рис. 10. Зависимость удельного тягового сопротивления Рх(а,б) и удельной вертикальной силы Р2 (в,г) от углов установки а и Р, скорости движения Уе и величины отношения глубины обработки почвы к диаметру ротационного органа - а/О.

в. Ротационные органы с комбинированной рабочей поверхностью

Выполненные исследования показали, что с увеличением поступательной скорости агрегата удельное тяговое сопротивление исследованных органов растет по параболической кривой. При этом в реактивном режиме удельное сопротивление комбинированного органа на скоростях движения 1,62...3,70 м/с изменяется в пределах 6,13...7,31 Н/см2, т.е. оно ниже, чем у

лемешно-отвального и дискового корпусов, соответственно на 10,1...14,1 и 17,0... 22,4% (рис. 11). В активном режиме (с принудительным приводом) работы удельное сопротивление перемещению экспериментального органа в среднем на 11,1 % меньше, чем в реактивном (безприводном).

8,2

7,0 ^

5,8 г

4,6;

1 , а-----<а Ф6 ЛОК Кг уд, Н/смг Н/см2

8-. —8 ФЗ 1 ^--- 1,2 3,3

I —5 р 0,6 2,7

1 | «активный >ежим 0 2,1

а-а Ф6 §---° ФЗ _____

0 ^ч. о „ 7 Л-'' (о „ -- [

е- ---т _ реактивный режим --- 3^=1,8

1,5

2,1

2,7

а)

3,3 «..м/с

1,5

2,1

2,7

б)

3,3 Уе,м/с

Рис. 11. Изменение удельных сил сопротивления различных рабочих органов в зависимости от их поступательного движения (а=0,22м, в=0,35м.): Ф6 - дисковый рабочий орган плуга; ЛОК - лемешно-отвальный корпус; ФЗ - комбинированный рабочий орган с вогнутой поверхностью.

Повышение скорости движения приводит к росту удельной поперечной силы исследованных органов по вогнутой кривой. В зоне скоростей движения 1,62...3,70 м/с удельная поперечная сила у экспериментального органа на 21,3...25,8% ниже, чем у дискового корпуса плуга ПНД-4-30. Принудительное вращение комбинированного органа приводит к увеличению удельной поперечной силы в среднем на 13,3 %.

Из рис. 11 следует, что с увеличением Уе удельная вертикальная сила сферического диска падает. А у комбинированного органа она сначала падает, а затем начинает расти. Это объясняется тем, что с повышением скорости до 3,4...3,7 м/с на его вертикальную силу доминирующее влияние оказывает давление пласта, возникающее из-за большого наползания его на дополнительный рабочий орган. Однако, до скорости движения 3,45 м/с удельная вертикальная сила у экспериментального органа ниже, чем у дискового корпуса. Этим объясняется более устойчивая глубина хода данного корпуса при работе.

После обработки осциллограмм была подсчитана мощность, идущая на тягу и на привод рабочих органов, а также суммарная мощность, затрачиваемая на выполнение технологического процесса вспашки при одинаковом поперечном сечении снимаемого пласта. Из графиков, представленных на рис. 12 следует, что мощность, потребляемая на тягу рабочих органов (активный режим) с увеличением поступательной скорости возрастает. Однако, для комбинированного рабочего органа в зоне скоростей 1,62...3,70 м/с она

на 17,0...21,9% меньше, и повышается менее интенсивно по сравнению с дисковым корпусом. Аналогичные данные получены и по мощности, идущей на привод рабочих органов. При изменении скорости от 1,62 до 3,70 м/с абсолютное значение мощности, затрачиваемой на работу комбинированного органа, колеблется в пределах 5,02... 16,38 кВт. Она соответственно на

16,9...22,4 и 10,0...14,1%

*—А Ф6 о-„ ФЗ ® ^

то

-----

ниже таковой для дискового и лемеышо-отвалыюго корпусов.

Следовательно, комбинированный рабочий орган, при незначительном повышении потребляемой на технологический процесс энергии, может работать на более высоких скоростях движения.

5.2. Исследование траектории движения пласта и устойчивости хода ротационных рабочих органов по глубине

Эксперименты по определению дальности продольного и поперечного перемещений центра тяжести пласта комбинированным органом, а также дисковым и лемешно-отваль-ным корпусами, проводились на различных скоростях поступательного движения.

В результате проведенных опытов установлено, что увеличение поступательной скорости агрегата приводит к росту продольного перемещения пласта всеми корпусами (рис. 13а). При этом комбинированный рабочий орган на скоростях движения 1,62...3,70 м/с перемещает почву соответственно на 0,34...0,50 и 0,18...0,22 м меньшее расстояние, чем дисковый и лемешно-отвальный корпуса.

Поперечное перемещение пласта всеми тремя рабочими органами с увеличением поступательной скорости возрастает (рис. 136). Наименьшим поперечным перемещением пласта обладает экспериментальный рабочий орган фЗ в реактивном режиме.

Мт. Мр.

кВт 9,5

5,0

0,5

N.

кВт 19,0

14,5

10,0

5,5

:—% Фб 1 —: ФЗ *—«лок Ы=а+ЬУе+сУе3 / / У /

/ У У у У / У ^ / /

© у У у- у -•с -У

- реак. реж. Ы.8 ■

1.5

2.0

2.5

3.0

\/ м Уе,с

Рис. 12. Изменение потребляемой мощности различными рабочими органами в зависимости от скорости их поступательного движения (а=0,23 м)

Из приведенных графических зависимостей также следует, что интенсивность повышения дальности отбрасывания почвы экспериментальным органом значительно ниже, по сравнению с дисковым и лемешно-отвальньш корпусами. Следовательно, теоретические выводы о сообщении комбинированным органом почвенному пласту меньшей скорости подтверждаются результатами экспериментальных исследований.

Рис. 13. Изменение продольного (а) и поперечного (б) перемещений центра тяжести пласта при обработке различными рабочими органами в зависимости от скорости их поступательного движения (а=0,23 м., в=0,35 м.)

Исследования до сравнительной оценке устойчивости глубины хода комбинированных органов проводились на том же поле, что и агрономические опыты. Объектом исследования явились четырехкорпусной ротационный плуг с комбинированными рабочими органами и производственный лемешно-отвальный плуг ПЛП-6-35, который использовался в четырехкорпусном варианте. Путем снятия дополнительных рабочих органов, ротационный плуг легко переоборудовался в дисковый. Результаты исследований показали, что при работе серийных плугов с повышением скорости интенсивно ухудшается равномерность глубины хода их рабочих органов. Так, увеличение скорости вспашки от 1,62 до 3,55 м/с приводит к уменьшению глубины обработки лемешно-отвальным плугом на 1,4 см, т.е. на 7,2 %. При этом превышение отклонений допустимой величины по глубине обработки (±2 см) соответствует скорости выше 2,8 м/с. А коэффициент вариации колеблется от 9,13 до 13,15 %.

Наибольшей устойчивостью глубины хода обладает комбинированный рабочий орган плуга.

Среднеквадратическое отклонение глубины обработки с повышением скорости не превышает допускаемой величины до скорости 3,4 м/с. Коэффи-

циент вариации также ниже, чем у лемешно-отвального и дискового корпусов, соответственно на 0,93...2,20 и 1,36...3,77 %. Следовательно, экспериментальный рабочий орган дает, по сравнению с контрольными корпусами, более стабильную глубину обработки и на повышенных скоростях поступательного движения.

5.3. Исследование агротехнических показателен работы плуга с комбинированными рабочими органами

Опыты по агротехнической оценке работы комбинированного органа

проводились на дерново-

К,% Г,%

90

Р,%'

75

60

45

30

15

0

- реакт. режим „-„ФЗ х-X ЛОК »-4ф6о----о ФЗ(Х=1.8)

о -й--- ---- —о

1

^ у

Р=Ф(Ч)

.Г=Ч>(\/е)

1.5

2.1

2.7

3.3 V»,

Рис. 14. Изменение показателей крошения, распыления почвы и глыбистости поверхности пашни в зависимости от скорости поступательного движения различных рабочих органов (а=0,22м., в=0,35м)

подзолистой почве средне-суглинистого механического состава. Средняя влажность почвы в слое толщиной 0...25 см составляла 10,5 %, а твердость 0,23 кН/см2.

а. Крошение, распыление почвы и глыби-стость поверхности пашни. Результаты исследований показывают, что степень крошения почвы исследованными рабочими органами с увеличением скорости поступательного движения растет по выпуклой кривой (рис. 14). При этом экспериментальный рабочий орган по сравнению с дисковым и лемешно-отваль-ными корпусами производит более тщательное крошение почвы. Фракции размером менее 50 мм после обработки комбинированными органами на скоростях поступательного движения 1,62...3,7 м/с составляют 70,5...88,2 %, а после отвального и диско-

вого плугов, соответственно - 59,0...80,5 % и 45,6...69,7 %. У комбинированного органа интенсивный рост степени крошения почвы наблюдается до рабочей скорости 3,3 м/с. Принудительное вращение при X = 1,8 несколько повышает показатель крошения почвы. Если на скорости вспашки 1,62 м/с раз-

ница составляет 7,9 %, то с повышением скорости она постепенно уменьшается и при 3,7 м/с равняется всего 0,4 %.

Распыленность почвы (Р) после обработки комбинированным органом также меньше, чем при вспашке ее дисковым и отвальным плугами. Это можно объяснить тем, что частицы почвы при работе комбинированного органа имеют наименьший путь перемещения вперед и в поперечном направлении, чем обуславливается меньшее образование пыли при трении почвы о почву и о рабочие поверхности. В активном режиме работы комбинированных органов процентное содержание пыли в почве на всех скоростях движения было несколько больше, чем в реактивном. Но его абсолютное значение до скорости вспашки 3,42 м/с было ниже, чем у отвального плуга.

Статистическая обработка результатов исследований показывает, что с увеличением скорости вспашки глыбистость поверхности пашни у исследованных рабочих органов уменьшалась по вогнутой кривой (рис. 14). При этом на скоростях движения 1,62...3,7 м/с этот показатель у комбинированного рабочего органа соответственно на 9,9...15,6 и 20,9...25,1 % ниже, чем у лемешно-отвального и дискового плугов. Принудительное вращение комбинированных органов на скоростях вспашки до 3,1 м/с вызывает некоторое уменьшение глыбистости пашни. Дальнейшее увеличение скорости поступательного движения при постоянном значении X не улучшает данный показатель по сравнению с реактивным режимом работы.

б. Гребнистость и твердость дна борозды. Высота необработанного гребня на дне борозды зависит от диаметра ротационного органа, расстояния между ними в поперечном направлении, а также углов атаки а и наклона к вертикали Р. При выборе конструктивных параметров рабочих органов исходят из того, чтобы высота гребня была минимальной. Однако гребнистость дна борозды не всегда является отрицательным показателем. Например, при вспашке зяби поперек склона наличие гребней способствует задержанию талых вод и атмосферных осадков.

Исследования показали, что увеличение ширины захвата рабочего органа влечет за собой рост высоты гребня между смежными рабочими органами по закону вогнутой кривой. При этом действительная высота гребня за счет скалывания верхней части в 1,49... 1,67 раза меньше, чем расчетная, а интенсивность его роста заметно ниже. Высота гребня на дне борозды тем меньше, чем больше диаметр рабочего органа.

Также установлено, что с ростом углов атаки и наклона экспериментального органа к вертикали высота гребня уменьшается. Соотношение между расчетной и действительной высотой гребня колеблется также в пределах 1,50...1,66. При этом, если увеличение угла атаки от 35 до 55° приводит к уменьшению действительной высоты гребня в 2,28 раза, то увеличение р от 10 до 30° вызывает снижение Ь,д всего на 8,7 %.

Сравнительные исследования влияния обработки почвы комбинированным органом на твердость дна борозды показали, что при его работе не

образуется уплотненная подошва, характерная для лемешно-отвальных плугов. Так, на скоростях поступательного движения ротационного плуга 1,62...2,55 м/с твердость дна борозды была на 0,09...0,11 кН/см2 меньше, чем после прохода лемешно-отвапьного плуга. Это объясняется тем, что при его работе пласт отделяется со дна борозды путем сдвига и отрыва. Данное явление имеет положительное влияние для задержания атмосферных и талых вод, а также нормального развития корневой системы культурных растений.

в. Заделка растительных и пожнивных остатков. Исследования показали, что увеличение скорости вспашки до определенного предела способствует повышению степени заделки органических остатков всеми тремя корпусами. При дальнейшем повышении скорости качество заделки ухудшается (рис. 15). У комбинированного рабочего органа степень заделки растительных остатков на скоростях поступательного движения 1,62...3,70 м/с на 31,1... 42,6 % выше, чем у дискового корпуса и находится в одинаковых пределах с аналогичным показателем ле-мешно-отвального корпуса.

г. Вспушенность почвы, Гребнистость и вырав-ненпостъ поверхности поля. Изменение поступательной скорости исследованных органов влечет за собой Рис. 15. Изменение показателей заделки рас- уменьшение показателя вспу-тительных остатков, вспушенности и вырав- шенности почвы по вогну-ненности поверхности почвы в зависимости от той КрИвой. При этом мень-скорости поступательного движения рабочих шая вспушенность получа-органов (а=0,22м., в=0,35м) ехся П0Сле обработки почвы

дисковым корпусом. * Это объясняется слабой крошащей способностью данного органа. Если на скоростях движения 1,62...2,62 м/с показатель вспушенности у экспери-

ментального органа на 1,9—3,4 % выше, чем у лемешно-отвального корпуса, то на более высоких скоростях они дают одинаковую вспушенность.

Важными показателями, характеризующими микрорельеф пашни и ее пригодность к посеву, являются гребнистость.и выравненность поверхности почвы. Поэтому при оценке новых конструкций рабочих органов почвообрабатывающих машин эти показатели играют весьма существенную роль. Выявлено, что по мере увеличения скорости вспашки, гребнистость пашни уменьшается. На скоростях движения ротационного плуга с комбинированными органами 2,95...3,55 м/с средняя высота гребней колебалась в пределах 2,8...3,9 см, а показатель гребнистости не превышал 5,4 %. У лемешного и дискового плугов эти показатели были хуже, соответственно в 1,3 и 1,9 раза.

Исследования показали,' что показатель выравненное™ поверхности пашни с ростом скорости движения до определенной величины улучшается (рис. 15). При обработке почвы ротационным плугом с повышением скорости с 1,62 до 2,95 м/с этот показатель изменяется в пределах 86,3-94 %, а его улучшение составляет по сравнению с лемешным плугом от 9,2 до 10,8 %, по сравнению с дисковым плугом - на 24,0—38,1 %. Это объясняется тем, что форма экспериментального органа дает возможность в определенной степени управлять траекторией движения пласта по рабочей поверхности, уменьшает его угол схода с рабочего органа. Этим устраняется неупорядоченное размещение частиц почвы на поверхности поля, имеющее место при работе дискового корпуса.

5.4. Результаты производственных испытаний плугов с ротационными органами н оценка их эффективности

С целью широкого изучения эффективности применения ротационных рабочих органов плугов были проведены производственные испытания их в ряде хозяйств Республики Татарстан. Эти работы выполнялись как путем внедрения отдельных образцов почвообрабатывающих машин в производство, так и испытания новых конструкций рабочих органов с помощью экспериментальных установок, позволяющих получать гладкую вспашку путем отваливания пласта вправо и влево.

а. Ротационная технология безотвальной обработки позволяет совместить операции по рыхлению почвы с одновременным внесением минеральных удобрений с высокими качественными показателями. Это достигается тем, что ротационные органы с выпуклой рабочей поверхностью обеспечивают не только подачу удобрений на дно борозды, но также их распределение по ширине захвата орудия.

Производственные испытания комбинированного плуга для безотвальной обработки были проведены в колхозе «Россия» Пестречинского района РТ. В результате этих испытаний установлено, что новый рабочий орган осуществляет безотвальную обработку с сохранением стерни и наряду с достаточно высокой степенью крошения почвенного пласта обеспечивает равномерное распределение удобрений на дне борозды. Так, при частоте

вращения ротора в пределах 130 мини поступательной скорости, равной 1,72 м/с, наибольшее значение коэффициента вариации неравномерности распределения удобрений по ширине захвата машины составил 13 %. Этот показатель является достаточно высоким и вполне удовлетворяет агротехническим требованиям, предъявляемым к данному процессу. При этом орудие обеспечивает полное разрушение плужной подошвы.

б. Исследования и полевые испытания ротационных органов с вогнутой рабочей поверхностью дисковых и комбинированных плугов были проведены в учебно-опытном хозяйстве Казанского СХИ. Здесь наибольший интерес представляет комбинированный вариант плуга с дополнительными рабочими органами активного действия. Последние размещаются сзади основных корпусов цискового плуга и разрушают необработанный гребень на дне борозды или выполняют роль активных почвоуглубителей безотвального типа. Испытания та-<ого органа показали, что он обеспечивает снижение общей энергоемкости рабочего процесса на 9,2 % и повышает степень крошения обработанной почвы в среднем на 26,2 %. При этом твердость дна борозды снижается на 24,6 %.

в. С целью определения возможности и целесообразности использова-1ия разработанных орудий на основной обработке почвы в Пестречинском районном объединении «Госкомсельхозтехника» были изготовлены опытные >бразцы ротационного плуга с комбинированными рабочими органами и фоводились их сравнительные испытания в производственных условиях. Сонструкция этих плугов предусматривала возможность поворота рамы в го-)изонтальной плоскости (вокруг вертикальной оси на 90°) так, чтобы полу-[ить гладкую вспашку путем отваливания почвенного пласта вправо или ¡лево по ходу движения агрегата. Для этого все корпуса крепятся к раме же-тко, а плоскость вращения ротационного органа устанавливается под уг-;ом 45° к направлению движения [1,2](рис. 16).

В качестве контроля при испытаниях был принят серийный плуг 1ЛП-6-35, а для сравнительных испытаний также дисковый плуг ПНД-4-30.

Производственные опыты проводились на серой лесной почве тяжело-углинистого механического состава совхоза «Шигалеевский» Пестречин-кого района РТ. При этом влажность почвы по слоям пахотного горизонта олебалась в пределах от 16,2 до 17,1 %. В результате проведенных опытов становлено, что качество работы у экспериментального плуга значительно ыше, чем у лемешного. Так, показатель крошения почвы данным плугом на сех скоростях вспашки выше на 10,3...14,0% и достигает 81 %. Устойчи-ость ширины захвата и глубины обработки у ротационного плуга отвечает гротехническим требованиям, коэффициент вариации их при скорости по-гупательного движения 2,89 м/с не превышает 6,7 %. На участках, сильно юоренкых соломой и другими растительными остатками, эксперименталь-ый плуг показал удовлетворительное качество работы, тогда как лемешный луг в этих условиях оказался неработоспособным из-за забивания.

Рис. 16. Схема поворотного плуга для гладкой пахоты:

1- рама; 2 - навесное устройство; 3,5 - опорные колеса; 4 - направляющая; 6 - подвижный брус; 7 - комбинированные рабочие органы; 8 — ползун; 9 - продольная направляющая.

I - положение подвижной рамы при правостороннем режиме оборота пласта; II - положение рамы при левостороннем режиме оборота пласта.

Испытания показали, что затраты энергии на единицу объема обработанной почвы у экспериментального плуга значительно ниже, чем у плуга ПЛП-6-35. Так, пахотный агрегат с комбинированными рабочими органами мог производить вспашку на третьей передаче. При этом средняя скорость его движения была равна 2,89 м/с. Тот же трактор с контрольным плугом, при одинаковой площади поперечного сечения обрабатываемой почвы, мог работать только на второй передаче, со средней скоростью движения 2,35 м/с.

Для сравнительной оценки влияния обработки почвы ротационным и лемешно-отвальным плугами на урожай озимой ржи "Саратовская-4», были проведены производственные опыты на серой лесной почве тяжелосуглинистого механического состава совхоза «Шигалеевский». Площадь экспериментального посева составляла 24 га. При этом постановка опытов, их прове-

дение и учет урожая соответствовали требованиям «Методики полевого опыта» Б.А. Доспехова.

Обработка опытных данных показала повышение урожая озимой ржи на 1,5 ц/га или 9,1 % [22].

г. Поворотные плуги для гладкой вспашки, оснащенные ротационными рабочими органами комбинированного типа, изготовленные в условиях предприятий «Сельхозтехника» на базе рабочих органов дискового плуга ПНД-4-30, также прошли испытания на различных типах почв Пестречин-ского, Высокогорского и Сармановского районов РТ, а также в хозяйствах республики Марий Эл.

Как показали испытания, на всех типах почв эти плуги показали качественную работу как по заделке стерни, так и по крошению и обороту пласта. Они не забиваются соломой и другими остатками, не залипают при обработке влажных почв, меньше изнашиваются и не ломаются на каменистых почвах.

При оснащении плуга ротационным органом, снабженным комбинирующим элементом, расположенным на выпуклой поверхности сферической основы [5], установлено удовлетворительное качество оборота пласта в габаритах собственной борозды, что также способствует лучшему крошению пласта и заделке стерни за счет его оборота почти на 180°.

д. Результаты исследований и данные производственных испытаний ротационных и комбинированных рабочих органов плугов свидетельствуют о высокой эффективности их применения для интенсификации технологических процессов обработки почвы. Так, выполненные расчеты показывают, что при внедрении в каждом хозяйстве республики только по две машины с дисковыми органами с вогнутой рабочей поверхностью суммарная экономия эксплуатационных расходов составит более 3,5 млн. рублей в год. При этом годовой экономический эффект от внедрения почвообрабатывающих машин с комбинированными рабочими органами для гладкой вспашки на площади, занятой зерновыми культурами и при повышении их урожайности лишь на 1 ц/га, в масштабе только одной Республики Татарстан может превысить сумму в 30 млн. рублей.

5.5. Основные направления реализации результатов исследовании

Несовершенство существующих технологических схем основной обработки почвы, большое разнообразие физико-механических свойств и их изменчивость в зависимости от состояния по содержанию влаги, не позволяют проводить комплексное выполнение операций по их обработке с помощью существующих конструкций почвообрабатывающей техники, а требуют изыскания принципиально новых инженерных решений и разработки прогрессивных схем технологического воздействия на обрабатываемую среду. В этой связи весьма перспективными являются широкое использование ротационного принципа резания почвы путем образования непрерывной ленты и направление создания комплекса машин с комбинированными рабочими ор-

ганами для выполнения требований технологических схем основной обработки почвы гладким способом.

К основным результатам выполненной работы следует отнести:

- теоретические исследования, направленные на раскрытие закономерностей процесса взаимодействия рабочих органов с обрабатываемой средой, как научная база для обоснования основных параметров и режимов их воздействия на почву;

- методика определения основных параметров рабочих поверхностей как способ для практического проектирования и разработки перспективных рабочих органов машин;

_ - формулировка понятия действительного угла резания ротационных органов и методика исследования его динамики как основы для обоснования и оптимизации режимов работы проектируемых машин;

- серия конструкций ротационных и комбинированных рабочих органов как база для создания перспективных почвообрабатывающих машин и орудий;

- методические принципы анализа кинематики перемещения почвенного пласта как основы для обоснования рациональной формы дополнительных органов, обеспечивающей разрушение пласта за счет деформации его во взаимно перпендикулярных направлениях;

- данные экспериментальных исследований как база для проверки теоретических положений и практического конструирования;

- технико-экономический эффект как следствие рационального проектирования и результат производственного использования машин;

- использование материалов, изложенных в диссертации, в учебном процессе подготовки студентов на агроинженерных факультетах ВУЗов.

Результаты каждого этапа исследований использовались как основа исследований последующего этапа и, таким образом, проходили проверку практикой.

Модель крошения почвенного пласта приблизила понимание того, как рабочий орган с ограниченными размерами рабочей поверхности, способен вызвать более высокую степень крошения при меньших затратах энергии, и позволила построить модель разнонаправленной деформации пласта при рыхлении, в которую заложен принцип управляемости этим процессом. Эта модель легла в основу принципа разрушения пласта и кинематики его движения по рабочей поверхности, которая позволяет сообщать почвенному пласту небольшие скорости при высоких скоростях перемещения рабочего органа; резко снижать скорости отбрасывания почвы, что является определяющей основой новой энергосберегающей технологии основной обработки почвы. Для практической реализации этой технологии разработаны, испытаны и внедрены в производство различные конструкции рабочих органов.

Разработка технологических основ процесса воздействия элементов ротационного органа на почву позволила обосновать механизм оборота пласта и создать модель обработки почвы гладким способом как в варианте укладки его

1 открытую борозду со смещением в сторону (попеременно вправо и влево), ак и оборота и укладки в собственную борозду без его бокового смещения.

Теоретические положения, принятые за основу при разработке новых технологий гладкой вспашки (с использованием только одного комплекта >абочих органов и поворотной рамы), подтверждены результатами исследо-$аний и испытаний плугов для гладкой вспашки, проведенными в различных гочвенно-климатических условиях Волго-Вятского региона. Конструкция юворотного плуга для гладкой вспашки готовится к выпуску крупной парти-:й (более 80 штук) и ожидается проведение более широких государственных I хозяйственных испытаний. Готовится к производству перспективная кон-¡трукция фронтального плуга для гладкой вспашки с жесткой рамой, со стре-товидной схемой размещения рабочих органов на раме, обеспечивающей высокую степень устойчивости хода и одновременно с основной обработкой гочвы разрушение плужной подошвы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по-¡воляют сделать следующие основные выводы:

1. В результате кинематического анализа основных закономерностей, определяющих условия движения в пространстве элементов ротационных эрганов, получены уравнения движения произвольной точки рабочей поверхности. Исследованиями установлено, что полученные уравнения облапают общим характером и отражают закономерности движений, совершаемых различными видами ротационных органов в пространстве. Показано, что известные в литературе уравнения движения отдельных точек ротационных эрганов являются частными случаями полученных зависимостей. Эти уравнения могут быть использованы для решения практических задач по обоснованию конструктивных параметров и выбору рациональных режимов работы машин с ротационными рабочими органами.

2. Исследованиями процесса взаимодействия элементов ротационных рабочих органов с почвой раскрыты важнейшие закономерности, на основании которых:

- впервые обоснован новый обобщающий показатель характера движения ротационного органа, позволяющий оценить степень скольжения и буксования рабочего органа, имеющего произвольные углы установки, сложную кинематику и режимы работы единым показателем 8, положительное значение которого соответствует скольжению (реактивному режиму), отрицательное -буксованию (активному режиму), а нулевое значение - чистому качению;

- сформулировано понятие о действительном (трансформированном) значении угла резания и разработана методика исследования динамики его изменения при различных значениях отдельных переменных, определяющих

характер конкретного рабочего органа и закономерности движения его режущей кромки в пространстве. В общем случае угол резания ротационного рабочего органа представляет собой угол, заключенный между касательными к рабочей грани режущего элемента и к траектории его движения, измеряемый £ плоскости, нормальной к режущей кромке в данной точке и совпадающей с направлением его абсолютного перемещения;

— выявлена новая зависимость показателя кинематического режима работы ротационных органов, размещенных в пространстве с произвольными углами атаки и наклона к вертикали. Установлено, что известные зависимости для определения этого показателя представляют собой его частные случаи, чтс является предпосылкой более полного обоснования и оптимизации показателя кинематического режима работы проектируемых машин.

3. Для улучшения качества крошения и снижения энергоемкости основной обработки почвы на повышенных скоростях поступательного движения разработан рабочий орган, представляющий собой комбинацию сферического диска и усеченного конуса с криволинейной образующей, размещенного на вогнутой стороне диска. Этот рабочий орган деформирует пласт почвы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и уменьшает скорость его отброса. Такое конструктивное исполнение рабочего органа позволило создать оригинальную конструкцию поворотного плуга для гладкой вспашки с одним комплектом рабочих органов, жестко закрепленными к раме.

4. В целях повышения качества обработки почвы в энергосберегающем режиме работы за счет полного оборота пласта и укладки в собственную борозду, при небольших скоростях относительного движения почвы, обоснованы параметры комбинированного рабочего органа, представляющего собой торообразный цилиндр, размещенный с выпуклой стороны сферического диска. На базе нового комбинированного рабочего органа создана перспективная конструкция фронтального плуга для гладкой вспашки с жесткой рамой, сс стреловидной схемой размещения рабочих органов на раме, что обеспечивает высокую степень устойчивости его хода и одновременно с основной обработкой почвы позволяет производить разрушение плужной подошвы.

5. С целью оптимизации конструктивно-технологических параметров ротационного органа с комбинированной рабочей поверхностью были проведены специальные исследования методом планирования эксперимента. На основании решения системы уравнений по методу Крамера найдены координаты оптимума и построены изображения поверхности отклика; оптимальные значения угла атаки а0=46°, угла наклона к вертикали ро=230,величина отношения глубины обработки к диаметру ротационного органа - аЛЭо=0,334 и скорость поступательного движения - Уео=3,2 м/с.

6. Параметры комбинированного рабочего органа (диаметр и радиус сферического диска, длина образующей дополнительного органа и др.) определяются с учетом физико-механических свойств почвы, и технологических показателей рабочего процесса, обеспечения рациональных условий схода

пласта, а также показателей, характеризующих параметры размещения почвенного пласта на поверхности рабочего органа.

7. Наибольшие значения сил и моментов, возникающих при взаимодействии ротационных рабочих органов с почвой, имеют место в фазе сдвига и отделения от монолита, который оказывает решающее влияние на энергетику всего технологического процесса. Поэтому за основу при анализе динамики первичного разрушения почвы, когда процесс носит установившийся характер, следует принять в качестве преобладающего вида деформацию сдвига.

На основе этого положения обоснованы математические модели определения сил, моментов и потребной мощности для работы подобных органов, которые в отличие от известных методов расчета, учитывают параметры рабочих органов, технологические особенности рабочего процесса и скоростные режимы их взаимодействия. Поэтому полученные аналитические зависимости отражают не только силовую характеристику рабочего процесса, но также показывают основные соотношения важнейших показателей, определяющих энергетику процесса обработки почвы в целом.

8. Анализ энергетики процесса взаимодействия ротационных органов с почвой показывает, что составляющие общего уравнения баланса мощности находятся в сложной зависимости от геометрических размеров и формы рабочего органа, глубины обработки, величины подачи, углов установки и резания, соотношения окружной и поступательной скоростей. При этом также следует учитывать, что рациональный выбор направления вращения ротационного органа способствует значительному снижению общей энергоемкости рабочего процесса.

9. Результаты экспериментальных исследований различных видов ротационных органов почвообрабатывающих машин и орудий подтвердили правильность принятых теоретических положений и достоверность аналитических зависимостей, полученных на основании теоретических разработок. Сравнительным анализом этих данных установлено, что указанные зависимости объективно отражают характер взаимосвязи между параметрами обрабатываемой среды и рабочего органа, а также показателями кинематического режима их взаимодействия.

10. Сравнительными исследованиями агротехнических показателей ротационного плуга с комбинированными рабочими органами при обработке дерново-подзолистой почвы суглинистого механического состава в скоростном диапазоне 1,6...3,7 м/с дискового плуга ПНД-4-30 и серийного плуга ПЛП-6-35 установлено, что:

- степень крошения почвы при обработке ротационным плугом на всех режимах работы выше, чем у лемешно-отвального и дискового плугов, соответственно, на 7,7... 11,5 и 18,5...26,1 % при меньшей энергоемкости процесса;

- тяговое сопротивление ниже, чем у контрольных орудий, на 10,1... 14,1 и 17...22,4%;

- работа плуга с комбинированными органами характеризуется большей устойчивостью хода по глубине, меньшим перемещением обработанной

почвы как по ходу орудия, так и в поперечном направлении. По сравнению с контрольными орудиями это перемещение почвы меньше, соответственно, на 26,5...33,2 и 10,2...21,3 %.

- поверхность пашни при обработке новым плугом становится менее гребнистой и более слитной. При этом ее глыбистость уменьшается до 4 %, распыление почвы не превышает 3,18 %;

-производительность ротационного плуга по сравнению с контрольными выше в среднем на 21,1 %. При этом принудительное вращение рабочих органов позволяет передать до 24,2 % погребной мощности через ВОМ трактора. Однако, при этом несколько увеличиваются поперечная и вертикальная составляющие сил сопротивления, а общие затраты энергии повышаются на 17,3 %.

11. Практическим результатом выполненных исследований и предложенных технических решений явилась разработка ротационных почвообрабатывающих орудий нового поколения и технологические принципы гладкой вспашки почв, новизна которых подтверждена 8 авторскими свидетельствами и патентами РФ, рекомендованы МСХ и П республики Татарстан к широкому внедрению в производство.

Результаты исследований и разработанные методы проектирования, аналитические приемы определения основных параметров и режимов работы ротационных органов почвообрабатывающих машин используются и в учебном процессе агроинженерных факультетов ВУЗов.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Макаров П.И. Технологии и техника для гладкой вспашки почв. Монография. - Казань: Издательство Казанского университета, 2000. - 288 с.

2. Макаров П.И. и др. Плуг для гладкой пахоты. Решение о выдаче патента по заявке РФ № 99112296/13 (012955) от 6.04.2000.

3. Макаров П.И. и др. Оборотный плуг для обработки склонов. Решение о выдаче патента по заявке РФ № 99114507/13 (015032) от 6.03.2000.

4. Макаров П.И. и др. Почвообрабатывающее орудие. Решение о выдаче патента по заявке РФ № 99103486/13 (003408) от 1.03.2000.

5. Макаров П.И. и др. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия. Решение о выдаче патента по заявке РФ № 99112583/13 (012997) от 19.01.2000.

6.Макаров П.И. и др. Способ гладкой вспашки склонов и устройство для его осуществления. Решение о выдаче патента по заявке № 99127869/13 (029487) от 14.04.2000.

7.Макаров П.И. и др. Способ вспашки почвы широкозахватным пахотным агрегатом и поворотный плуг для его осуществления. Решение о выдаче патента по заявке № 2000101992/13 (002226) от 18.04.2000.

8. Макаров П.И. О показателях качества вспашки. - Тезисы респ. науч,-практ. конф. «Механизация с.-х. РТ».- Казань,2000,-—С. 109- 110.

9. Макаров П.И., Попов И.И., Гайнанов Х.С. Ротационная картофелеуборочная машина // Материалы межвузовской науч.-практ. конф. Марийской ГШ.- Йошкар Ола, 1998. - С. 38 - 40.

10. Макаров П.И., Махмудов А.М., Ровняков Р.В. Анализ существующих конструкций плугов для гладкой пахоты // Материалы научной конференции сотрудников ФМСХ КГСХА. -Казань, 1998. - С, 50 - 52.

11. Макаров П.И., Ровняков Р.В., Махмудов А.М. Комбинированный рабочий орган плуга для гладкой пахоты // Там же. - С. 48 - 49.

12. Макаров П.И. О проблеме устойчивости движения пахотных arpera-' тов И Юбилейный сборник научных трудов КГСХА. Ч. 2, 1997. - С. 109 -113.

13. Макаров П.И., Гайнанов Х.С. О повышении эффективности основной обработки почвы // Там же. - С. 114-118.

14. Макаров П.И., Ровняков Р.В. Моделирование технологического процесса работы пахотного агрегата // Там же. - С. 118 — 122.

15. Макаров П.И., Попов И.И., Гайнанов Х.С. Энергетика ротационного подкапывающего органа картофелеуборочных машин // Там же. - С. 209 - 214.

16. Макаров П.И., Митряев Н.И., Гайнанов Х.С. Об эффективности движения пахотного агрегата челноком // Там же. 4.1. - С. 92 - 98.

17. Гайнанов Х.С., Ярославлев Г.Ф., Макаров П.И. Регулировка и настройка машин к полевым работам - Казань: Полиграфический комбинат им. К. Я куба Министерства информ. и печати РТ, 1997. - 240 с.

18. Макаров П.И. Исследование характера перемещения почвы дополнительным органом в зоне схода пласта // Вопросы механизации с.-х. производства. - Казань, 1988. - С. 29 - 31.

19. Макаров П.И. Определение наименьшего диаметра комбинированного рабочего органа // Там же. - С. 58 -59.

20. Макаров П.И. Результаты исследований агротехнических показателей работы комбинированного органа // Повышение эффективности сельскохозяйственного производства - Казань, 1987. - С. 63 - 67.

21. Макаров П.И. Влияние глубины обработки на энергетические показатели работы комбинированного органа // Там же - С. 71 - 73.

22. Макаров П.И. Исследование характера перемещения почвенной массы дисковым органом // Эффективность механизации процессов в с.-х. производстве. - Казань, 1986. - С. 74 - 76.

23. Макаров П.И., Гайнутдинов Д.А. Определение радиуса кривизны дисковых почвообрабатывающих органов // Там же. - С. 77 - 78.

24. Макаров П.И. К определению некоторых параметров комбинированного рабочего органа плуга // Повышение эффективности использования и совершенствование конструкций с.-х. техники. - Казань, 1982. - С. 95 — 99.

25. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Об общих уравнениях движения ротационных органов почвообрабатывающих машин // Там же. - С. 63 - 67.

26. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Комбинированный рабочий орган плуга. Инф. листок Татарского ЦНТИ, № 19 - 82 — Казань, 1982. -3 с.

27. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Об уравнениях движения ротационных органов почвообрабатывающих машин // Тр. Челябинского ИМЭСХ. Вып. 167.-Челябинск, 1981.-С. 95-98.

28. Гайнанов Х.С., Макаров П.И., Муртазин Г.Р. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия. A.c. № 876074, Б.И. № 40, 1981.

29. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Особенности кинематики ротационных органов почвообрабатывающих машин. Библиограф, указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи», № 5, 1981.

30. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Результаты агротехнических исследований ротационного органа почвообрабатывающей машины // Тез. докл. на юбилейной конф. Тат. НИИСХ. - Казань, 1980. - С. 90 - 92.

31. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Исследования скорости резания почвы ротационными рабочими органами // Интенсификация мех. процессов в земледелии. - Казань, 1980. - С. 46 - 51.

32. Гайнанов Х.С., Макаров П.И., Муртазин Г.Р. Геометрия почвенного пласта, снимаемого дисковым органом // Там же.- С. 84-91.

33. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия. A.c. № 715041, Б.И. № 6, 1980.

34. Макаров П.И. Совмещение операций основной и предпосевной обработки почв // Совмещение операций в земледелии,-Казань, 1980. - С.27 - 30.

35. Макаров П.И. К определению технологических параметров плуга с ротационными рабочими органами // Там же. - С. 102 - 108.

36. Гайнанов Х.С., Макаров П.И., Некоторые особенности кинематики ротационных органов почвообрабатывающих машин // Там же. - С. 80 - 88.

37. Гайнанов Х.С., Муртазин Г.Р., Макаров П.И. О показателях трения скольжения нечерноземных почв Татарской АССР // Тез. докл. респ. науч,-техн. конф. молодых ученых и спец. по вопросам мех. с.-х. производства. -Казань, 1979.-С. 61-64.

38. Сафиуллин H.A., Макаров П.И., Забродин Ю.В. Исследование ротационных элементов почвообрабатывающих машин // Там же. - С. 34 - 35.

39. Макаров П.И. Некоторые вопросы обработки почвы лемешно-отвальными и ротационными рабочими органами // Там же. - С. 26 - 29.

40. Гайнанов Х.С., Макаров П.И. Анализ и обоснование конструктивных особенностей рабочих органов дисковых орудий // Там же. - С. 41 - 48.

41. Сафиуллин H.A., Макаров П.И., Забродин Ю.В., Киямов А.Г. Рыхлитель почвы. A.c. N° 512727. Б.И. № 17, 1976.

42. Сафиуллин H.A., Макаров П.И. Некоторые вопросы динамики сферического диска // Труды Казанского СХИ. Вып. 65. - Казань, 1972. — С. 189- 192.

Лицензия на издательскую деятельность № 146 от 6.07.1995г. Формат 60x84 1/16 Тираж 100. Подписано к печати 15.05.2000 Печать офсетная. Усл.п.л. 2,00 Заказ № 86 Издательство КГСХА / 420015 г. Казань, ул. К.Маркса, 65 Отпечатано в офсетной лаборатории КГСХА. 420015 г.Казань, ул. К.Маркса, 65. Казанская государственная сельскохозяйственная академия. Лицензия № 0115 от 3.03.1998 г.