автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование энергетических и эксплуатационных показателей кочкореза для поверхностного улучшения лугов и пастбищ на склонах

. ■ * а •)

м 1 1 *

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКАЯ ОРДЕНА «ЗНАК ПОЧЕТА» СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. С. АГАМАЛИОГЛУ

На правах рукописи

АГАЕВ РАГИБ МАМЕД оглу

УДК 63). 316. 44. 633. 2

ОБОСНОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОЧКОРЕЗА ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УЛУЧШЕНИЯ ЛУГОВ И ПАСТБИЩ НА СКЛОНАХ

Специальность 05.20.01 — Механизация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на сонскание ученой степени кандидата технических наук

Г я н д. ж"в —

1992

Работа выполнена в Азербайджанской сельскохозяйственной акадсмш им. С. Агамалиоглу.

Научный руководитель:

доктор технических паук. проф. Дж. К. АЛЕКПЕРОВ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, проф. М.-Я. М. БАДАЛОВ, кандидат технических наук, с. н. с. Т. А. АГАБЕЙЛИ

Ведущая организация — Азербайджанская машинно-испытательная станция.

Защита состоится «56.» Ъв^О.Ъ.РЗ 1992 г. в (О. час. на заседании специализированного совета К. 120.43.01 по присуждению уачюй степени кандидата технических наук в Азербайджанской ордена «Знак Почета» сельскохозяйственной академии мм. С. Агамалноглы, по адресу: 374700, Азербайджанская Республика, г- Гянджа, ул. Софулу, 202.

Н.ОЗЬря \

Автореферат разослан < <=~. » .И. иУО НУ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного с-овета,

к. т. н„ доиепт с А Р. И. РУСТАМОВ

...... .. ^ .

Л.:'.\ ' ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОМ

эМ.О'-.^

Актуальность темы. Расположенные обширные площади естественных кормовых угодий на склонах из-за низкой урожайности (7 ц/га) используются недостаточно полно. Основными причинами низкой урожайности лугов и пастбищ является естественное старение лугов, т.е. дернинный процесс и отсутствие поверхностного и коренного улучшения их. Острота решения этой проблемы заключается в том, что в поверхностном и коренном улучшении в большей степени нуждаются участки, расположенные на склонах крутизной 10...15° и выше.

Для повышения урожайности сенокосов в условиях горных зон требуется принять необходимые меры для улучшения верхнего плодородного слоя почвы с использованием различных механизированных технологических приемов. Среди этих мероприятий одно из важных мест занимает разрушение кочек, так как кормовые угодья в горных зонах час-го засоряются слабыми кротовыми» муравейкиковыми и другими кочками. Наличие кочек на сенокосах и пастбищах с одной стороны снижает урожайность, а с другой стороны'затрудняет, а иногда делает невозможным применение средств механизации на сеноуборочных работы*.

Существующие технические средства для улучшения лугов и пастбищ в основном равнинные, они способны работать на склонах небольшой крутизны, а специальные машины для улучшения лугов и пастбищ на склонах отсутствуют, также на разработаны и не доведены до серийного производства машины для разрушения кочек на склонах. Поэтому, разработка машин с активными рабочими органами* для разрушения коте к на склонах крутизной до 25° относится к очень важней и актуальной проблеме, т.е. проблеме создания прочной кормовой базы для животноводства в горных районах.

Цель исследования - разработать конотрук^ию и обосновать основные эксплуатационные показатели машины для уничтожения кочек и раэ-5расывания измельченной массы на поверхность поля в соответствии с

агротребованидаи на склонах крутизной до 25°.

Объест исследования - навесной кочкорез шириной захвата 2,0м которая агрегатировалась с низкоклиренсным колесным трактором Т-ЗОАН с колесной схемой 4x4.

Научная новизна. Теоретически разработаны математические зави симости, описывающие характер изменения г.лощади сечения резания кочки фрезерным барабаном*, потребляемой фрезой мощности и связи между ними. Полученные дифференциальные уравнения позволяют анали зировать влияние частоты вращешя вала фрезбарабана и поступагель ной скорости на потребную мощность фрезой при работе на склонах. Теоретически установлены допукаемые значения частоты вращения вала фрезбарабана и поступательной скорости агрегата с целью уменьшения ударных нагрузок и обеспечения качественного выполнения раз рушения кочек.

Разработана бло*схема алгоритма расчета длины дуги реаания и площади сечения при резании кочек фрезой на склонах. ■

Определены зависимости потребляемой фрееерным барабаном мощности от крутизны склона, при различных значениях частоты вращения вала фрезбарабана и поступательной скорости агрегата. На основании пр о-ве денных исследований установлены оптимальные эксплуатационные показатели фрезбарабана, при которых обеспечивается качественное выполнение технологического, процесса.

Определена экономическая эффективность применения разработанного кочкореза для разрушения кочек на склонах.

Методика исследований. По разработанному алгоритму составлена программа на языке Бейсик-ЗА для микро-ЭВМ БК-020. При различных значениях частоты вращения вала фрезбарабана, поступательной скорости и диаметра фрезбарабана рассчитаны длины дуги резания и площади сечения кочки фрезой, которая дала возможность проследить за- влиянием исходных параметров на динамику процесса.

Для определения энергетических показателей кочкорез и тра-тор были оборудованы необходимой измерительной аппаратурой. Во-время опытов регистрировались следующие параметры: крутящий момент на ВОМе; частота вращения ВОМ; путь,"пройденный трактором за опыт; продолжительность опыта.

Крутящий момент измерялся с помощью тензометрического карданного вала через ВОМ. Регистрация частоты вращения ВОМ производилась с помощью индуктивного датчика. . Путь, проходимый трактором за опыт замерялся "пятым" колесом. Для регистрации частоты вращения "пятого" колеса применялся прибор ТЧИК-£. Регистрация продолжительности опытов производилась с помощью отметчика времени самого осциллографа.

Все исследоуемые параметры, синхронно записывались на осцилло-графической бумаге с использованием усилительной аппаратуры и све-голучевого осциллографа H-I05".

Полевые эксперимектельнчв исследования по определению, энергетических и эксплуатационных показателей приводились на горизонтальном участке и на склонах крутизной до 23° с интервалом в 6...8?

Практическая ценность. Разработанный кочкорез.позволяет путем эазрушения кочек и разбрасывания измельченной массы создать благоприятные условия для работы сеноуборочных машин на склонах,кроме того увеличивается и плодородная площадь за счет освободившихся 13-под кочек площадей. Проведенные исследования показали, что экономический эффект применения кочкореза получается за счет снижения денежных затрат по сравнению с ручным трудом при разрушении кочек, прибавкой урокап за счет освободившихся из-под кочек площадей и обеспечения возможности примен~::ия сеноуборочных машин. Экономический э<$фект от применения разработанного одного кочкоре-sa на одном гектаре составляет 960 руб.

Реализация результатов исследований. Разработанный кочкоре: прошел хозяйственные испытания в хозяйствах Дашкесанского районе Азербайджанской республики. Результаты проведенных исследований рассмотрены Научно-Техническим Советом Госагропрома Азербайджанской ССР, одобрено и принято решение о поставке кочкореза по полученным лимитам из Госагропрома СССР на 1978 года на госиспмгаь в ЗакГМИС. На основании госиспытанлй установлено, что мам на соответствует своему назначению, сможет найти,применение как оруди для разрушения кочек на сенокосах с целью улучшения условий рабе ты сеноуборочных машин, повышения скашиваемой массы трав за счет выравнивания микрорельефа сенокосных учзстков* Рекомендовано изг готовить улучшенный образец с устранением конструктивных недоста ков изготовления (Протокол № 06-24-88 (6015100)).

Кочкорез внедрен в хозяйствах Дашкесанского райбна. Он включен в зональную Систему Машин на 1986...1995 гг. под шифром Р.81.06.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Ш Республиканской научно-практической конференции молодых ученых по сельскому хозяйству (Баку ,1984г.), на засе дании НТС Госагропрома Азербайджанской ССР (1986), на научно-тех нических конференциях АзСХЛ (1987г.,1989г.) и на объединенном за седании кафедр "Эксплуатация машинно-тракторного парка", "Тракторы и автомобили" и "Сельскохозяйственные и мелиоративные машины" Аз.СХА (1992г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 4 опубликованных работах общим объемом 2,5 п.л.

Объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, списка использованной литературы, включающего 70 наименований и гриложе ний. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит У таблиц и 26 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I.Состояние вопроса и задачи исследования

Урожайность сенокосов и пастбищ на склонах в значительной стегни зависит от поверхностного состояния их. В результате дли-ельного использования на поверхности сенокосов появляется неров-юсти различного происхождения и они встречаются во всех природ-ю-нлиматических зонах» в том числе и в горных зонах. Наличие не-ювности оо есть кочек уменьшает полезнув площадь сенокосов и уро-;ай, значительно затрудняет применение сеноуборочных машин и в большинстве случазв ото делает вовсе не возможным. Поэтому, разжигание кочек на сенокосах считается составной частью системы юверхностного улучшения сенокосов и имеет большую экономическую ффективность.

Технология и технические средства для поверхностного улуч mein я сенокосов и пастбищ в условиях низменности и горного земле-[елия освещены в работах акад.Андреева Н.Г., Ларина И.В., Хох-юва U.M., Бузенкова Г.М., Лыкова А.М„, Коммодова-В.В., Данило-ia Г.Г., Дроновой Т., Гордезиани Г.М., Маявелидзе В.Ф., Эминбей-1и З.Н., Оруджев У.Д., Агабейли Т.А.

Для разрушения кочек использусгся разработанные для сплошной 'брабстки почвы различные машины с активными рабочими органами, ¡екоторне из предназначенных для работы в условиях низменности, ■ромоздки и не способны работать на склонах, а некоторые малогабаритные фрезерные машин по различным конструктивным и техноло-•ическим причинам не пригодны для использования на участках, рас-галоженных на склонах. Йэ вышеизложенного анализа состояния во-ipoca механизации поверхностного улучшения сенокосов можно отме-'ить, гго а настоящее время машины для разрушения кочек на скло-iax отсутствуют.

Анализ существующего состояния допроса позволил сформулировать следующие задача исследования:

изучать размерные характеристики кочек и характер располсжв' ния их на поверхности сенокосов;

разработать кочкорез с активными рабочими органами для рабо: ка склонах крутизной до 25°;

провести теоретические исследования характера изменения пог[ ляецой фрезбарабаноы мощности и обосновать оптимальные режимы работы кочкореза;

определить онергетнческие показатели фрезбарабана при разлив ной скорости движения и частоты вращения нэ склонах различной крутизны;

определить эксплуатационные показатели фрезерного агрегата и склонах различной крутизны;

экспериментально обосновать оптимальные режимы работы фрезер кого агрегата;

произвести расчет экономической эффективности применения коч кореза на склоках.

2.Теоретическое исследование

Мощность, необходимая для фрезерования кочек складывается из следующих основных составляющих: на перемещение агрегатс^^раггс] кочкорез)» на деформацию почвы и па отбрасывание иэмельченно массы (Л^) -

N= ^N^N0 . (I)

Первое и третье слагаемые уравнения (I) при работе кочкореза подвергаются не столь значительному изменению.Расход энергии на отбрасывание почвенной стружки кё превышает 10..Лот общей. Поэтому» проанализируем изменение потребной мощности на деформацию почвы. Она определяется по следуюврцу уравнение.

' . Ц> 60 75 ЮО 1,36 , КОТ

где Р - удельное сопротивление деформации почвы в кг/см^.

- подача на один нож, си;

2)цУ - максимальные размеры отрезаемой стружки, см; Л? - число ножей на диске фрезы;

- частота вращения вала фрезерного барабана,

Между геометрическими размерами кочки ]Э и Н , расположенной на склоне и крутизной склона существует следующая взаимосвязь (ряс.1).

Рис.1. Влияние геометрических размеров кочни

на потребцую мощность ( Мр ) в зависимости от крутизны склона ( ).

Погребная мощность фрезерования при прочих равных условиях зависит от геометрических размеров кочки и подачи на нож. Размеры отрезаемой стружки от кочки будут изменяться по времени и различаться от среза в сплошной среде.

Площадь отрезаемой стружки от кочки зависит от геометрических размеров самой кочки. Составим аналитическое уравнение сечения кочки (колокола)

У=Ута*1РХР(Хко„/б2) , (4)

где Умал- максимальное значение ординаты колокола;

X - координаты в основании колокола, отсчитываемое от

его центра; <

© - средкоквадратическсе отклонение для нормального распределения. В данной задаче принято

и -6G;

]) - диаметр основания колокола.

Составим уравнение движения фрезерного барабана. Известно,

»

что режущая кромка ножа фрезы описывает циклоиду (рис.2). Аналитическое уравнение циклоиды, описываемой кромкой ножа, выражается как система двух параметрических уравнений, имеющий вид.

"Co<J(jüt"lfnocr-t (5)

'.n-í ^^ ,

где "¿ - текущее значение времени; X, У ~ координаты. Мгновенный угол поворота фрезерного барабана можно определить из соотношения

ск =

Рис.2. Циклоида, описываемая кромкой ножа фрезерного барабана Не - .диаметр фрезерного барабана; оС - текущее значение угла поворота фрезы; О) - угловая скорость вращения фрезы; Хц - абцисса координаты центра фрезы; Цц -ордината координаты центра фрезы; ^посг поступательная скорость фрезы.

Откуда t ~

с*. СО

(6)

Учитывая (6) систему (7) можно писать б виде:

(7)

X = & ~ ^Г Оба - дпост-^}-

Уравнение (4) и система (7) определяют форму кочек и цик. ду, описываемую кромкой ножа фрезы. Совместное решение этих 2 нений позволит описывать процесс резания кочки фрезой (рис.3!

X*

У

и>

Рис. 3. Совместная схема фрезерования кочки.

Система параметрических уравнений (4) и (7) не имеет в яв виде аналитического решения. Поэтому, был избран путь численн решения этих уравнений на ЭВМ при -определенных предпосылках.

Попадание точки режущей кромки фрезы на внутреннюю облает колокола, -т.е. начала процесса резания, определяется последов дельным перебором мгновенных фаз на ЭВМ. ■ О 180°

Если точка резания соприкасается с колоколом, то должно «ы-юлняться условие. г

У | *

(8)

> УМ ХМ

О <:о( <; /80* •де и У(*) - значение координат режущей кромки нежа

при мгновенном значении

оС

ВеличинаХ(<£) и определяется из системы уравнения (7).

¡еличила Укал определяется при данннсм Ж* ~ Укол из урав-(ений (4). Если условие выполняется, то принимаем решение о при-адлежности точки циклоиды к внутренней области колокола. Далее ичинается расчет длины дуги резания по дуге циклоиды суммирог„-шем элементарных хорд циклоиды, (рис.4).

Рис.4. Схема определения длины линии резания по дуге

циклоиды А - точх': 1,.:олд9ння ножа фрезы в кочку; £ -точка выхода ножа фрезы из кочки.

- 13 -

точки элементарной хорды дуги резакия; ¿рез~ длина элементарной дуги резания.

Длина линии резания по дуге циклоиды определяется по формуле

гул-хит-Ун) , о)

где Х^ -абцисса циклоиды при текущем ; •

У(. - абцисса циклоиды при предыдущем ОС Суммирование заканчивается при достижении точки (рис.'

т.е. точки выхода ножа из кочки или выполнения условий

Система (1С) предусматривает и тот случай, когда пересекают« две ветви циклоиды, в которой заканчивается процесс резания в то» случав, если режущая кромка еще не вышла из кочки.

Система (10) после некоторых преобразований будет иметь вид

"3& ~ "§Г & # =гГ^сг щ (11)

Данная' система не имеет аналитического решения и решается графически4 путем определения точки пересечения ветвей циклоиды.

Дня определения мощности резания, учитывая сложность сечения кочки отрезаемой фрезой, недостаточно знать только длину дуги резания. Необходимо определить площадь сечения резания фрезой. Её можно определить численно методом трапеций. Рассмотрим схему (рис.5) сечения, образующегося от пересечения дгух $игур - колокола и цилиндра.

Как видно из рисунка в каждой рассчитываемой точке дуги резания надо определить радиус сечения кочки на заданной вкссте. Ряпауг сечения определяется по выражению:

гг

Рис.5. Схема сечения кочки фрезой в двух плоскостях а)вид сбоку; б)вкд сверху; в)развертка-сечения в данный момент времени. 1;2;3;4;5 - плоскости сечения и их вид на разных плоскостях.

/^бу^йзр • |В)

• В данной окружности определяется длк-:? перпендикуляра, восстановленного паралельно оси фрезы через то^п.у с координатами Хцихл / Уцикл (рис.5).

Элемент площади строится следующим образом. Основание его есть элемент оси симметрии сечения "левая" высота - длина перпендикуляра, восстановленного до границы сечения из предыдущей точки, а "правая" высота - длина перпендикуляра до границы сечения, восстановленного из текущей ^ точки

й' - УХйу/Хцикя; (13)

\ce4i Л цикл [

Последовательность таких элементов образует развертку колокола, а их суммарная площадь - площадь развертки сечения.

N

ь (м)

'с-

Величину элементарной площади О и можно определить по методу трапеций.

Аппроксимируем огибающую развертки сечения в пределах от до РрсчёI отрезком прямой линии. Тогда в получившейся трапеции площадь б"дет определятся следующим образом.

¿1}

6-^6

(15)

г Углах- _ у ?

Л иглгл: (¿6)

По вышеуказанным выражениям составлен алгоритм расчета длины дуги резания, площади сечения и построения аксонометрии процесса резания кочки фрезой (рис.6).

•Результаты расчета показывают., что рост площади сечения кочки отрезаемой фрезой практически скачкообразный, аналогичным и будет рост мощности, потребляемой фрезой (формула 2).

Уменьшение частоты вращения фрезерного барабана делает изменение площади сечения кочки более пологой, снижается её динамичность * Поэтому можно предложить более низкие частоты вращения

$л 1'а,м л.

У.! 1.1 I • "V -

•/у/,,' ч;.

Рис.б, Построение аксонометрии процесса резания кочки фрезой через определенные промежутки времени.

резсрного барабана, если нет других ограничений с увеличением осту;: '-тельной скорости время обработки плица ли сечений уменьия-гся, : рсцесс прайм »а ег упарный характер.

3. Экспериментальное исследование кочкореза

Экспериментальные исследования кочкореза проводились с цел определенна зависимости энергетических и эксплуатационных показателей от крутизны склона, составления и уточнения закономерно' теЯ изменения основкых параметров кочкореза, полученных в резул: таге теоретических исследований. В результате экспериментальных исследований получены значительные данные для энергетической,-зкеплуаталойной и экономической оценок кочкореза.' Энергетичесю показатели определены с использованием современной тензоыетриче« кой аппаратур^, -которые дает возможность с определенной обоснованностью вибрать мобильные энергетические средства для агрегатирования с кочкорезом.

Энергетические и эксплуатационные показатели определены и обработаны в соответствии с ГОСТ 7057-81. При обработке осциллограмм с записью ксслэдуь-мих параметров использован планиметр "Амслер" с последующей обработкой на микро -ЭВМ БК-020.

4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ

На основании проведенных экспериментальных исследований коч ксреза в агрегате с трактором Т-ЗОАН тягового класса 6 кН были выявлены зависимости энергетических и эксплуатационных показателей кочкореза от крутизны склона при различных значениях частоты ьращения вала фрезерного барабана и поступательной скорости агрегата.

Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что значение потребляемся мощности фрезерования изменяется в зависимости от количества одновременно рзарушаег-мх кочег и

гас геометрических размеров, частоты вращения вала фрезбарабанг . поступательной скорости агрегата и крутизны склона. Геометрические размеры кочек изменяется в больших пределах. Максимальный диаметр у оснований составлял 40...50 см, а максимальная высота -28...38 см. Расположение кочек не зависит от крутизны склона, они хаотично разбросаны ка поверхности сенокосов.

Агрегат для разрушения кочек, на склонах обеспечивал качествен-' нуи и безопасную работу. Безопасная рабе«'а фрезерного агрегата обеспечивалась при рабочих скоростях го 2,22 м/с (8 км/ч). С целью обеспечения качественного разруиения кочек максимальный предел рабочих скоростей был установлен в 1,4...1,5 м/с. Оптимальное значение частоты вращения вала фреябарабана экспериментальным путем установлено в пределах 200...320 мин-*.

Мощность, необходимая для разрушения кочек складывзется из следующих составляющих: на резание (деформацию) почвенного слоя, на отбрасывание срезанной массы на поверхность поля и на перекатывание самого'кочкореза. Бри проведении экспериментальных исследований определена суммарная'потребная мощность, т.к. определить каждую из составляющих потребней мощности в отдельности не представляется возможным. На основании проведенных исследований установлено, что потребная мощность для разрушения кочек при сглрине захвата 2,0м не превышает 8,5 кВт, а это дает возможность агрега-тировать кочкорез с нязкоклиренсным колесным трактором тягоеого класса 6,0 кН.

Потребная мощность фрезерования кочек находится в прямой зависимости от крутизны склона. Характер изменения потребной мощности при различных значения частоты вращение '"оезерного барабана в зависимости от крутизны склона имеет иденги»:1ый характер. При частоте вращения вала фрезбарабана 200 мин~* на горизонтальном участке по-тррбнчя мощность составляет 3,15 к&г,а на склоне крутизной 21...23°

оип уввличирается и составляет 3,55 кВт, т.е. с увеличением крутизны склона от 0° до 21...23° погребная мощность растет на 12,4$. А : 1>: частоте вращения вала фрезбарабана 320 мин"* с увеличением угнаны склона от 0° до-21...23° потребиая мощность фрезерования • ек повышается от 5,4 кВт до 6,5, т.е. при этом рост потребной мощности составляет 20,0%. (рис,7). Здесь во-втором случае потребная мощность фрезерования растет интенсивнее, чем в первом случае.

Это является результатом повышения частоты вращения вала фрезерного барабана.

Рис.7. Зависимость энергетических показателей фрезбарабана от крутизны склона. Сулюрная потребная мощность фрезерной машины при частоте вращения -»-■'' Фрезбарабана 200мин~* на горизонтальном участке равна 3,8 кВт, ' ч «лоне крутизной 21...23°она увеличивается и составляет 5,2кВг,

здесь относительно равнины мощность увеличивается на 43,4%. При частоте вращения вала фрезбарабана 320 относительно равнины

суммарная потребная мощность увеличивается на 46,4%.

Частота вращения вала фрезерного барабана— окружная скорость конца ножей, которая находилась в пределах 4,19...6,7 м/сек, значительно влияет на потребную мощность фрезерования кочек. На рисунке 8 приведена зависимость потребной мощности фрезерования кочек от частоты вращения вала фрезбарабана.

,иШ§ л'

АС

1а

ггв. гч> гю га но но п,

Рис. 8. Зависимость погребной мощности

фрезбарабана от частоты вращения его вала.

Как показали данные экспериментальных исследований с увеличением частоты вращения вала фрезбарабана потребная мощность по-

-SI -

выдается. Это явление можно объяснить тем, что с увеличением частоты вращения растет ударная сила процесса резания почвенной стружки, также увеличивается и энергия, сообщаемая на разбрасывание измельченной почвенной массы. При частоте вращения 200 мин-^ на горизонтальном участке потребная мощность составляет 3,15 кВт, а при 320 мш"^ - 5,4 кВт, т.е. увеличение составляет ?2,4%.

На склоне крутизной V...S0 с увеличением частоты вращения вала фрезбарабана от 200 до 320 мин~^ потребная мощность повышается от 3,4 до 5,87 кВт, т.е. нв 72,6$. Очевидно как на горизонтальном участке, так и на склоне крутизной 7...8° потребная мощность с увеличением частоты вращения остается неизменным, в связи с этим возникает необходимость предусмотреть запас мощности для преодоления временных сопротивлений, возникающих в результате увеличения количества кочек.

На склоне максимальной крутизны 21...23° при частоте вращения 200 мин-^ потребная мощность фрезерования составляет -3,55 кВт, на том же склоне, но при частоте вращения 320 мин"^ она увеличивается и равна 6,5 кВт. При этом рост потребной мощности составляет 63,1%.

По результатам проведенного анализа можно отметить, что на склонах большей крутизны потребная мощность в зависимости от частоты вращения повышается интенсивнее, чем на горизонтальном участ-. ке и на пологих склонах. Такое положение можно объяснить тем, что в силу специфичности условий на крутых склонах при больших значениях частоты вращения устойчивая работа фрезбарабана нарушается и1 это приводит к изменению разрушаемого объема почвы и следовательно потребной мощности. Кроме того на крутых склонах увеличению потребной мощности способствует и изменение геометрической формы кочек. Наблюдения показали, что кочек расположенных на склонах больше по

сравнению с кочками раппсложенными на горизонтальной поверхноо.'ыо, >собенно это увеличение площади основания кочек на склонах наблю-

№ется в сторону уклона.

Потребная мощность фрезбарабана и качественные показатели раз-зушения кочек в определенной степени зависят от поступательной жорости агрегата. По результатам экспериментальных исследований юисно отметить, что на горизонтальном участке при частоте вращения 200 мин-* с увеличением поступательной скорости от 0,55 м/с до [,43 м/сек потребная мощность растет от 4,0 кВт до 4,50 кБг, т.е. ta 12, Рост потребной мощности в этом случае объясняется уве-мчением подачи почвы на ножи фрезбарабана. На том же диапазоне )абочих скоростей с увеличением частоты вращения до 320 мин"* ин-•енсивность роста потребной мощности остается почти неизменной и ¡оставляет 13,2%.

На склоне крутизной 21...23° увеличение скорости движения IT 0,54 до 1,4 м/сек при частоте вращения 200 мин"* способствует ювышению потребной мощности от 5,10 до 5,97'кВт,а пря частоте вра-[ения 320 мин-* потребная мощность при скорости движения 1,35 м/сек оставляет 7,97 кВт, против 7,22 кВт при скорости 0,54 м/с. В этом лучае увеличение мощности составляет 10,45?. Как видно, как и на оризонтальном участке на склонах увеличение скорости движения arpe-ата почти одинаково влияет на интенсивность роста потребной мощ-ости.

Следует отметить, что качественное разрушение кочек обеспечи-ается при вышеуказанных скоростях движения агрегата. Здесь могут ыть приняты различные варианты скорости движения агрегата, т.е. онижениые поступательные скорости с меньшими значениями частоты ращения фрезбарабана, или же повышенные рабочие скорости с боль-ими значениями частоты вращения. Однако, во избежания эначитель-

ного уменьшения производительности агрегата и нарушения глубины среза кочек рекомендуется выполнение процесса разрушения ночек при поступательной скорости агрегата 0,85...1,15 м/сек и частоты вращения вала фрез барабана 235. ..270 мин-*.При больших значения: рабочей скорости из-за тряски при встрече колес трактора и фрез-барабана с кочками глубина среза уменьшается и.тем самым нарушается качественное разрушение кочек.

Качества разрушения кочек удовлетворяют соответствующие агротехнические требования. Кочки разрушаются полностью на установлеь ной высоте от поверхности почвы. Степень повреждения дернины на

всех участках,не превышает 8...10^. Обеспечивается мелкокомковато $

измельчение срезанной массы и размеры всех измельченных почвенных частиц менее 15 см. Разбрасывание измельченной массы на поверхность поля равномерное. . '

5. Эксплуатационные и экономические показатели

С увеличением крутизны склона эксплуатационные показатели фрезерного агрегата ухудшаются. С увеличением крутизны склона от 0° до 21...23° рабочая скорость уиеныпается от 1,1 до 0,9 м/сек, а производительность агрегата при отом уменьшается от 0,68 га/час до 0,56 га/час. (рис.9).

Экономическая эффективность определена для условий работы кочкореза на склоне крутизной 21...23°.

Применение кочкореза позволяет: механизированным способом осу ществлять разрушение кочек; способствовать повышению урожайности сенокосов; за счет освободившихся из-под кочек площадей и на очищенных от кочек участках взамен ручного труда применять сеноубороч ные машины. При этом экономическая эффективность по сравнению с ручным трудом при разрушении кочек и на сеноуборке и за счет при-

бавки урожая на одном гектаре состгэляз? 960 руб.

>Г~/г

----

------

-------

-

1 1 £

—

--------- -------

--------

'■-А,

7' 5!

Л Ы'

Рис,9. Зависимость эксплуатационных показателей фрезбарабана от крутизны склона.

оещие вывода

I.Анализ конструкций существующих машин для разрушения кочек и сплошной обработки почвы с активными рабочими органами показал, что они из-за громоздкости и как требующие больших тяговых усилий не способны работать на склонах. Они могут агрегатироваться с низменными гусеничными тракторами тягового класса 30...60 кН. Поэтому, технологическая операция для разрушения кочек в настоящее время ' в хозяйствах горных районов не выполняется.

■ - 2o -

■ 2. Разработанная машина с актиБишм рабочими органами шириной захвата 2,0 м, иске? вгрегатироваться с низкоклиренснкми колесными тракторами тягового класса б.. .14 кН и успешно может работать на склонах крутизной до 25Р, обеспечивая при этом качественное выполнение процессов разрушения кочек и разбрасывания измельченной кассы на поверхность поля.

3. Аналитическим путем установлено, что для снижения ударных нагрузок при-резании кочек частота вращения вала фрезерного бара- -бана должна быть равна или менее 12 об/сек, а поступательная скорость должна составлять порядка 0,555 ы/сек. Увеличение поступательной скорости агрегата допускается при условии повышения частоты вращения вала фрезерного- барабана.

4. Установлено, что с увеличением крутизны склона потребная мощность фрезерного барабана растет. При частоте вращения вала фрезерного барабана 200 мин-* с повышением крутизны склона от 0° до 21...23° потребная мощность увеличивается на 12,4%, а при частоте вращения 320 мин-1 на 20^.

5. Значительное влияние на потребную мощность фрезерного барабана. С увеличением частоты вращения вала от 200 до 320 мин-* потребная мощность на горизонтальном участке увеличивается от 3,15 кВт до 5,4 кВт, т.е. на 72,455, а ка склоне крутизной 21...23° увеличение потребной мощности при указанном диапазоне частоты вращения составляет 83,1$, что является результатом изменения условий фрезерования на склонах.

6. При постоянной частоте вращения вала фрезерного барабана уменьшение поступательной скорости приводит к уменьшению потребной мощности как на.горизонтальном участке, так и на склонах и наоборот. Установлено, что во избежание значительного уменьшения производительности агрегата и обеспечения качественного разрушения кочек

оптимальным режимом работы агрегата рекомендуется поступательная скорость агрегата - 0,85...1,15 м/еек, частота вращения вала фреэ-барабана 235.. .270 мин"*. При этом кинематический параметр находится в пределах 4,28...6,53.

7. По качественным показателям разрушения кочек разработанная машина отвечает требованиям агротехники.

8. На горизонтальном участке производительность агрегата равна 0,66 га/ч. С увеличением крутизны склона от 0° до 23° ска уменьшается до 0,56 га/ч.

9. Экономическая эффективность применения фрезерного барабана с учетом прибавки урожая и использования сеноуборочных машин на очишенных от кочек участках по сравнению с ручным трудом составляет 960 руб.

Публика1дея по теме диссертации

1.Р.М.Агаев. Комплекс мероприятий по улучшению сенокосов на склонах. // Тезисы докладов Ш республиканской научно-практической конференции молодых ученых по сельскому хозяйству. Баку.: 1984.

2.3.Н.Эминбейли, Дж.В.Алиев, Р.Ы.Агаев. Результаты исследования машины для разрушения кочек на склонах. // Востник сельскохозяйственной науки, № 5, 1989.

3.Р.М.Агаев. Механизация лугов и пастбищ на склонах.Совершенствование конструкции сельскохозяйственной техники. // Научные труды Аз.СХИ, 1990.

4.Дк.Алиев, Р.Мамедов, Р.Агаев, З.Дкафарова." Машина для разрушения кочек. // Календарь сельского труженика. Баку.: 1991.