автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование параметров выравнивающих устройств комбинированных почвообрабатывающих агрегатов

удабз 1.331

Шубин Алексей Вячеславович

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫРАВНИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ КОМБИНИРОВАННЫХ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

Специальность 05.20.01. - « Технологии и средства механизации сельского хозяйства »

АВТОРЕФЕРАТ2 2010

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2010

004613553

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии)

Научный руководитель:

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Жук Алексей Феодосьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, академик Россельхозакадемии, заслуженный деятель науки и техники Кряжков Валентин Митрофанович

доктор технических наук, профессор Шмонин Владимир Алексеевич

Ведущее предприятие: Федеральное Государственное Учреждение Государственный испытательный центр Мин-сельхоза РФ

Защита состоится « 9 » декабря 2010 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 006.020.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства по адресу: 109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИМ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан «? » 2010 г. и размещен на сайте

www.vim.ru «^Р » кЗсР^.с 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

И.А. Пехальский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Выравненность микрорельефа поля является важнейшим показателем качества обработки почвы, так как влияет на ее водный режим, условия посева, развития растений и урожайность, на условия уборки урожая и эксплуатации сельхозтехники.

В процессе эксплуатации получивших широкое распространение полуприцепных комбинированных агрегатов АКП-5 и АКП-2,5, совмещающих основную и предпосевную обработки почвы, были отмечены громоздкость их выравнивающих устройств и повышенные энергозатраты на их работу. Для навесных агрегатов такие выравнивающие устройства непригодны. При заводских испытаниях навесного диско-лапового агрегата АПК-3 отмечалось образование борозд по стыку смежных проходов, недостаточная выравненность поверхности по ширине захвата и технологические отказы на почвах повышенной влажности и засоренных растительными остатками.

Известен ряд конструкций орудий-выравнивателей, планировщиков, а также выравнивающих устройств комбинированных агрегатов, однако они не приспособлены для применения в навесных дисколапо-вых агрегатах типа АПК и АПУ, также получивших к настоящему времени широкое распространение. Поэтому при их разработке была актуальной задача обоснования параметров и места размещения на них выравнивающих устройств, обеспечивающих качественное выравнивание микрорельефа, снижающих энергозатраты, расширяющих диапазон почвенных условий их безотказной работы. Решение указанной научно-технической задачи имеет важное значение для сельскохозяйственного производства.

Цель исследований — обоснование параметров и расположения компактных выравнивающих устройств навесных комбинированных дисколаповых агрегатов, совмещающих основную и предпосевную обработки почвы, обеспечивающих качественное выравнивание микрорельефа и снижающих энергозатраты.

Предмет исследований — закономерности процессов изменения микрорельефа дисками и лапами, перемещения и крошения почвы рабочими поверхностями выравнивающих устройств навесных дисколаповых агрегатов типа АПУ и АПК.

Объект исследований — технологический процесс формирования микрорельефа, выравнивания и крошения почвы, выравнивающие устройства (У-образный выравниватель, Ь-образные загортачи, спиральные планчато-зубчатые катки) в составе почвообрабатывающих комби-

нированных агрегатов АПУ и АПК.

Методы исследования. При выполнении теоретических и экспериментальных исследований использованы методы классической механики, математической статистики и теории вероятностей, а также общепринятые методы, применяемые при лабораторно-полевых испытаниях.

Экспериментальные исследования проводили в соответствии с действующими стандартами на заводских и приёмочных испытаниях агрегатов АПУ на Владимирской и АПК на Поволжской и ЦЧ МПС, а также в опытных хозяйствах НИИСХ ЦРНЗ и Смоленской АЭС.

Научную новизну представляют'.

• технологический процесс выравнивания, включающий минимизацию бороздо- и гребнеобразования дисковыми секциями, выравнивание гребней и борозд, созданных рыхлительными рабочими органами, и затем - сплошное выравнивание по всей ширине гона, позволивший применить малогабаритные и малоэнергоемкие выравнивающие устройства;

• аналитические зависимости для определения влияния на микрорельеф поля секций сферических дисков с учётом их диаметра, угла атаки, величины заглубления и почвенных условий;

• аналитические зависимости для определения конструктивных параметров и размещения в дисколаповых агрегатах У-образного выравнивателя и Ь-образных загортачей, а также для обоснования типа и параметров планок планчато-зубчатого катка, обеспечивающего эффективное выравнивание и крошение почвы.

Практическую ценность представляют

• технологические схемы навесных дисколаповых агрегатов с компактными малоэнергоемкими выравнивающими устройствами;

• конструктивные параметры и размещение выравнивающих устройств: У-образного выравнивателя, Ь-образных загортачей и параметров планок планчато-зубчатого катка для выравнивания микрорельефа при работе дисколапового агрегата;

• рекомендуемое соотношение диаметров дисков дисковых секций, снижающее бороздо и гребнеобразование.

Внедрение — почвообрабатывающие дисколаповые агрегаты АПУ-3,5 и АПУ-6,5 с обоснованными выравнивающими устройствами освоены в производстве в ОАО «Стройиндустрия» (г. Тула), агрегаты АПК-3 и АПК-6 - в ЗАО «Курский станкостроительный завод» и ОАО «Волгодизельаппарат» (г. Маркс).

Апробация работы.

Основные положения работы представлены на научно-технической конференции по результатам научных исследований за 1998 год, посвященной 70-летию ВНИПТИМЭСХ (ВНИПТИМЭСХ «25-26 мая 1999 год); международной конференции «Сельскому хозяйству техническое обеспечение XXI века» (ВИМ 25 января 2000год); на международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве» (ВИМ 18-19декабря 2001 год); 7-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИЭСХ 18-19 мая 2010 год); Международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии и техническое обеспечение производства зерна» (ГНУ ВИМ 5-6 октября 2010 год).

Публикации: Основное содержание исследований опубликовано в шести печатных работах, депонированном научном отчете, получен патент РФ № 2280970 на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и приложений. Содержит 137 страниц печатного текста, 58 рисунков, 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и необходимость ее разработки, кратко изложена характеристика работы, указаны предмет, объект и методы исследований, значимость полученных результатов, их внедрение и изложены основные положения выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» рассмотрена актуальность выравнивания микрорельефа поля, в частности, при предпосевной обработке почвы. Рассмотрены агроприемы выравнивания, приведен обзор и анализ результатов исследований процесса выравнивания, работы и параметров выравнивающих устройств.

Установлена эффективность совмещения операций крошения, выравнивания и уплотнения почвы. Однако результаты выполненных ранее исследований не позволяют обоснованно выбрать рациональные параметры выравнивающих устройств навесных почвообрабатывающих агрегатов, содержащих дисковые и рыхлительные рабочие органы.

В связи с поставленной целью определены следующие задачи исследований:

- исследовать процесс формирования и изыскать пути уменьшения неровностей микрорельефа, создаваемых дисками и лапами почвообрабатывающих агрегатов;

- теоретически исследовать работу, обосновать параметры и размет ние выравнивающих устройств в дисколаповых агрегатах в зависим« сти от их рабочих органов и физико-механических свойств почвы;

- разработать экспериментальные образцы выравнивающих устройств на основании лабораторно-полевых исследований уточнить их геома рические параметры и расположение в дисколаповых агрегатах;

- определить экономическую эффективность дисколаповых агрегато типа АПУ и АПК с рациональными выравнивающими устройствами.

Во второй главе «Теоретические исследования» изучено влпя ние дисковых и рыхлительных рабочих органов на микрорельеф пол; обоснованы тип (У-образный выравниватель, Ь-образные загортачи 1 спиральные планчато-зубчатые катки), параметры и расположение вы равнивающих устройств (рис 1).

Рекомендованы технологический процесс, включающий минимп зацию бороздо- и гребнеобразования дисковыми секциями, последова тельное выравнивание борозд и гребней, созданных рыхлительным! рабочими органами, а затем - по всей ширине гона, а также обеспечи вающие его выполнение технологические схемы агрегатов.

а б

Рисунок 1 - Технологические схемы агрегатов АПУ (а) и АПК (б)

1 - дисковая секция; 2 - У-образный выравниватель; 3-стойка с лапой;

4 - прутковый удлииитель; 5 - Ь - образный загортач; б - каток спиральный планчато-зубчатый.

На величину гребне- и бороздообразования дисками влияет их диаметр, заглубление, угол атаки и физико-механические свойства почвы. Площадь поперечного сечения вырезаемого диском пласта 5„ без учёта и Я „ с учётом скола почвы к дневной поверхности равна:

0,2502 эгссоб! \-~\- (0,5£ - ЬЛ )/А(, (о - Иа)

0,01

бшог,,, (1)

= 1,25-10 3 /)2 зтогДагссозаг,, -0,5зт2 о:,,)+0,25/3 х [£)(соза,, -1)+ 2/гл]н

-[£>соза() - (£> - 2/г())]+ 0,5 гта,

0,25й1 агссоБ I

О

■ (0,5 О - /г() У/г() (£> - 1ц)

где Д /г,), а,)-диаметр, величина заглубления и угол атаки диска.

6

Величина гребней и борозд на стыке разнонаправленных дисковых секций наибольше зависит от их заглубления. Поэтому рекомендовано в секциях с дисками 0 450 и 510 мм по оси и краям агрегатов установить диски 0 400 и 450 мм соответственно, что уменьшит габариты неровностей почти в два раза.

Задача У-образного выравнивателя - разравнивание гребня, формируемого дисковыми секциями. Выравниватель МЕК (рис. 2,а) шириной захвата Вп с углом раствора крыльев 2у, установленный с зазором Д„ над поверхностью почвы, при движении агрегата раздвигает в обе стороны верхнюю часть гребня с площадью сечения А/ВС/. Для качественного разравнивания необходимо равенство объемов почвы, сдвигаемой выравнивателем и распределенной по поверхности дММ/Л/.

При высоте гребня А, = ВД = ■j2S^cíg^f^tg^//ll, необходима ширина выравнивателя:

_ 4(А, -А„)2с^„

ВР~-А-* (3)

где Ч'и - угол естественного откоса почвы; к„ ности почвы (принимаем к,,~ 1,3).

в____

коэффициент вспушен-

Рисунок 2 -

Схемы к определению параметров У-образного выравнивателя 7

Дифференциальное уравнение движения частицы вдоль оси (рис. 2,6) с учетом направления действия сил ее трения по почв Рп=т^„, и по крылу выравнивателя Р где/, и коэффициент!

трения почвы по почве и по крылу соответственно, имеет вид:

М ' ... .

т — = + т&п/:1 бш <р,, (

ш

где ускорение свободного падения, -угол трения почвы по крылу

Значение оптимального угла раствора крыла выравнивателя:

у = агссс^-- I---Ь--¿-у* --Я /, 0-/^'п<!>.,) "<"/>, -(5

Стойки шириной 30 мм лап агрегатов АПК и широкие (50 мм стойки типа 13 лап 3 с хвостовиком шириной более 70 мм (ГОСТ 1343 82) агрегатов АПУ формируют на поле борозды и гребни по краям бо розд. Для их разравнивания по оси гона предложено на концы крыльо выравнивателей установить приспособление в виде прутков круглой сечения, обеспечивающих смещение почвы в борозды.

Необходимая длина /,,,, прутка согласно (рис. 3):

-0,5(я„+ед)

БШ у

(6

где Ьи - расстояние между лапами в одном ряду, в,-, - ширина дна бо розды, Л„р - расстояние от конца прутка до края дна борозды.

При этом А„п = (А, - И.я, ,

где /г, - высота гребня; /г,,, - величина заглубления прутка относительн вершины гребня.

Г..

а б

а - вид сверху, б - вид спереди

Рисунок 3 - К определению длины прутка выравнивателя Ширина выравнивателя с удлиняющими прутками:

в; = в,, + 2еч,$тг.

Для нормальной работы выравнивателя необходимо, чтобы почва не пересыпалась через верхние кромки его носка и крыльев.

Величину заглубления выравнивателя относительно вершины гребня, можно определить по следующей зависимости (рис. 2):

К = К - Д„ = - д„. (8)

высоту носка, при которой отсутствует пересыпание почвы

К > КК, (9)

а высоту крыльев Ик выравнивателя:

Лк= 0,5А((, (10)

где ку=Уа/Усх - коэффициент, учитывающий разницу скорости движения агрегата и почвы по крылу выравнивателя.

Выражения (3), (5), (7), (9) и (10) отражают взаимосвязь параметров У-образного выравнивателя (Вр, у, Вр , И,„ /г,-), реализующих режим равномерного разравнивания почвенного гребня.

В агрегатах АПУ широкая стойка центральной лапы расположена по оси агрегата (гребня, формируемого дисковыми секциями). При отсутствии перед ней выравнивателя она будет заглубляться на большую величину, работать с повышенной нагрузкой и формировать борозду и валики больших габаритов, что может повлечь технологический отказ-забивание агрегата. Поэтому выравниватель необходимо разместить перед стойкой центральной лапы (рис.4, а).

Рисунок 4 - Рекомендуемое расположение У-образного выравнивателя в агрегатах АПУ (а) и АПК (б)

Для обеспечения работы без сгруживания почвы установлена зависимость расстояния Ь,, от скорости агрегата, радиуса диска, угла ата-

ки и заглубления дисковых секций.

Во время работы поверхности скалывания почвы лапой не долж ны достигать нижней кромки выравнивателя. Следовательно, расстоя ние Ьх от носка выравнивателя до стойки лапы должно быть (рис. 4, а):

4 > Сст +1, + в0с^ч/ , (11

где €ап - расстояние от носка выравнивателя до его ближайших к стой-] ке лапы конструктивных элементов, ~ расстояние от носка лапы до её стойки, в, - величина заглубления лап, — угол скалывания почвы.

В агрегатах АПК стойки лап не расположены по оси агрегата. Выравниватель разместили сзади лап. Для работы выравнивателя без сгруживания необходимо, чтобы почва, поднятая крылом лапы, успевав ла осесть перед ним. Исходя из этого, минимальное расстояние от носка выравнивателя до ближайшего крыла лапы (рис. 4,6), должно быть не менее:

S

(12)

где z„~ высота подъёма почвы крылом лапы.

п Г1 Для заравнивания неровностей от

папа Jsj заднего ряда С-образных стоек лап агрегатов АПУ целесообразна установка перед Ц катками L-образных загортачей, щека, koto-i

^ ) Рых размещена на гребнях в междуследии

■ *"* лап под углом захвата у„ к направлению

п. "" г движения (рис.5).

Рисунок ;> - К определению '

параметров эагоргаа Установлены зависимости для опреде-

ления угла у, и ширины в3 захвата, длины f., и высоты Н3 рабочей части загортача, заглубления hy щеки, а так же поперечного расстояния между стойками его и лапы.

После разравнивания локальных неровностей на обрабатываемой полосе требуется её общее выравнивание. В навесных почвообрабатывающих агрегатах для этих целей рекомендовано применение спиральных планчато-зубчатых катков, обеспечивающих поперечно-продольное смещение почвы гребней и других неровностей, что повышает качество выравнивания.

Так как горизонтальная составляющая V, {т. А) абсолютной скорости точки лезвия планки направлена в сторону, противоположную направлению движения агрегата, то планка катка смещает почву вдоль его оси на величину Л >0, определяемую условием (рис. 6):

Д = 2/<,.siim„.-2(RK -/с„/)„К>0 (13)

где Як- радиус катка, мм; Н„ - величина заглубления катка, мм; а,- - исходный угол отклонения от вертикали конца планки, рад; к„ - коэффициент учитывающий свойства почвы (к„=0,3... 1,0).

л-

РХ

' \\

£

\

/

О' к

у/-;!- С^.' ______

б

а - барабан катка (вид сбоку) б - схема следа планки Рисунок 6 - Схемы к определению угла подъёма планки катка

Получено выражение позволяющее определить диапазон рабочих значений угла р подъема планки спирально-планчатого катка в зависимости от коэффициента/, внешнего трения (планка-почва):

/', + Л//,2 + 1) > Р > - агсзт .

v 2 1 + /;

(14)

При условии, что каток должен работать в различных почвенных условиях, принимаем/=0,6...0,9. Расчёты по формуле (14) показали, что рабочие значения угла Р с увеличением / увеличиваются, и при /,=0,6...0,9 составляют/?=32.. .67°. Так, при /,=0,8 - угол 64° > р > 39°.

Условное увеличение угла подъема планки катка достигается путем поворота его оси в горизонтальной плоскости на угол в (угол атаки) относительно поперечной линии. Приняв предельное значение угла р по зависимости (14), находим интервал рабочих значений угла 0:

0 < в < (р! - ага^

2агс18(/, + у[7? + \) 1 5Ш2 2агс18(/, +

.(15)

Расчёты по выражению (15) показали, что угол атаки в увеличивается с увеличением коэффициента трения /, и при/=0,6...0,9 находится в пределах в = 0... 17°. При/=0,8 угол 0" < в <12,16/

Кроме выравнивания каток должен уплотнять и крошить обрабатываемый слой почвы. Разрушение глыб катком ограничивается объё-

мом только тех из них, в которые внедряются его планки и достигаю' их внутренней сферы радиусом г„, величина которой зависит от их раз мера свойств почвы, скорости воздействия и параметров планки. Сде лаем допущение, что глыбы имеют шарообразную форму. Вероятност! их встречи с планкой катка и её разрушения определяется как отноше^ ние площади пространства с положением центра глыбы, благоприят ствующим положительному исходу события, к области 5 возможны? положений её центра, на которое приходится один элемент (рис. 7).

тзг

I Г

Рисунок 7 - Схема к определению областей, положений центров глыб, благоприятствующих их разрушению, при различном заглублении планок катка

Вероятность разрушения глыбы, когда плоскости следов от пере-| мещения в почве планок катка имеют вид непрерывных полос высотой /г„=е„ (рис. 7,а), отстоящих друг от друга на расстоянии Ас„ равном расстоянию между планками и превышающем размер разрушаемых глыб: р _ фс,. + с- Ъ)1%р = фг„ + с%(3 2лЯк(в„-2г) 2 лЯк

При заглублении планок на величину ва - г> А„> в„-г„- г, Ис„>2г„ вероятность разрушения глыбы радиусом г,, составляет:

фги + с' \и„ - г) + 0,5;;.2 (тт - а1 + эш а1)+ (/?„ + /; + г - в„ )с'

(16)

2<Ч>„-2г)

где а] = агссоэ —-"—

I

В случае /?„, <2г„. вероятность разрушения комка близка к единице. При г < к„ < в„ - г„. - г, (рис.7, б):

Р _ К2';,+¿Хк - '•)+ °.5л7;2 +

2пЯк (е„ - 2/-)

Как видно из рис. 7, в, заглубление И„<г планок нецелесообразно из-за значительного снижения вероятности Р разрушения глыб.

С увеличением угла /? свыше 40 вероятность разрушения комков

12

(18)

возрастает интенсивнее. При разрушении в слое 0...8 см комков размером 5 см для снижения энергетических затрат целесообразно выдерживать Л„ = в„ -г - ;-„.

Для лучшего заглубления и разрушения глыб рабочее ребро планки катка целесообразно выполнять зубчатым.

Установлено, что при одинаковом заглублении и прочих равных условиях вероятность разрушения глыб зубьями прямоугольной формы выше, чем треугольной. При этом целесообразно выдерживать расстояние между зубьями прямоугольной формы приблизительно равным 2гн, а величину заглубления планки h„» в0- г - ге.

Для увеличения вероятности Р необходимо снизить невыравнен-ность поверхности почвы перед катком и выполнять обработку при её наиболее технологичном состоянии, когда величина г„ максимальна.

На основании расчетов рекомендовано использовать зубья прямоугольной формы с шириной основания Tj=30 мм, шагом Г= 50 мм и высотой планки равной 45 мм. Заглубление катка в среднем должно составлять 40..50 мм. Оно зависит от типа поверхности спирального планчато-зубчатого катка и удельного давления qcp на почву (рис. 8):

0,2яС, cos Р

Я и, = ■

Lrndak,§

МПа,

(19)

где Ск - усилие от веса катка и догружающих пружин; /?- угол подъема планки; п - количество планок; Ьк - длина барабана катка; с1 - толщина планки катка; а - коэффициент, учитывающий сплошность планки (а= 1 для планки, без вырезов); кх - коэффициент, учитывающий длину планок, воздействующих на почву в зоне опорной поверхности катка (£,=0,5...0,9); 8 - центральный угол дуги опорной поверхности катка.

у

•'¿¿■л

'.'.^llr-lCM

.у

--Яа.=15см;-----ЯК=20 см;

--------Ик=25 см

Рисунок 8 - Зависимость удельного давления дср катка на почву от его веса Ск, величины заглубления Ь„ и радиуса Як

В результате теоретических исследований обосновано снижение гребне- и бороздообразования дисковыми секциями и определены оптимальные параметры У-образного выравнивателя, Ь-образного загор-тача, спирального планчато-зубчатого катка, место их установки относительно других рабочих органов.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена программа исследований, описаны объекты и средства исследований, основные положения и условия проведения экспериментов, методика обработки их результатов. Цель исследований заключалась в проверке основных теоретических выводов необходимых для оптимизации параметров и расположения выравнивающих устройств и режимов работы агрегатов типа АПК и АПУ посредством определения агротехнических и энергетических показателей их работы и устойчивости выполнения технологического процесса.

, Определение энергетических показателей агрегатов типа АПК производили по ОСТ 10.2.2-86 при участии Поволжской МИС с использованием трактора К-701 с тензонавеской, путеизмерительным колесом и измерительно-информационной системы ИИС «ЭМА-П». Перед началом опыта определяли характеристики участка.

При тензометрировании измеряли крутящий момент на коленчатом валу двигателя трактора (на валу КПП) и его частоту вращения, а также усилия в тягах тензонавески. По этим показателям определяли общую потребляемую мощность N0, затрачиваемую на работу МТА, тяговую Ыт - на процесс рыхления и показатели удельного тягового сопротивления Ту, ТЕ и энергоемкости Е0, Е5, Еу. Мощность сравниваемых агрегатов АКП оценивали по часовому расходу топлива. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики. Предельная относительная ошибка измерений была около 5 %.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» представлены результаты лабораторно-полевых исследований при работе в разных почвенных условиях.

Качество выравнивания и крошения комбинированным диско-лаповым почвообрабатывающим агрегатом АПУ-3,5 с различным набором выравнивающих устройств исследовали на полях опытного хозяйства НИИСХ ЦРНЗ на агрофонах - отвальный пар и однолетние травы.

Установлено (рис. 9), что выравнивающие устройства снижают неровности микрорельефа в 2 и более раз и улучшают качество крошения почвы. На обоих агрофонах отмечено, что с увеличением рабочей скорости несколько ухудшаются показатели выравненности, но улуч-

шается качество крошения почвы, ствуют об эффективности работы ными выравнивателем и катками.

Полученные результаты свидетель-агрегата АПУ-3,5 с рекомендован-

а - с катками и выравнивателем с прутками; б - без катков: в - без катков и выравнивателя с прутками: г-с катками и выравнивателем с прутками.

а - с катками и выравнивателем с прутками; б - без катков и выравнивателя

с прутками: в - с катками и выравнивателем с прутками. £21 - Н. см: в - <т, ±см: ■ - V, %; н- до 50 мм; □ -до 25 мм;

Си - гребнистость, см. ■ - более 100 мм

Рисунок 9 - Качественные показатели работы агрегата АПУ-3,5 на отвальном пару (I) и на поле однолетних трав (II)

Эксперименты подтвердили эффективность работы загортачей при выравнивании гребней и борозд за стойками С-образных лап.

Показатели работы агрегата АПК-6 с У-образным выравнивателем и катками и без них исследовали на полях Поволжской МИС. Глубина обработки лапами составляла 13,4-13,8 см, а без выравнивающих устройств - 14,8-15 см, ширина захвата выравнивателя с прутками 900 мм, угол раствора его крыльев 2у=76 , диаметр планчато-зубчатого катка 380 мм, количество планок 8 шт., угол их подъёма 40 .

Установлено (рис. 10), что при скорости 2,28 м/с после прохода агрегата с выравнивающими устройствами показатели выравненное™ о=±1,38см, гребнистость Зсм; количество агротехнически

ценных, агрегатов размером до 25мм - 55,2%, глыбы более 100 мм отсутствовали. При работе без выравнивающих устройств 0=±3,87см;

Уо; гребнистость 5,6см, количество агрегатов до 25мм - 50,1%,

глыб более 100мм - 3,1%. При этом с увеличением скорости движет« выравненность поверхности почвы после прохода агрегата ухудшается а качество крошения возрастает.

<22И - Н, см: в - <т, ±см;Я-у, %. а-до 50 мм; до 25 мм;

а - гребнистость, см. я - более 100 мм

а -с катками и выравиивателем с прутками; б - без катков и выравнивателя с прутками.

Рисунок 10 - Качественные показатели работы агрегата АПК-6 на стерне ячменя.

Энергетическая оценка агрегата АПК-6 проведена в летне-| осенний период на среднесуглинистом черноземе на участках после уборки ячменя (я) и на многолетней залежи (з). Влажность почвы на участке (я) в слое 0-10 см и 10-30 составляла 11,9 и 16,9... 18,3 %, на1 участке (з) - 14,3 и 16,4... 17,7 %. При этом твердость почвы на участке1 (я) в слое 0-10 см и 10-30 составляла соответственно 1,9 и 3,1...3,3 МПа, на участке (з) - 2,5 и 3,1...3,4 МПа.

Установлено, что с увеличением скорости агрегата АПК-6 его тяговое сопротивление Т, тяговая мощность N7 и потребляемая 1Ч0 возрас-' тают, однако общие энергозатраты Е0 на обработку га поля не повы-1 шаются (имеют тенденцию к снижению), а удельные - на работу агре-^ гата - имеют тенденцию к увеличению (рис. 11). Так же с повышением скорости возрастало удельное тяговое сопротивление ТЕ разрыхляемого пласта. При этом существенного влияния катков на величину Т и Ту не выявлено, хотя заметна их зависимость от скорости.

Результаты близкие показателям агрегата АПК-6 получены при испытаниях агрегата АПК-3 на ЦЧ МИС в летний период на среднесуглинистом черноземе на участках после уборки клевера. Влажность почвы в слое на глубину до 15 см составляла 19,8...25,4%, а твердость -! около 1,6 МПа. Глубина обработки 13,2 см, рабочая скорость 2,19; 2,47 и 2,76 м/с. При этом удельное тяговое сопротивление Ту - соответственно 7,71; 8,01 и 8,4 кН/м, а энергозатраты Е0 - 118,6; 122,4 и 127,3 МДж/га, что в среднем на 20 % выше, чем получено для АПК-6. Отме-

ченное является следствием того, что поле после уборки клевера было задериелым и переувлажнённым в нижнем слое. Но и в данном случае энергозатраты Е0 существенно ниже, чем при работе агрегатов-аналогов АКП-5 и АКП-2,5. е.,е„.

МДю'г а

Еу.

(Дж и3

__

--- _ Е. и, , . • ' '

„ • -

_. т. ■'— —

Е, т

2,3

а

У.игс 1.9

ы

_

---- — — — .

Е,

— " /

ЕУ ~

2,25

Т.кН

120

МД..«

£у. кД». и> 1И

м,

Е„ ------

"V "" Е,

■ • ~

М0-Вг

1.н

2.« в

Рисунок 11 - Показатели (Е„ Е0, Еу, М0, Мт, Т) энергетической оценки агрегата АПК-6 на многолетней залежи (а) с катками и выравнивателем, (б) без катков, и на стерне ячменя (в) с катками.

Сравнительные испытания на одном участке агрегатов АПК-6, АПК-3 и заменяемых агрегатов-аналогов АКП-5 и АКП-2,5 не проводили. Однако можно сравнить показатели энергооценки аналогов, проведенной в сходных условиях: тип почвы - чернозём предкавказский слабовыщелоченный, влажность почвы в слоях 0...5; 5... 10 и 10... 15 см составляла 21,7; 20,7 и 18,9 %, а твердость 1,4; 1,9 и 3,1 МПа соответственно. При испытаниях глубина обработки агрегатом АКП-5 составляла 12,5. ..13,4 см, АКП-2,5 - 12,8. ..14,3 см, заглубление дисковых секций около 8 см, рабочая скорость Уа,=6,1 и 7,5 км/ч для АКП-5 и 7,7...9,8 км/ч для АКП-2,5. При этом тяговое сопротивление АКП-5 составило Т=61,3 и 62,8 кН (или 12,26 и 12,56 кН/м), а общие энергозатраты Ео=193,7 и 199,4 МДж/га. Аналогичные показатели для АКП-2,5 составили: Т=26,6...28,7 кН (10,6 и 11,5 кН/м), а Е0=149,4 и 162,7 МДж/га. Таким образом, энергозатраты на обработку 1 га агрегатами АКП-5 и АКП-2,5 были соответственно в 1,9 и 1,5 раза выше, чем при работе агрегата АПК-6. Обусловлено это тем, что удельная масса нового агрегата составляла около 500 кг/м ширины захвата, а аналогов -1000 кг/м. Тяговое сопротивление агрегатов-аналогов также повышали их выравнивающие устройства, выполненные в виде У-образных воло-

куш, размещенных по всей ширине захвата и перемещающих большук почвенную призму волочения. В агрегате АПК-6 У-образный выравниватель небольшой ширины разравнивает гребень только по оси гона, г общее выравнивание по его ширине выполняют спиральные планчато-зубчатые катки.

В пятой главе «Исследование эффективности работы комбинированных агрегатов типа АПУ и АПК

Технико-экономическая оценка включала расчет экономическом эффективности комбинированных дисколаповых почвообрабатывающих агрегатов для совмещения основной и предпосевной обработки почвы АПК-3 и АПК-6. выполненный согласно ГОСТ Р 53056-2008.

Применение агрегатов АПК-6 и АПК-3 по сравнению с аналогами-предшественниками АКП-5 и АКП-2,5 при их годовой загрузке 300 ч дает соответственно:

• годовую экономию затрат труда 126,6 и 78 чел/ч;

• минимальное снижение расхода топлива 2,22 и 1,19 т;

• снижение металлоемкости на 48 и 34,73%.

При этом расчётный годовой экономический эффект от использования агрегатов АПК-6 и АПК-3 составил 285,58 тыс. рублей и 123,55 тыс. рублей соответственно в расчёте на один агрегат.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Рекомендован технологический процесс выравнивания, включающий минимизацию бороздо- и гребнеобразования дисковыми секциями, выравнивание гребней и борозд, созданных рыхлительными рабочими органами, и затем - сплошное выравнивание по всей ширине гона, а также технологические схемы навесных дисколаповых агрегатов, позволившие применить малогабаритные и малоэнергоемкие выравнивающие устройства.

2. Для снижения неровностей, формируемых дисковыми секциями агрегатов АПУ и АПК с диаметром дисков 450 и 510 мм, рекомендован диаметр для дисков крайних снаружи и по оси соответственно 400 и 450 мм.

3. В навесных дисколаповых агрегатах, совмещающих основную и предпосевную обработку почвы, рекомендуется использовать выравнивающие устройства в виде компактного V - образного выравнивателя, размещенного по их оси сзади лап в агрегатах АПК и перед передней лапой - в агрегатах АПУ, а по следу гребней от широких стоек их лап - Ь-образных загортачей. Для окончательного выравнивания мик-

18

рорельефа по ширине гона и дополнительного крошения почвы рекомендуется использовать подпружиненные секции спиральных планча-то-зубчатых катков.

4. Установлены аналитические зависимости и определены рациональные параметры выравнивающих устройств:

угол раствора крыльев V - образного выравнивателя 2у=16 , высота носка /г„=150 мм и крыльев Ик=70мм, ширина захвата без удлиняющих прутков в агрегатах АПК 5/,=700мм и АПУ 5я=850мм, а с прутками Вр =900мм и 1200мм соответственно;

угол захвата Ь-образного загортача у3=30°, длина рабочей части (щеки) £3=190 мм, высота щеки Я3=40мм, угол наклона щеки <5, относительно стойки 75°, величина заглубления щеки относительно вершины гребня /?3=60.. ,70мм, расстояние между осью загорточа и плоскостью симметрии стойки ближайшей лапы 13=250...280 мм;

каток спиральный планчато-зубчатый 0380 мм, 8 планок с углом подъёма спирали /?=40, толщиной планки с-10 мм, ее высотой /г„=45 мм и зубьями прямоугольной формы с шириной основания Г,=30мм и шагом З^ЗОмм. Удельная вертикальная нагрузка на барабан катка 2...2,3 кН/м.

5. Энергозатраты на обработку 1 га поля агрегатами АПК-6 и АПК-3 в 1,5 раза и более, ниже, чем у агрегатов-аналогов АКП-5 и АКП-2,5. Это обусловлено, снижением металлоёмкости (удельная масса новых - около 500 кг/м, аналогов - 1000 кг/м) и уменьшением тягового сопротивления, в т.ч. за счет установки компактного У-образного выравнивателя вместо У-образной волокуши, перемещающей почвенную призму волочения по всей ширине захвата.

6. Расчетный суммарный экономический эффект от использования дисколаповых агрегатов АПК-6 и АПК-3 с обоснованным набором выравнивающих устройств составляет 285,58 тыс. рублей и 123,55 тыс. рублей соответственно в расчёте на один агрегат в год, за счёт годовой экономии затрат труда на 126,6 и 78 чел/ч, снижения расхода топлива на 2,22 и 1,19 т, снижения металлоемкости на 48 и 34,73% по сравнению с агрегатами-аналогами АКП-5 и АКП-2,5.

7. Выравнивающие устройства с рекомендованными параметрами и расположением относительно рыхлительных рабочих органов использованы в конструкциях комбинированных агрегатов АПК-3 и АПК-6, АПУ-3,5 и АПУ-6,5, освоенных в производстве, сертифицированных и включенных в Федеральный технический регистр.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Шубин A.B. Минимизация бороздо и гребнеобразования при работе секций сферических дисков [Текст] / A.B. Шубин // Труды ВИМ, том 131-М.: ВИМ, 2000 с.134-137.

2. Шубин A.B. Работа выравнивающих устройств новых почвообрабатывающих комбинированных агрегатов [Текст] / A.B. Шубин // Труды ВИМ, том 131- М.: ВИМ, 2000 с. 176-178.

3. Шубин A.B. Обоснование параметров V-образных выравнивателей комбинированных агрегатов [Текст] / A.B. Шубин // Труды ВИМ, том 134, ч. II -М.: ВИМ, 2001 с. 47-57.

4. Шубин A.B. Исследование процесса крошения почвы спиральным зубчато-планчатым катком [Текст] / A.B. Шубин // Сборник научных' докладов международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве», т. 3, ч. 2. - М.: ВИМ, 2001, с.95-105.

5. Пат. 2280970 Российской Федерации, МПК А 01 В 49/02. Почвообрабатывающее комбинированное орудие [Текст] / Жук А.Ф., Покровский В.В., Шишиморов С.А., Жук В.А., Юнусов Г.С., Шубин A.B.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский науч.-исслед. ин-т механизации сельского хозяйства. -№ 2005105998/12; заявл. 03.03.2005; опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22. - 6 с. : ил.

6. Шубин A.B. Влияние секций сферических дисков на микрорельеф поля [Текст] / A.B. Шубин //Техника в сельском хозяйстве, № 5, 2009, - с. 42-44.

7. Жук А.Ф., Шубин A.B. Эффективность комбинированных почвообрабатывающих агрегатов АПК-6 и АПК-3 [Текст] / А.Ф. Жук, A.B. Шубин // Сельскохозяйственные машины и технологии, № 5, 2010, -с.18-20.

Редакционно-издательский отдел ГНУ ВИМ

Подписано к печати 01.10.10. Форм. бум. 60x90 1/16 Объем 1,5 п.л. Заказ № 27. Тираж 100 экз.

Типография ГНУ ВИМ 109428 Москва, 1-й Институтский проезд, 5

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Актуальность выравнивания микрорельефа поля при предпосевной обработке почвы.

1.2. Классификация неровностей и приёмы выравнивания.

1.3. Анализ конструкций и оценка работы выравнивающих устройств.

1.3.1. Специальные орудия для выравнивания микрорельефа почвы.

1.3.2. Почвообрабатывающие катки.

1.3.3. Почвообрабатывающие орудия общего назначения.

1.3.4. Выравнивающие устройства комбинированных агрегатов.

1.4. Теоретические исследования работы выравнивающих устройств.

1.4.1. Планировочные выравнивающие устройства.

1.4.2. Катки.

Глава П. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Влияние работы дисковых и рыхлительных рабочих органов комбинированных агрегатов на микрорельеф поля.

2.1.1. Влияние на микрорельеф секций сферических дисков.

2.1.2. Бороздо- и гребнеобразование рыхлительными рабочими органами.

2.2. Обоснование параметров и расположения в агрегатах У-образного выравнивателя.

2.2.1. Обоснование параметров У-образного выравнивателя.

2.2.2. Размещение У-образного выравнивателя.

2.3. Обоснование параметров и размещения Ь-образных загорта

2.3.1. Угол установки (захвата) щеки загортача к направлению движения агрегата.

2.3.2. Величина заглубления загортача относительно вершины гребня.

2.3.3. Высота и ширина захвата рабочей части загортача.

2.3.4. Размещение загортача относительно стойки лапы.

2.4. Исследование работы спирального планчато-зубчатого катка

2.4.1. Обоснование угла подъёма планки катка.

2.4.2. Исследование процесса крошения почвы катком.

2.4.3. Оценка условий заглубления катка.

Глава 1П. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа исследований.

3.2. Методика лабораторно-полевых исследований.

3.2.1. Оценка агротехнических показателей.

3.2.2. Оценка энергетических показателей.

3.2.3. Объекты и средства исследований.

3.3. Общая методика лабораторно-полевых исследований и оценка погрешностей измерений.

Глава IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Качественные показатели работы агрегата АПУ-3,5 с рекомендуемыми выравнивающими устройствами.

4.2. Исследование работы Ь-образных загортачей в составе комбинированного почвообрабатывающего агрегата АПУ-3,5.

4.3. Качественные показатели работы агрегата АПК-6 с рекомендуемыми выравнивающими устройствами.

4.4. Энергетическая оценка работы комбинированных почвообрабатывающих агрегатов АПК-6 и АПК-3.

Глава V. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Актуальность работы. Выравненность поверхности поля является важнейшим показателем качества обработки почвы, так как влияет на ее водный режим, условия посева, развития растений и урожайность, на условия уборки урожая и эксплуатации сельхозтехники.

В процессе эксплуатации' ранее созданных комбинированных агрегатов АКП-5 и АКП-2,5 были отмечены громоздкость их выравнивающих устройств и повышенные энергозатраты на их работу. При испытаниях в период разработки опытного образца почвообрабатывающего агрегата АПК-3 отмечено образование борозд по стыку смежных проходов, недостаточная выравненность поверхности по ширине захвата и технологические отказы на почвах повышенной влажности, засоренных растительными остатками.

Проблема качественного выравнивания микрорельефа поля с минимальными энергозатратами постоянно привлекает внимание исследователей и разработчиков почвообрабатывающих машин. Известен ряд конструкций выравнивающих устройств комбинированных агрегатов, а также орудий-выравнивателей и планировщиков, однако они не были приспособлены для применения в навесных дисколаповых агрегатах типа АПК и АПУ, получивших к настоящему времени широкое распространение. Поэтому при их разработке была актуальной задача обоснования типа, параметров и места размещения на них компактных выравнивающих устройств, улучшающих качество выравнивания микрорельефа, снижающих энергозатраты, расширяющих диапазон почвенных условий их безотказной работы. Решение указанной научно-технической задачи имеет важное значение для сельскохозяйственного производства.

Цель работы - обоснование параметров и расположения компактных выравнивающих устройств навесных комбинированных дисколаповых агрегатов, совмещающих основную и предпосевную обработки почвы, обеспечивающих качественное выравнивание микрорельефа и снижающих энергозатраты.

Задачи исследования:

- исследовать процесс формирования и изыскать пути уменьшения неровностей микрорельефа, создаваемых дисками и лапами почвообрабатывающих агрегатов;

- теоретически исследовать работу, обосновать параметры и размещение выравнивающих устройств в дисколаповых агрегатах в зависимости от их рабочих органов и свойств почвы;

- разработать экспериментальные образцы выравнивающих устройств и на основании лабораторно-полевых исследований уточнить их геометрические параметры и расположение в дисколаповых агрегатах;

- определить экономическую эффективность дисколаповых агрегатов типа АПУ и АПК с рациональными выравнивающими устройствами.

Объект исследований - технологический процесс формирования микрорельефа, выравнивания и крошения почвы, выравнивающие устройства (У-образный выравниватель, Ь-образные загортачи, спиральные планчато-зубчатые катки) в составе почвообрабатывающих комбинированных агрегатов АПУ и АПК.

Предмет исследований - закономерности процессов изменения микрорельефа дисками и лапами, перемещения и крошения почвы рабочими поверхностями выравнивающих устройств навесных дисколаповых агрегатов типа АПУ и АПК.

Методика исследований.

При выполнении теоретических и экспериментальных исследований использованы методы классической механики, математической статистики и тео рии вероятностей, а также общепринятые методы, применяемые при лабора-торно-полевых испытаниях.

Экспериментальные исследования проводили в соответствии с действующими стандартами на заводских и приёмочных испытаниях агрегатов АПУ на Владимирской и АПК на Поволжской и ЦЧ МИС, а также в опытных хозяйствах НИИСХ ЦРНЗ и Смоленской АЭС.

Научную новизну представляют:

• технологический процесс выравнивания, включающий минимизацию бороздо- и гребнеобразования дисковыми секциями, выравнивание гребней и борозд, созданных рыхлительными рабочими органами, и затем - сплошное выравнивание по всей ширине гона, позволивший применить малогабаритные и малоэнергоемкие выравнивающие устройства;

• аналитические зависимости для определения влияния на микрорельеф поля секций сферических дисков с учётом их диаметра, угла атаки, величины заглубления и почвенных условий;

• аналитические зависимости для определения конструктивных параметров и размещения в дисколаповых агрегатах У-образного выравнивателя и Ь-образных загортачей, а также для обоснования типа и параметров планок, планчато-зубчатого катка, обеспечивающего эффективное выравнивание и крошение почвы.

Практическую ценность представляют:

• технологические схемы навесных дисколаповых агрегатов с компактными малоэнергоемкими выравнивающими устройствами;

• конструктивные параметры и размещение выравнивающих устройств: У-образного выравнивателя, Ь-образных загортачей и параметров планок планчато-зубчатого катка для выравнивания микрорельефа при работе дисколапово-го агрегата;

• рекомендуемое соотношение диаметров дисков дисковых секций, снижающее бороздо и гребнеобразование.

Реализация результатов исследований.

Результаты исследований использованы при разработке выравнивающих устройств почвообрабатывающих дисколаповых агрегатов, которые с обоснованными выравнивающими устройствами, прошли приемочные испытания и освоены в производстве АПУ-3,5 и АПУ-6,5 в ОАО «Стройиндустрия» (г. Тула), агрегаты АГЖ-3 и АГЖ-6 - в ЗАО «Курский станкостроительный завод» и

ОАО «Волгодизельаппарат» (г. Маркс).

Апробация работы.

Основные положения работы представлены на научно-технической конференции по результатам научных исследований за 1998 год, посвященной 70-летию ВНИПТИМЭСХ (ВНИПТИМЭСХ «25-26 мая 1999 год); международной конференции «Сельскому хозяйству техническое обеспечение XXI века» (ВИМ 25 января 2000год); международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве» (ВИМ 18-19 декабря 2001год); 7-ой Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИЭСХ 18-19 мая 2010 год); Международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии и техническое обеспечение производства зерна» (ГНУ ВИМ 5-6 октября 2010 год).

Публикации. Основное содержание исследований опубликовано в шести печатных работах, получен патент на изобретение:

1. Шубин A.B. Минимизация бороздо и гребнеобразования при работе секций сферических дисков [Текст] / A.B. Шубин // Труды ВИМ, том 131- М.: ВИМ, 2000, с.134-137.

2. Шубин A.B. Работа выравнивающих устройств новых почвообрабатывающих комбинированных агрегатов [Текст] / A.B. Шубин // Труды ВИМ, том 131-М.: ВИМ, 2000, с. 176-178.

3. Шубин A.B. Обоснование параметров V-образных выравнивателей комбинированных агрегатов [Текст] / A.B. Шубин // Труды ВИМ, том 134, ч. II -М.: ВИМ, 2001, с.47-57.

4. Шубин A.B. Исследование процесса крошения почвы спиральным зубчато-планчатым катком [Текст] / A.B. Шубин // Сборник научных докладов международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве», т. 3, ч. 2. - М.: ВИМ, 2001, с.95-105.

5. Пат. 2280970 Российской Федерации, МПК А 01 В 49/02. Почвообрабатывающее комбинированное орудие [Текст] / Жук А.Ф., Покровский В.В., Шишиморов С.А., Жук В.А., Юнусов Г.С., Шубин A.B.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский науч.-исслед. ин-т механизации сельского хозяйства. -№ 2005105998/12; заявл. 03.03.2005; опубл. 10.08.2006, Бюл. № 22. -6с.: ил.

6. Шубин A.B. Влияние секций сферических дисков на микрорельеф поля [Текст] / A.B. Шубин //Техника в сельском хозяйстве, №5, 2009, с.42-44.

7. Жук А.Ф., Шубин A.B. Эффективность комбинированных почвообрабатывающих агрегатов АПК-6 и АПК-3 [Текст] / А.Ф. Жук, A.B. Шубин // Сельскохозяйственные машины и технологии, № 5, 2010, с. 18-20.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и приложений. Содержит 137 страниц печатного текста, 58 рисунков, 4 таблицы.

- 119-ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Рекомендован технологический процесс выравнивания, включающий минимизацию бороздо- и гребнеобразования дисковыми секциями, выравнивание гребней и борозд, созданных рыхлительными рабочими органами, и затем — сплошное выравнивание по всей ширине гона, а также технологические схемы навесных дисколаповых агрегатов, позволившие применить малогабаритные и малоэнергоемкие выравнивающие устройства;

2. Для снижения неровностей, формируемых дисковыми секциями агрегатов АПУ и АПК с диаметром дисков 450 и 510 мм, рекомендован диаметр для дисков крайних снаружи и по оси соответственно 400 и 450 мм.

3. В навесных дисколаповых агрегатах, совмещающих основную и предпосевную обработку почвы, рекомендуется использовать выравнивающие устройства в виде компактного V - образного выравнивателя, размещенного по их оси сзади лап в агрегатах АПК и перед передней лапой - в агрегатах АПУ, а по следу гребней от широких стоек их лап - Ь-образных загортачей. Для окончательного выравнивания микрорельефа по ширине гона и дополнительного крошения почвы рекомендуется использовать подпружиненные секции спиральных планчато-зубчатых катков.

4. Установлены аналитические зависимости и определены рациональные параметры выравнивающих устройств: о угол раствора крыльев V - образного выравнивателя 2у=76, высота носка /2„=150 мм и крыльев /г,=70мм, ширина захвата без удлиняющих прутков в агрегатах АПК £р=700мм и АПУ Бр=850мм, а с прутками Лр*=900мм и 1200мм соответственно; угол захвата Ь-образного загортача у3=30°, длина рабочей части (щеки) 4=190 мм, высота щеки Д,=40мм, угол наклона щеки 53 относительно стойки 75°, величина заглубления щеки относительно вершины гребня /г3=60.70мм, расстояние между осью загорточа и плоскостью симметрии стойки ближайшей лапы Ь3=250. .280 мм; каток спиральный планчато-зубчатый 0380 мм, 8 планок с углом подъёма спирали /?=40°, толщиной планки с—10 мм, ее высотой кп=А5 мм и зубьями прямоугольной формы с шириной основания Г/=30мм и шагом 7^=50мм. Удельная вертикальная нагрузка на барабан катка 2. .2,3 кН/м.

5. Энергозатраты на обработку 1 га поля агрегатами АПК-6 и АПК-3 в 1,5 раза и более, ниже, чем у агрегатов-аналогов АКП-5 и АКП-2,5. Это обусловлено, снижением металлоёмкости (удельная масса новых - около 500 кг/м, аналогов - 1000 кг/м) и уменьшением тягового сопротивления, в т.ч. за счет установки компактного У-образного выравнивателя вместо У-образной волокуши, перемещающей почвенную призму волочения по всей ширине захвата.

6. Расчетный суммарный экономический эффект от использования диско-лаповых агрегатов АПК-6 и АПК-3 с обоснованным набором выравнивающих устройств составляет 285,58 тыс. рублей и 123,55 тыс. рублей соответственно в расчёте на один агрегат в год, за счёт годовой экономии затрат труда на 126,6 и 78 чел/ч, снижения расхода топлива на 2,22 и 1,19 т, снижения металлоемкости на 48 и 34,73% по сравнению с агрегатами-аналогами АКП-5 и АКП-2,5.

7. 'Выравнивающие устройства с рекомендованными параметрами и расположением относительно рыхлительных рабочих органов использованы в конструкциях комбинированных агрегатов АПК-3 и АПК-6, АПУ-3,5 и АПУ-6,5, освоенных в производстве, сертифицированных и включенных в Федеральный технический регистр.

1. Абашев В.Д. Влияние предпосевного прикатывания дерново — подзолистой среднесуглинистой почвы на урожай яровой пшеницы и клевера красного. // Сб. науч. тр. НИИСХ Северо - Востока. - Киров, 1974.

2. Акт Государственной приёмочной комиссии по агрегату почвообрабатывающему комбинированному АПК-3. ЦЧ МИС. - 2001.

3. Анохин А.И. Дорожные машины. Основы теории и расчёта. М.: Дор-издат, 1950.

4. A.c. СССР № 1082347, кл. А 01 В 35/26, 1984.

5. A.c. СССР №1428395, кл. А 01 В 49/02, КПА БИ №37, А.Ф. Жук, A.C. Кириченко, А.Н. Мигаль и др. 1988.

6. A.c. СССР №1356977. Почвообрабатывающее орудие БИ №45. А.Н. Мигаль, Н.И. Чебан, А.Ф. Жук. 1987.

7. Бронштейн И.Н. и Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1964.

8. Бурченко П.Н. О взаимодействии культиваторных рабочих органов с почвой // Сб. науч. тр. / ВИМ. М., 1981. - т.90. - С.41-42.

9. Бурченко П.Н. и др. Энергетическая оценка работы культиваторов для сплошной обработки почвы на скоростях 6-12 км/ч. В кн.: Повышение рабочих скоростей машинно-тракторных агрегатов. - М.: Колос, 1973.

10. Ю.Вагин А.Т. и др. Результаты изучения влияния предпосевной обработки почвы на работу зерновых сеялок. // Сб. науч. тр. ЦНИИМЭСХ. Минск, 1969.-т. 6.-С. 15-23.

11. Вагин А.Т. и др. Механизация почвообработки и посева в усл. БССР /Рекомендации/ Минск. - 1971.

12. Василенко П.М. Теория движения частиц по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев, УСХА, 1960, 283 с.

13. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.; Колос, 1965. - 350с.

14. Вилде A.A., Цесниекс А.Х., Моритис Ю.П. и др. Комбинированные почвообрабатывающие машины JL: Агропромиздат, 1986. - 128 с.

15. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М.: Колос, 1966.-252с.

16. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука,1975.

17. Высоцкий A.A. Динамометрирование сельскохозяйственных машин. -М.: Машиностроение, 1968.-290 с.

18. ГОСТ 20915-75 Методы определения условий испытаний. М.: Изд. стандартов, 1977.

19. ГОСТ Р 53056 2008 Методы экономической оценки. - М.: Стандар-тинформ, 2009.

20. Даценко Н.В. Исследование процесса работы зубовых приспособлений для обработки почвы на посевах пропашных культур. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Харьков, 1967.

21. Дидьюргис П.Н. Исследование технологического процесса выравнивания почв и рабочего органа выравнивателя: Автореф. дисс. на соиск. учен, степ. канд. техн. наук. Каунас, 1967. - 21 с.

22. Дисковая борона модернизированная 2-х следная с гидроуправлением/ Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. -М., ЦНИИТЭИ. 1986. - т.37. - С.85-89.

23. Дисковые бороны X-Pert/Проспект компании Bremer (Англия).

24. Дмитриев А.М., Мацепуро О.М. Статистическое исследование технологического процесса выравнивания поверхности почв //Сб. научн. работ / ЦНИИМЭСХ Минск, 1976. - т. XII. - С.29-46.

25. Догановский М.Г., Фролов В.П. Эффективность предпосевного выравнивания почвы// Техника в сельском хозяйстве. 1969. - № 2.

26. Доспехов В.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов). М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.

27. Дроздов В.Н., Сердечный А.Н. Комбинированные почвообрабаты-вающе посевные машины. - М.: Агропромиздат, 1988. - 112 е., ил.

28. Дьяченко Г.Н., Мозговой Ю.Н. Основы технологии взаимодействия ротационных бесприводных рабочих органов с почвой // Проектирование рабочих органов почвообрабатывающей и зерноуборочной техники. Ростов н/д, 1985.-С. 35-44.

29. Жук А.Ф. Изыскание типа и обоснование параметров комбинированных рабочих органов для предпосевной обработки. Дисс. канд. техн. наук. — М., 1978.-209 с.

30. Жук А.Ф., Ревякин E.JL Развитие машин для минимальной и нулевой обработки почвы. Научно-аналитический обзор. — М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2007. 156 с.

31. Жук А.Ф., Спирин А.П., Покровский В.В. Почвовлагосберегающие технологии и комбинированные машины. — М.: ВИМ, 2001.

32. Жукевич К.И. Обоснование основных параметров культиваторов для сплошной обработки почвы. // Вопросы земледельческой механики. Минск, 1963,-т. 12-С. 48-57.

33. Измайлов А.Ю., Спирин А.П., Жук А.Ф., Сизов O.A. Комплекс машин для защиты почв от эрозии и засухи. // Техника в сельском хозяйстве. 2007. -С.8-12.

34. Ким А.И. Выбор основных параметров рабочего органа для выравнивания поверхности поля после пахоты. // Вопросы механизации и электрификации сельского хозяйства. Сборник научно исследовательских работ. - Ташкент, 1959. - Вып. -1.-е. 45-65.

35. Комбинированные агрегаты модернизированные для основной обработки под озимые культуры к тр. кл. З/Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. М., ЦНИИТЭИ. - 1985. - т .36. -С.110-113.

36. Комбинированное орудие K-200N /Проспект фирмы "Agrotech" (Польша).- 12437. Королев JI.B. и др. Основы рациональной обработки почвы в Северо

37. Западной зоне Нечерноземья. // Сб. науч. трэдов ЛСХИ. — т. 317. Л., 1976.

38. Краснощеков Н.В., Спирин А.П. Агротехнические основы создания влагосберегающей техники. // Научные труды ВИМ т. 131., 2000. - С. 29-46.

39. Кряжков В.М. Состояние и перспективы развития регионального сельхозмашиностроения в России // Земледельческая механика в растениеводстве: Сб. научн. докл. Междунар. науч.- практ. конф. -М., 2001. т. 2 С.77-81.

40. Кряжков В.М., Спирин А.П., Жук А.Ф. Перспективы создания машин для почвозащитных и влагосберегающих технологий //Техника в сельском хозяйстве. 1989. -№1. - С.7-10.

41. Кузнецов Ю.И. Некоторые вопросы теории выравнивающего действия рыхлящих рабочих органов и специального выравнивателя//Сб. науч. тр./ВИМ. -М., 1981.- т.90. С.75-91.

42. Кузнецов Ю.И. Влияние диаметра сельскохозяйственных катков на агротехнические показатели работы // науч. техн. бюлл., ВИМ. М., 1978. — вып. 37 - с.3-5.

43. Кузнецова М.К., Виноградов М.А. Исследование процесса уплотнения почвы разными типами катков // Вопросы механизации почвозащитного земледелия. Целиноград, 1976. - С.40-50.

44. Культиваторы серий SHGA и SHG/ Проспект компании Bremer (Англия).

45. Культиваторы Vario, Quadro, Vektor/ Проспект компании Kockerlinq (ФРГ).

46. Культиватор широкозахватный бессцепочный./ Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. М., ЦНИИТЭИ. -1982. - т.31. — С.83-87

47. Кургузов П.И. Влияние глубины заделки семян на урожай пшеницы. -Земледелие, 1955, №3, С. 116-118.

48. Купченко А.И. Влияние параметров выравнивателя поверхности поля на показатели его работы. // Сб. науч. работ аспирантов ЦНИИМЭСХ. Минск, 1973.

49. Купченко А.И. Изыскание и исследование параметров рабочего органа для предпосевного выравнивания поверхности почвы в условиях Нечернозёмной зоны: Дисс. на соиск. учён. степ. канд. техн. наук.- Минск, 1975. 235 с.

50. Лобачевский Я.П. Технология и технические средства для гладкой вспашки. М.: МГАУ, 2001.

51. Макевич Ш.С. Простейшие статистические методы анализа результатов наблюдений и планирования экспериментов. — Казань, КСХН, 1970.

52. Мармалюков В.П. Исследование процесса механизации предпосевной обработки почвы катком-выравнивателем в условиях Нечернозёмной зоны: Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. — Минск, 1980. — 213 с.

53. Мармалюков В.П. Взаимодействие спирального катка выравнивателя с почвой// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1983. № 3. -С.14-15.

54. Мармалюков В.П., Костюк B.C. К выбору некоторых оптимальных параметров спирального катка выравнивателя для предпосевной обработки почвы // Сб. науч. работ аспирантов. ЦНИИМЭСХ. - Минск. - 1978.

55. Матяшин Н.Ю. Обоснование параметров и режимов работы винтозу-бового рабочего органа для поверхностной предпосевной обработки почвы: Дисс. канд. техн. наук. -М., 1992. 156 с.

56. Мацепуро О.М. Механизация предпосевного выравнивания почвы. -Минск.: Урожай, 1987. 72с. ил.

57. Мацепуро О.М., Камсюк В.М, Обоснование технологии выравнивания поверхности почвы комбинированным рабочим органом. // Сб. науч. трудов ЦНИИМЭСХ.-Минск, 1975. т. 12 - С.35-42.

58. Модернизированная зернотуковая прицепная базовая сеялка и её мо-дификации./Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. -М., ЦНИИТЭИ. т. XXVI. - 1981.-С.114-118.

59. Морозов И.В. Отбрасывание почвенных частиц анкерными сошниками. — //Конструирование и технология производства сельскохозяйственных машин, Киев, « Техника » 1974. вып.4.

60. Муратов X. Обоснование параметров грейдера-выравнивателя для заравнивания неровностей в период предпосевной обработки почвы. Дисс. канд. техн. наук. -Янгиюль, 1986.

61. Никифоров А.И. и др. Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. — М., ВИМ 1995. -94с.

62. Новая сельскохозяйственная техника. Сравнительные испытания прикатывающих катков. ЭИ 1192, ЦНИИТЭИ, вып. 22, 1998.

63. Огарёв В., Остробородова А., Сизова М. Глубина заделки семян и урожай (озимой пшеницы). Земледелие, 1970, №7, С.28-30.

64. Орнатский Н.В. Об угле захвата отвала// Сборник №9/ Московский институт инженеров транспорта, 1928.

65. ОСТ 10.2.2-86 Испытания сельскохозяйственной техники. М.: Изд. стандартов, 1986.

66. ОСТ 104.1. 2001 Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей. — М.: Изд. стандартов, 2001.

67. Патент РФ №2119734 С 1 А 01 В 49/02. Почвообрабатывающий комбинированный агрегат/ Жук А. Ф.; опубл. 06.08.97.

68. Патент РФ № 2057414 С 1 А 01 В 21/04. Почвообрабатывающее орудие/Воробьев В. И. заявл. 01.04.92; опубл. 10.04.96, Бюл. №10.

69. Патент США № 2991836, 1963.г

70. Плуг лемешный отвальный 4-х корпусный навесной ПЛН-4-35 к тр. кл. 3./ Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. М., ЦНИИТЭИ. - 1987. - т.39. - С.78-82.

71. Плуг оборотный для гладкой пахоты к тр. кл. 8./ Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. — М., ЦНИИТЭИ. — 1982. — т.31. — С.46-50.

72. Попов Г.Ф. К методике проектирования рабочих органов фрезерных культиваторов. //Материалы НТС ВИСХОМ. М.,1970. вып. 27.

73. Протокол №17-70. Испытания выравнивателя ВПН-5,6. ЦЧ МИС, 1970

74. Протокол № 10-71. Испытания выравнивателя предпосевного ВП-8. ЦЧ МИС, 1971.

75. Протокол №13-90-85. Государственных приёмочных испытаний комбинированного агрегата для обработки почвы под озимые культуры АКП-5 к трактору К-701. КНИИТИМ. Новокубанск, 1985.

76. Протокол №14-9-97. Государственных приёмочных испытаний агрегата комбинированного почвообрабатывающего комбинированного АПК-3-01. ЦЧ МИС, 1997.

77. Протокол №08-92-2007 (7080166). Сертификационных испытаний агрегата почвообрабатывающего комбинированного АПК-3. Кинель, 2007.

78. Протокол №24-98-76. Контрольных испытаний комбинированного почвообрабатывающего агрегата АКП-2,5. Северо-Кавказская МИС. 1976.

79. Проспект фирмы "ВВС" (Германия).

80. Проспект фирмы "Оооёеэ о£ Коуз1:оп" (Канада).

81. Рыженко И.А. О глубине заделки семян озимой пшеницы. Земледелие, 1958, №6, С.22-25.

82. Рыхлитель Blue Bird/Проспект компании Rabe (ФРГ).

83. Севернев М.М. Исследование технологии процесса разравнивания грунта кавальеров от мелкой осушительной сети рабочими органами пассивного действия. Автореферат канд. дисс. Минск, 1954.

84. Сельскохозяйственные машины и орудия. Обзорная информация. -М.: ЦНИИТЭИ МТ и СХМ. 1983. - Серия 10.-62 с.

85. Сельскохозяйственные катки. //Обзор отечественных и зарубежных конструкций. М., ЦИНТИАМ, 1964.

86. Сеялка со сменными высевающими аппаратами для посева пропашных культур к тр. кл. 2./С6. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. -М.: ЦНИИТЭИ 1981. - т.29 - С. 102 - 106.

87. Соколов В.Н. Исследование параметров орудия для предпосевного уплотнения и выравнивания почвы в хлопководстве. Автореф. канд. дисс. Ташкент, 1975.

88. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства / Учебное пособие. М.: Информагротех, 1995. - 576 с.- 12996. Таранин В.И. Легкая борона к культиватору. // Техника в сельском хозве,- 1977.-№4.

89. Титов B.C. Влияние выравнивания и прикатывания среднесуглини-стых дерново — подзолистых почв на их физические свойства и урожай силосных культур: Автореф. канд. дисс. М., 1968.

90. Труфанов В.В. Результаты исследований скоростных зубовых борон// Научн. техн. бюлл./ ВИМ. М., 1977. - вып. 32.

91. Уфиркин H.A., Василенко Е.И. Исследование пружинно-зубовых разравнивающих рабочих органов к тяжёлому противоэрозионному культиватору// Сб. научн. тр./ ВИМ. М., 1987. - т. 111. - С.86 - 91.

92. Фрезерный культиватор для обработки тяжёлых уплотненных почв/Сб. агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. -М., ЦНИИТЭИ. 1985. - т.36. - С. 104-107.

93. Фролов В.П. Влияние предпосевного выравнивания поверхности почвы на ее физические свойства, урожай ячменя и качество работы посевных и уборочных агрегатов: Автореф. канд. дисс., JI.-П., 1968.

94. Фролов В.П. Некоторые результаты исследования выравнивания почвы перед посевом// Научные труды НИИМЭСХ СЗ. М.: Россельхозиздат, 1968. -Вып.2,

95. Хархута Н.Я., Лингайтис Л-П.П. Выбор основных параметров решетчатых катков. //Строительные и дорожные машины, 1973, №6.

96. Ширяев A.M., Каль Н.Е. К вопросу о копировании дисковыми сошниками зерновых сеялок микронеровностей поверхности поля.//Повышение эффективности использования техники в с-х. производстве. Горки., 1970.- т. 70.

97. Шмонин В.А. Теоретическое и экспериментальное исследование работы комбинированных плужных корпусов // Сб. науч. тр. ВИСХОМ, вып. 69. — М., 1972.

98. Штанговое приспособление со шлейфом к паровому культиватору КПС 4. Информационный листок РСФСР №464. - М., 1977.- 130107. Яцухно В.М. Механическая эрозия в условиях холмистого рельефа Белорусской ССР. Автор, дисс. канд. техн. наук. Елгава, 1977.

99. Abetter Seedbed, KONGSKILDE. Maskinfabric A/S dk-4180 Sorf (проспект).

100. Burleigt J. Variental difference seeding emergence of winter wheats as intluenced by temperature depth of plands. Agron. J., 1965. vol. 57, №2, p. 195198.

101. Game, Le SVNCHROGERM. Franguet, Construction dematerielsari-coles - 02190 guignicourf- frange. (проспект).

102. Hart J. Wide choice in wheat and barly planting depth. Qulen sland agr. J., 1964. vol. 90, №3, p. 137-138.

103. RAU-ECOMATH-UNIMAT, Maschinenfabrik RAU. Gmbn (проспект).

104. Saatbeffkombination in acht Arbeitsbreiten// Landmaschinen Rundschau. 1977-№ 1.

105. Stickler F. Seeding depth and use of pressuheels as factors affectinfg winte berley and winte wheatjield in Kansas. Agron. J., 1962, vol. 54, №6, p. 492494.

106. Sunder M.Erfahrunngen min neuen Werkzengkomtination Bur die Saat-bettbeitung. " Feldwirtschaft ", 1978, Heft 1.ч