автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование процесса работы и параметров рабочего органа для обработки почвы в междурядьях хмельников

і1 Г Б ОД ■ •

. ДОЦЬКДЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

' 6 ШОЛ !зЫ . ,

£ ' ОБГРУНТУВАННЯ ПРОЦЕСУ РОБОТИ ТА ПАРАМЕТРІВ РОБОЧОГО ОРГАНУ ДЛЯ ОБРОБІТКУ ГРУНТУ В МІЖРЯДДЯХ ХМІЛЬНИКІВ

Спеціальність: 05.20.01.-Механізація сільськогосподарського виробництва

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Луцьк, 199В

Дисертацією є рукопис Робота виконана в Державній агроекологічній академії України

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент

Шелудченко Богдан Анатолійович .

Державна агроекологічна академія України, ■

завідувач кафедри моніторингу навколишнього природного середовища Офіційні опоненти - доктор технічних наук

Рогатинський Роман Михайлович, Тернопільський державний технічний університет ім. І. Пулюя, -професор кафедри технології машинобудування -

кандидат технічних наук

Мамчур Віталій Аркадійович, .

Державна агроекологічна академія України, доцент кафедри механізації землеробства '

Провідна установа - науково-дослідний інститут кормів УААН

Захист відбудеться “ 2_” /МММО, 1998 р0Ку о '/Т^годшіі на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.01.02, Луцький державний технічний університет, 263018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75, навчальний корпус В, аудиторія 361.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Луцького державного технічного університету за адресою: 263018, м. Луцьк, вул. Львівська, 75

Автореферат розісланий “ 0- ” Й998 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

Дідух В.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Інтенсифікація сільськогосподарського виробництва загалом та збільшення техногенних впливів на хмільники зокрема, призводить до накопичення залишкових деформацій грунту та його переущільнення, які негативно впливають на фізико-механічні властивості грунту, що в свою чергу зумовлює зниження врожайності культури. З метою запобігання переущільненню грунту в міжряддях хмільників застосовують його глибоке розпушування, яке виконується різними типами щілювачів, що для грунтів Полісся України не завжди відповідає технологічній меті виконуваної операції з огляду на специфіку робочого процесу застосовуваних знарядь.

Найбільш перспективним способом глибокого розпушування грунтів хмільників є глибокий обробіток підорних шарів за допомогою робочих органів У-подібного типу з'просторовою орієнтацією різальних кромок. Це і визначило актуальність досліджень, які спрямовані на поліпшення фізичного стану структур грушу в міжряддях хмільників.

„ Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота має безпосередній зв'язок з науково-дослідною темою 03.01 - “Розробити комплекс агротехнічних заходів і видати практичні рекомендації по вирощуванню хмелю з урахуванням нових сортів та екологічно забруднених територій, скорочення екерго- і грудоресурсів на 10-15 %, збереження родючості грунту і продуктивності рослин” - Номер державної реєстрації 1]А 01001925Р та бюджетною тематикою Державної агроекологічної академії України (розділ 14.8).

Мета роботи. Підвищення якості розущільнюючого'обробітку грунтів міжрядь хмільників розташованих' на мінеральних дерново-підзолистих грунтах Полісся України.

Наведено результати досліджень по модернізації конструкції робочого органу глибокорозпушувача для об'ємного розпушування підорних щільноскладених шарів грунту міжрядь хмільників, результати впливу глибокого розпушування на фізико-механічні властивості грунту, показники розвитку рослин та на врожайність культури хмелю.

Задачі досліджень.

1. Забезпечити підвищення якості глибокого агромеліоративного розущільнюючого обробітку грунту (покрашення його фізико-механічних властивотей) міжрядь хмільників за рахунок оптимізації параметрів напружено-деформованого стану оброблюваного грунтового напівпростору.

2. Обгрунтувати конструкційні параметри та модернізувати конструкцію робочого органу глибокорозпушувача з урахуванням агротехнічних вимог виробництва хмелю-сирцю.

3. Провести порівняльні дослідження пропонованого модернізованого

робочого органу глибокорозпушувача з його аналогами за основними фізико-механічними показниками властивостей оброблюваного грунту в міжряддях хмільників. ‘

4. Виконати науково-виробничу перевірку і дати техніко-економічну оцінку застосування пропонованого робочого органу глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-стоаб в грунтових умовах Полісся України.

Об'єкти досліджень. Конструкційні параметри та процес роботи модернізованого глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок і технологія глибокого розущільнюючого обробітку грунту міжрядь хмільників.

Методи дослідження. Аналіз робочого процесу та параметрів робочого органу виконувались 'із застосуванням основ агромеханіки фунтів, фізико-хімічної механіки структур, методів числового імітаційного моделювання. Експериментальні дослідження виконувались в лабораторних та польових умовах за допомогою експериментального обладнання та дослідного зразка модернізованого глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб. Для огтгимізацІЇ кутові ге параметрів глибокорозпушувача застосовувався метод голографічної інтерферометри. Отримані дані оброблені методами математичного аналізу та имовірносно-статистичними методами з використанням ЕОМ.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено основні особливості процесу роботи глибокорозпушувача з просторовим (У-подібннм) розташуванням різальних кромок, формалізовано закономірності цього процесу. Оптимізовано основні конструкційні параметри даного глибокорозпушувача для роботи в умовах деблокованого (напівблокованого) різання з максимально можливою релаксацією напружень. Встановлено основні експлуатаційно-технологічні показники робочого Процесу.

Практичне значення одержачих результатів. За результатами виконаних досліджень розроблено комплект конструкторської документації на виготовлення модернізованого робочого органу глибокорозпушувача, який передано підприємству-виробнику - Краснопільському підприємству “Агропромтехніка”. Виготовлено дослідний ■ зразок глибокорозпушувача, який пройшов господарсько-виробничу перевірку в дослідному господарстві інституту сільського господарства Полісся УААН, в КСП ім. Кірова Олевського району Житомирської області в хмелерадгоспі “Карпівці” Чуднівського району Житомирської області, що засвідчено відповідними документами.

Особистий внесок здобувача. Засвідчений авторством (співавторством) опублікованих робіт (75 %), особистою участю в розробці технічної документації і впровадженні дослідного зразка глибокорозпушувача (50 %) та аналізі

експериментальних результатів (80 %). -

Основні положення, що виносяться на захист.

1. Обгрунтування принципу двофункціональності робочого процесу глибокого обробітку фунту міжрядь хмільників, виконуваного знаряддям з просторовим розташуванням різальних кромок.

2. Конструкційно-технологічні параметри модернізованого робочого органу

глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб та особливості виконуваного ним робочого процесу. . '

3. Прикладна модельна методика дослідження розподілу полів напружень та деформацій методом голографічної інтерферометрі!

4. Методика аналітичного визначення кутових просторових параметрів робочого органу глибокорозпушувача.

Апробація роботи. Результати роботи доповідались на науково-технічних, науково-практичних конференціях і семінарах: “Міжнародна науково-технічна конференція з питань розвитку механізації, електрифікації та автоматизації сільськогосподарського виробництва в умовах ринкових відносин” (Глеваха, 1994);

з

“Механізація, електрифікація та автоматизація сільськогосподарського виробництва в умовах екологічного ризику” (Жіпгомир,1994); “Міжнародна науково-технічна конференція з пптань розвитку механізації, електрифікації, автоматизації та технічного сервісу АПК в умовах ринкових відносин” (Глеваха, 1995); на кафедрі загальнотехнічнях дисциплін ДААУ (Житомир, 1995, 1996, !997); на секційному засіданні лабораторії агромеханіки та агросистемного проектування ПМАН (Житомир, 1996); на міжкафедральному семінарі факультету механізації сільськогосподарського виробництва ДААУ (Житомир, 1998); на засіданні лабораторії механізації, технології заготівлі та зберігання кормів Інституту кормів УААН (Вінниця, 1998); на кафедрі сільськогосподарських машин ЛДТУ (Луцьк, 1998).

Публікації результатів. По темі дисертації опубліковано 7 друкованих робіт та З роботи у друці, в яких викладено всі основні результати дисертаційної роботи.

Структура та об’єм дисертаційно? роботи. Робота складається і? вступу, чотирьох розділів, які включають 19 таблиць і 40 рисунків, висновків; списку літератури із 121 найменування, які викладені на 136 сторінках основного тексту і додатків. Повний обсяг дисертації 167 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ. У вступі обгрунтована актуальність роботи. .

В першому розділі “Сучасний стан питання. Задачі досліджень” виконано аналіз впливу способів обробітку на фізико-механічні властивості грунту та на врожайність шишок хмелю. З врахуванням геоморфологічних, гідрогеологічних та грунтових умов, що характерні для зони Полісся України і на основі аналізу результатів досліджень Бахтіна П.У., ждар'єва АГ., Гамбурга Г.В., Зайки М.Г., Казакова B.C., Ковди В.А., Кузнецова І.В . Мазіляускаса А.І., Матюка М.С., Піпченка П.М., Прочаєва В.П., Пупоніна О.І., Ревута І.Б., Сапожнікова П.М. та інших формалізовані вимоги до глибокого розпушування мінеральних дерново-підзолистих грунтів даної зони. Виходячи з технології виробництва хмелю-сирцю встановлено, що проведення глибокого розущільнюючого розпушування грунту обов’язкове, як засіб, що оптимізує водний, повітряний та тепловий режими грунтів і покращує їх структуру. Глибоке розпушування міжрядь хмільників дозволяє збалансувати водний режим грунтів по фазам розвитку культури хмелю, запобігає вітровій та водній ерозії поверхневих шарів грунту.

Аналіз конструкцій грунтообробних знарядь для глибокого розущільнюючого обробітку грунту визначає найбільш прийнятну конструкцію для виконання глибокого об’ємного розущільнюючого обробітку міжрядь хмільників - робочий орган V-подібного типу з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб.

На основі виконаного аналізу знарядь для глибокого обробітку грунту і у відповідності з темою даної роботи були визначені наступні задачі досліджень.

1. Забезпечити підвищення якості глибокого агромеліоративного

розущільнюючого обробітку грунту міжрядь хмільників за рахунок олтимізації параметрів напружено-деформованого стану оброблюваного грунтового напівпростору. . • .

2. Обгрунтувати конструкційні параметри та модернізувати конструкцію робочого органу глибокорозпушувача з урахуванням агротехнічних вимог виробництва хмелю-сирцю.

3. Провести порівняльні дослідження пропонованою модернізованого робочого органу глибокорозпушувача з його аналогами за основними фізико-механічними показниками властивостей оброблюваного грунту в Міжряддях хмільників.

4. Виконати науково-виробничу перевірку і дати техніко-економічну оцінку застосування пропонованого робочого органу глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб в грунтовій умовах Полісся України.

В другому розділі “Аналітичне дослідження процесу глибокого розущільнюючого обробітку грунту та обгрунтування о'сновних конструкційних параметрів робочого органу” з врахуванням досліджень Бахтіна П.У., Вялова С.С., Гарячкіна В.П., Гольдштейна М.Н., Дубровіна В.О., Кушнарьова А.С., Мамчура В.А., Медведева В.В., Погорілого Л.В., Пупоніка А.І., РогатинськогоР.М., Ребіндера П.О., Ревута І.Б., Шелудченка Б.А. та інших і на основі виконаного аналізу девіаторної і шарової частини повного тензора напружень встановлено, що обробіток переущільнених підорних шарів грунту повинен здійснюватись в умовах деблокованого або напівблокованого рвання по всьому оброблюваному профілю напруженнями відриву з максимально можливою релаксацією.

На основі цих положень сформульовано основні вимоги до робочого процесу, геометричних параметрів та просторового розташування різальних кромок глибокорозпушувача:

- для забезпечення максимально можливого розпушування як орного, так і підорного шарів грунтового профілю стан грунту в процесі його деформування повинен відповідати пружно-в’язко-пластичному релаксуючому руйнуванню;

- задача розпушування технологічно може бути-вирішена таким знаряддям, яке б забезпечувало руйнування щільноскладених підорних шарів грунту в умовах максимально можливої релаксації напружень;

. - з метою запобігання ущільненню оброблюваних шарів повинна

забезпечуватись перевага девіаторної частини повного тензора напружень над шаровим тензором, а напруження зсуву, що призводять до “розпилу” агрегатних формувань фунту повинні бути зведені до мінімуму;

- геометрія та просторове розташування різальних кромок глибокорозпушувача повинні забезпечувати руйнування фунту по всьому оброблюваному профілю напруженнями відриву, фаничні значення яких навіть для глибин більших “критичної” (40...50 см) в 1,2...1,5 рази нижчі напружень релаксації при зсуві;

- відрив грунтових агрегатів можливий лише при умові проведення деблокованого або напівблокованого різання по всьому профілю обробітку.

Зазначені вище вимоги до робочого процесу глибокого розущільнюючого, обробітку міжрядь хмільників можуть бути забезпечиниші за допомогою застосування конструкції глибокорозпушувача з двопоясною схемою обробітку (рис. І). Передня сговба-ніж (перший пояс обробітку) прорізує вертикальну щілину, яка формує у грунті два чвертьпростори, що оброблюються бічними ножами (другий пояс обробітку) в режимі напівблокованого різання. •

З теорії Мізеса-Шлейхера-Генкі походить, що розподілення напружень та переміщень в напрямках х, у, г при відриві грунтових частинок може бути описане системою рівнянь в полярних координатах:

кі в (, - 9 • 3 а) •

<Т = ■ ■ : і.;«COS---1 - Sin — Sin— в 1

' 2 I 2 2)

cr - - JEL^-cos—-fl-f sin—sin—

■ • ^7 2 \ 2 2 J ..

* k, - 9 9 3 .

т = sm — cos—cos— G; -

v ^277 2 2 2 ’

■ стг=м-(о-,+сгу); (l)

* = =7 у. = °; .

G fig 2 V ^ 2/

i r 9 (. 2 0^1

"'а'

w = 0.

З метою розробки алгоритму оптимізації кутових параметрів знаряддя для глибокого об’ємного обробітку грунту, яке забезпечувало б максимальний рівень структуротворних процесів у грунтах за умови руйнування структури по лініях найменших зв’язків, введено параметр руйнування структур, як функцію кута 0 (рис.2):

<7,-Дг и)4їжг

к,

де /(в) - складена тригонометрична функція напрямку розвитку тріщини в залежності від характеру напружеио-деформованого стану середовища грунту,

G ij ■> * ij - нормальні та дотичні напруження,

К ' - коефіцієнт інтенсивності напружень,

= /(6і), (2)

йіІ'СііііІгТі'

Рис. І Залежність параметру і~г від кута

Рис. 2 Конструкційна схема глибокорозпушувача з просторовим розташуванням ріжучих кромок

9 - полярні координати, які визначають напрямок розвитку тріщини у

відносній системі координат.

Для визначення кута поміж вертикальною та похилою сговбами в поперечно-вертикальній площині глибокорозпушувача за рівнями діючих на структурускпадових повного тензора напружень (а„ стг, т*,, тя, т^) використано комплексний показник функції бажаності (подвійної експоненційної функції), який в загальному вигляді визначено як:

В

1=5

і= 1

(3)

де (І і - критеріальна оцінка (значення експоненційної функції, бажаності) рівня і-того напруження за визначеної величини 9, яка визначається як: ,

^ і = ехр[-ехр(-у,.)], (4) ' ■ - •

Іде У і — В0 + В1 • УІ - безрозмірна величина,

А, - числові коефіцієнти, розраховані для двох значень функції відгуку Уі г які відповідають визначеним відміткам на шкалі бажаності.

Для визначення оптимального кута поміж вертикальною і похилою сговбами граничні умови будуть представлені у вигляді:

Ііш ,) = 1

1 І Ш .. й І ( <* У ) = 1

9 60°

Ііш й. (■ г ) = 1

«ч зо* '

(5)

Сумісний розв’язок рівнянь (3), (4) та системи (5) дозволило встановити функціональний зв’язок поміж комплексним показником В і кутом нахилу бокових ножів глибокорозпушувача до вертикальної площини грунтового чвертьпростору:

й = 77,958- 10і -(0-ЗО)г -8,916- 10і, (6)

Методами числового дослідження функції (6) встановлено, що оптимальне значення кута (3=в з точки зору створення передумов для максимального рівня структуротворення становить 30°.

З огляду на особливість глибокорозпушувача, як модульної довгомірно-стовбової конструкції, яка працює в умовах поздовжньо-поперечного згину (рис. 3) з метою оптимізації кута нахилу площини бічних ножів глибокорозпушувача до денної поверхні фунту, застосовано повне диференційне рівняння зігнутої осі балки:

<1гУ .

* = - =-------™

Р г ®

'т

X=arcsin -^- =48“ (9)

U"

1 + ,

dx.

де к - кривизна деформованої стовби,

/з - радіус кривизни, ' .

М - згинаючий момент, \

ЕІ - жорсткість конструкції. . •

За результатами дослідження на екстремум функції (7) встановлено оптимальне значення кута а, яке дорівнює 40 і якщо розглядати кут у (рис 3.), як кут, що забезпечує opt ЕІ, отримуємо: .

Г = ІШі у = 90°-а = 50° і (g) ‘ ...

QaX . ^

За визначеного оптимального кута р =30" тригонометричний аналіз просторових параметрів конструкції робочого органу дозволив однозначно встановити оптимальний параметр - кут X (рис. 4) фермової конструкції робочого органу глибокорозпушувача: . .

( cosy'1 kcos fi)

Глибина обробітку Н міжрядь, як основний технологічний параметр робочого процесу глибокого розпушування визначений аналітично з врахуванням рівняння водного балансу фунтів зони по формулі:

Н= - Ш* її E^vTlR (10)

тР{іоо-в)

де Н - мінімально необхідна глибина розпушування, мм. пір- пористість грунту після проведення розпушування, %.

В - вологість фунту перед сніготаненням, В=В““, %. *

В1"1” - найменша вологоємкість, %. k - коефіцієнт стоку, ко - коефіцієнт використання опадів.

Р - середня кількість опадів, мм. .

w- загас вологи в снігу перед сніготаненням, мм.

V™ - максимально можливе підживлення в зону аерації від РГВ, при необмеженій аккумулюючій ємності цієї зони, мм.

R - коефіцієнт повноти розпушування.

Е - місячне випаровування, мм, що визначається по формулі Іванова:

Е = 0,0013 (25 + t)2- (100- <р) (11). ,

де t - середньомісячна температура повітря, °С Ф - середня відносна вологість за розрахунковий період, %

Рис. З Геометричні показники характеру втрати . сталості стовбової конструкції. ;

Рис. 4 Оптичізовані просторово-кутові параметри фермової конструкції глибокорозпушувача

Розрахована глибина обробітку по формулі (10) складає 714...836 мм.

При заміні радіально-упорних кулькових підшипників на радіальні роликові з короткими роликами знижено величину радіального навантаження тіл кочення на 38,7 %. За рахунок зміни схеми розстановки підшипникових вузлів глибокорозпушувача досягнуто зменшення його тягового опору на 7,4 %, що призводить до підвищення коефіцієнта корисної дії агрегату з 0,728 до 0,784 та до зменшення рівня енергомісткості технологічної операції на 6,67 %.

В третьому розділі “Програма і методика експериментальних досліджень” наведені програмні питання, описані експериментальні установки та засоби експериментальних досліджень, а також дана методика обробки експериментальних даних.

Програма проведення експериментальних досліджень включає:

1. Дослідження розподілення полів напружень та деформацій в моделях вертикального перерізу грунту міжряддя хмільника методом голографічної інтерферомеггрії при деформуванні Його імітаторами деформаторів глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб та уточнення його конструкційно-кутових параметрів.

2. Визначення основних показників фізико-механічиих властивостей структури

грунту профілю міжрядь хмільників: граничних напружень зсуву, зчеплення, об’ємної маси, вологості, запасу вологи, механічної міцності структури. .

3. Оцінка рівнів біологічної активності рослин хмелю (показники розвитку

надземної частини рослин, морфологія кущів хмелю, якість шишок хмелю та врожайність культури). ■

Лабораторно-польові досліди виконувались протягом 1993... 1996 років за такими варіантами: *

- контроль (без глибокого розпушування),

- щілювання ( зкар„.ідям РОН-80),

- глибоке розпушування (глибокорозпушувачем з просторовим розташуванням

різальних кромок-стовб) щорічне, ' ’

- глибоке розпушування (глибокорозпушувачем з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб) 1 раз у 2 роки,

- глибоке розпушування (глибокорозпушувачем з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб) 1 раз у 3 роки.

Умови . проведення польових досліджень: грунти - дерново-підзолисті суглинисті, рельєф хмільника - рівнинний, селекційні сорти хмелю - Клон-18 та Поліський, щирина міжрядь хмільника - 3 м, кількість рослин на гектарі - 3333 штук, площа живлення рослини 3,0x1,0 м, термін проведення глибокого розпушування грунту та щілювання - жовтень місяць.

Дослідження полів напружень та деформацій в моделях вертикального перерізу грунту виконувались на установці для дослідження напружено-деформованого стану деталей машин та елементів конструкцій методом голографічної інтерферометри. В

якості реологічної моделі грунту, як суцільного середовища, використовувалась пластинка з оптично чутливого матеріалу двостадійного доотведження ЕПСА. Для реєстрації результатів експерименту використовувались фотоплатівки типу ВР-Л з високим ступенем дозволяючої спроможності (не менше 1000 ліній/мм). Кут (З між вертикальною і похило розташованою сговбами глибокорозпушувача за результатами експерименту визначається по формулі:

^4-= ctgp -(sinР + COS/?) (12)

п -

п - кількість смуг (ізопахік) на голограмі при дії иа модель вертикального деформатора,

УІ - кількість смуг (ізопахік) на голограмі при дії на модель похилого деформатора. ,

В четвертому розділі “Результати експериментальних досліджень та їх аналіз” викладені дані експериментальних досліджень, виконаний їх аналіз і порівняння з теоретичними передумовами. -.

За результатами експериментальні» досліджень з оптимізації геометрично-просторових параметрів глибокорозпушувача були отримані голограми досліджуваної моделі вертикального перерізу грунтового напівпростору, які являють собою картини ізопахік при навантаженні моделей вертикально та похило розташованими деформаторами, що імітують обробіток грунту різальними кромками з відповідною просторовою орієнтацією. Встановлено, що оптимальний кут поміж V-подібними стовбами в поперечно-вертикальній площині глибокорозпушувача становить (3=56,9 ...69,5", що відповідає результатам аналітично визначеного кута , з рівнем довірної ймовірності не гірше 98 %. '

За результатами дослідження фізико-механічних властивостей грунту міжрядь хмільників встановлено, що в результаті їх обробітку глибокорозпушувачем з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб величина зчеплення зв’язків грунтових агрегатів зменшується на 8,1...10,6 %; об’ємна маса - на 4,44...8,87 % (в порівнянні з базовим варіантом на 1,33...3,06 %); запас вологи збільшується на 46,8 % (28,3 %); кількість агрономічно цінних частинок грунту розміром 2...7 мм зростає на

86...102 % (80...96 %).

При дослідженні впливу глибокого розпушування на рівень біологічної активності рослин встановлено, що при проведенні даної операції біологічна маса куща рослини (рис.5) збільшується на 10,2....14,3 % - для сорту Клон-18 і на 20,0...21,0 % -для сорту Поліський (в порівнянні з базовим варіантом - на 4,3 та 13,3 % відповідно); середньодобовий приріст сирої маси на одну рослину зріс на 9,8...11,4 % для сорту хмелю Клон-18 і на 20,1...21,2 %, що вище за базовий варіант на 1,3...13,6 %. Врожайність хмелю при проведенні глибокого розпушування зросла на 14,9...16,0 %, що в порівнянні з базовим варіантом більше на 10,6...11,7 %-(рис.5). Впливу глибокого розпушування грунту на якість шишок хмелю (вмісту в них a-кислот) не виявлено.

Врожай, ц/га ■ • Маса куща, кг

4.5-

4

1.5-

3-

2.5

З

1.5

І

0.5-

{

0

Ш Контроль '

В Щілювання

□ Глибоке розпушування щорічно В Глибоке розпушування разу 2 роки.

В Глибоке розпушування 1 раз у 3 роки

,Клон-18 Поліський

Сорт хмелю

В Контроль

■ Щілювання

□ Глибоке розпушування щорічно З Глибоке розпушування раз у 2 роки

■ Глибоке розпушування 1разу 3 роки

Клон-18 Поліський

Сорт хмелю •

Рис. 5 Показники врожайності та біологічної активності рослин хмелю (за варіантами досліду)

ІЗ

Прн дослідженні періодичності проведення глибокого агромеліоративного розпушування фунтів хмільників, розташованих на мінеральних дерново-підзолистих грунтах Полісся України встановлено, що найбільш ефективно виконувати дану технологічну операцію 1 раз у 2 роки.

Розрахункова річна економічна ефективність від застосування глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб складає 262 гривні на 1 га (в порівнянні з серійним знаряддям РСІН-80 вона становить 177 гривень на 1 га).

ВИСНОВКИ • . ..

1. Глибоке об’ємнорозущільнююче розпушування грунту міжрядь хмільників,

яке проводиться глибокорозпушувачем з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб за двохпоясною схемою обробітку на глибину 700...850 мм забезпечує напівблоковане різання грунтового чвертьпростору переважно напруженнями відриву з максимально можливою релаксацією. 1 '

2. Для забезпечення стабільності виконання технологічної операції глибокого розпушування грунту міжрядь хмільників основні конструкційно-технологічні параметри глибокорозпушувача мають становити: кут розвалу поміж бічними стовбами розпушувача - 60°, кут нахилу площини бічних ножів до денної поверхні грунту - 48’, інтервал поміж проходами - 3 м, глибина обробітку - 0,7...0,85 м.

3. Виконана модернізація конструкції опорних вузлів глибокорозпушувача

дозволяє зменшити тяговий опір агрегату на 6,7...7,4 %, знизити рівень енергомісткості технологічної операції розпушування на 5,24.. .6,67%, підвищити коефіцієнт корисної дії агрегату з 0,728 до 0,784. "

4. Запас вологи при проведенні глибокого розпушування грунту збільшується у весняний період у метровому шарі на 41,3...46,8 %, що більше на 28,3%, ніж при проведенні щілювання грунту серійним знаряддям РОН-80.

5. При глибокому об’емнорозущільнюючому обробітку грунту міжрядь хмільників глибокорозпушувачем з просторовим розташуванням різальних кромок-стовб кількість агрономічно цінних грунтових утворень розміром фракційного складу

2...7 мм зростає за масою на 86... 102 %, що на 80...96 % більше чим при базовому варіанті.

6. Об’ємна маса грунту при його глибокому обробітку створеним глибокорозпушувачем зменшується на 4,44...8,87 %, що краще на 1,33...3,06 % за базовий варіант (РОН-80).

7. При застосуванні глибокого об’ємнорозущільнюючого обробітку грунту біологічна маса куща хмелю сорту Клон-18 збільшується на 10,2...14,31 %, а сорту Поліський - иа 20,0...21,0 % (в порівнянні з базовим варіантом збільшується на 4,26 і на 13,30% - відповідно).

8. Глибоке розпушування грунту міжрядь хмільників підвищує середньодобовий приріст сирої маси на одну рослішу на 9.S...11,4 % для сорту хмелю Клон-18 та на

20,1...21,2 % для сорту - Поліський, що забезпечує підвищення врожайності культури на 10,3...16,0 % для сорту хмелю Клон-18 та на 14,9...15,7 % для сорту Поліський (для базового варіанту на 13,2 і на 7,0 % - відповідно).

9. Розрахункова річна економічна ефективність від застосування глибокороспушувача з просторовим розташуванням різальних хромок-стовб в порівнянні з серійним робочим органом РОН-80 складає 262'гривні на 1 га.

, За результатами господарсько-виробничої перевірки та дослідного впровадження глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок-сговб рекомендовано його застосування в умовах Житомирської області, як знаряддя для глибокого розущільнюючого обробітку грунту міжрядь хмільників.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Шелудченко Б.А., Котков В.І., Шубенко В.О., Забродський П.М., Решетар А.Д. Напружено-деформований стан оброблюваного грунту і оптимізація кутових параметрів грунтообробних знарядь // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 1994. - Jfel. - С.115-123.

2. Шелудченко Б.А., Котков В.І. Обгрунтування конструкційних просторово-

кутових параметрів стовбових елементів робочих органів грунтообробних машин // Числові імітаційні моделі в агротехнологічній механіці грунтів. - Житомир: ПМАН. -1996.-С. 83-87. - •

3. Котков В.І. Оцінка технологічної ефективності розущільнюючого обробітку грунту хмелю // Міжнародна науково-технічна конференція з питань розвитку механізації, електрифікації га автоматизації сільськогосподарського виробництва в умовах ринкових відносин Тези доп. -Глеваха: ІМЕСГУААН. - 1994. - С. 91-92.

4. Котков В.І. Обгрунтування конструкційно-технологічних параметрів знаряддя для розущільнюючого обробітку грунту міжрядь' хмільників // Механізація, електрифікація та автоматизація сільськогосподарського виробництва в умовах екологічного ризику. - Тези доп. - Житомир: ДААУ. - 1994. - С. 8-9.

5. Коткоа В.І. Вплив глибокого розущільнюючого обробітку грунту в міжряддях

хмільників на фізико-механічні властивості грунту та врожайність хмелю // Міжнародна науково-технічна конференція з питань розвитку механізації, електрифікації, автоматизації та технічного сервісу АПК в умовах ринкових відносин. -Тези доп. - Глеваха: ІМЕСГУААН. - 1995. - С. 181-182. .

6. Шелудченко Б.А., Котков В.І. Графо-аналітичне визначення коефіцієнта поперечної деформації для фунтів U Вісник ПМАН. - 1995,- № 1. - С. 3-5.

7. Шелудченко Б.А., Когков В.І., Шубенко .В.О., Слюсаренко І.П. Алгоритмізація багатопараметричного методу олтимізації напружено-деформованого стану фунту в процесі його обробітку // Міжнародна науково-технічна конференція з

питань розвитку механізації, електрифікації та автоматизації сільськогосподарського виробництва в умовах ринкових відносин. - Тези доп. - Глеваха: ІМЕСГ УААН. - 1994. -С. 35

8. Шелудченко Б.А.,. Котков В.І. Визначення мінімально необхідної глибини механічного обробітку переущільненнх шарів грунту !Г Сільськогосподарські машини: 36. наук. ст. Випуск 4. - Луцьк: ІУА, Волинське відділення, 1998 (у друці).

9. Шелудченко Б.А., , Климчук АМ., Котков В.І. Векторно-аналітична оптимізація конструкційно-експлуатаційних параметрів грунтообробних машин П Науковий вісник НАУ. -Київ. - 1998 (у друці). •

10. Шабранський А.С., Шелудченко Б.А., Котков В.І. Ефективність глибокого рихлення на хмільниках // Хмелярство. - К.: Урожай. - 1998 (у друці).

. АНОТАЦІЇ

І

Котков В.І. Дослідження процесу роботи і обгрунтування параметрів робочого органу для обробітку грунту в міжряддях хмільників. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.20.01 - механізація сільськогосподарського виробництва. - Луцький державний технічний університет, Луцьк, 1998.

Захищається 10 праць, які містять теоретичні, експериментальні дослідження процесу роботи та обгрунтування параметрів глибокорозпушувача з просторовим розташуванням різальних кромок в умовах хмільників Полісся України, методи його інженерного розрахунку та проектування. Встановлено, що глибокорозпушувач з просторовим розташуванням різальних кромок в найбільшій мірі відповідає грунтовим умовам хмільників Полісся України. Здійснена польова перевірка глибокорозпушувача для відповідного обробітку міжрядь, наведені дані його економічної ефективності.

Ключові слова: глибокорозпушувач з просторовим розташуванням різальних кромок, процес роботи, параметри, хмільники, міжряддя.

Котков В.И. Исследование процесса работы и обоснование параметров рабочего органа для обработки почвы в междурядьях хмельников,- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного производства. - Луцкий государственный технический университет, Луцк, 1998.

Защищается 10 работ, которые содержат теоретические, экспериментальные исследования процесса работы и обоснование параметров глубокорыхлителя с пространственной ориентацией режущих кромок в условиях хмельников Полесья Украины, методы его инженерного расчета и проеісгировакия. Установлено, что глубокорыхлитель с пространственным расположением режущих кромок в наибольшей степени соответствует почвенным условиям хмельников Полесья

Украины. Осуществлена полевая проверка глубокорыхлителя для соответствующей обработки междурядий, приведены данные его экономической эффективности.

Ключевые слова: глубокорыхлитель с пространственным расположением режущих кромок, процесс работы, параметры, хмельники, междурядья.

Kotkov V.I. Studies on operating process and substantiation of tool parameters for soil cultivation in hop garden interrows.- Manuscript.

Thesis for the degree of Candidate of Technical Science. Specialisation - 05.20.01 -Mechanization of Agricultural Production.- Lutsk State Technical University, Lutsk, 1998.

Submitted for defence are 10 papers containing theoretical and experimental studies of operating process and substantiation of parameters of the chisel cultivator with spatial orientation of cutting edges in hop gardens of Ukrainian Polissya, as well as methods of engineering calculations and designing. It has been established that the chisel cultivator with spatial orientation of cutting edges to the largest extent fits soil conditions of hop gardens in Ukrainian Polissya. Field tests of the chisel cultivator for appropriate mterrow cultivation were carried out, data of its economic efficiency are given.

Key words: The chisel cultivator with spatial orientation of cutting edges, operating process, parameter, hop garden, interrow.