автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование режимов работы и параметров ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения

УЗБЕКСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МсХАНиЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО

ХОЗЯЙСТВА (УзМЭИ) п„г. л п

• ~ пОк! ■„..

На правах рукописи

САДЫКОВ РОМАН ОРАЗИЛИЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И ПАРАМЕТРОВ РОТОРА РОТАЦИОННОЙ БОРОНЫ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ

Специальность: 05.20.01 —Механизация 1 сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЯНГИЮЛЬ — 2000

Работа выполнена в Узбекском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства.

Научный руководитель — доктор технических наук, старший научный сотрудник ТУХТАКУЗИЕВ А.

Официальные оппоненты: — доктор технических наук, профессор МУРАДОВ М. М.

Ведущее предприятие — АО «БМКБ — АГРОМАШ» Защита диссертации состоится «.

ОХ&ЯОА9 '90ПП г.

в часов на заседании специализированного совета

ДК 125.01.01 по защите диссертации на соискание ученых степеней доктора и кандидата технических наук при Узбекском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства.

Адрес: 702841, Ташкентская область, Янгиюльский район, пос. Гульбахор-1, УзМЭИ,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УзМЭИ.

■— кандидат технических наук, старший научный сотрудник СУЛТАНОВ С. Т.

Автореферат разослан «.

2000 г.

/

Т 'г

Л..Ц Л. М. КУРЦЕНКО

/

АННОТАЦИЯ

В работе приведены аналитический обзор рйнее проведенных опытно-конструкторских работ по фрезерным почвообрабатывающим машинам, результаты изучения Физико-механических свойств почвы, после вспашки полей из-под озимых зерновых, теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию режимов работы и параметров ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения для предпосевной обработки почвы, а также результаты сравнительных испытаний и расчет экономической эффективности испытаний, которые показали, что качественные показатели работы ротационной бороны, снабженной экспериментальным ротором соответствуют предъявляемым требованиям и ее•применение обеспечивает снижение расхода ГСМ на 18,41%, 'а годовой экономический эффект на одну, машину составляет 29537.3 сум.

Автор защищает:

- режим работы и параметры ротора ротационной бороны с верти-•кальной осью вращения.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Предпосевная обработка почвы является одним из основных факторов, оказывающих существенное влияние на качество сева, прорастание семян и урожайность сельхозкультур.

В настоящее время в Республике Узбекистан технологический процесс обработки почвы состоит из нескольких самостоятельных операций,- но при этом не всегда обеспечивается требуемое качество подготовки почвы к посеву» Поэтому, ■ некоторые из этих операций повторяются неоднократно, что приводит к. излишнему уплотнению и распылению почвы, уменьшению содержания в ней питательных элементов и гумуса, а также к затяжке сроков сева сельскохозяйственных культур. В конечном счете, все это отрицательно влияет на всходы растений и приводит к снижению урожая.

Получение качественной разделки почвы возможно при применении . почвообрабатывающих, машин и орудий с активными (ротационными) рабочими органами, т.е. фрез. Они. за один проход обеспечивают качественную подготовку почвы .к севу, при этом улучшается водно-воздушный режим почвы,, а также ее биологическая активность. Почва, обработанная фрезой, ' обладает лучшими физическими свойствами, все это создает благоприятные условия для роста, развития

и накопления урожая.

В связи с этим, исследования, направленные на обоснование режимов работы и параметров ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения, являются актуальными и имеют научно-практическое значение.,

Лель исследований. Обоснование режимов работа и параметров ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения .для предпосевной обработки почвы. ;

Объект исследования. Физико-механические свойства почвы и технологический процесс ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения. •

Методика исследований. Теоретические исследования проводились с использованием основных положений теоретической механики и математического анализа, а экспериментальные с применением специ-. ально разработанной и изготовленной полевой установки и метода тензометрирования.

Агротехнические показатели работы ротора ротационной бороны определены по ОСТ 70.4.2-80 "Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методы испытаний" и РД 10.4.2-80 "Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. • Программа и методы испытаний", а энергетические по ОСТ 70.2.2-73 "Испытания сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки". ■

Экономическая эффективность предлагаемой разработки рассчитана в соответствии с ГОСТ 23728-88. ГОСТ 2730-88 "Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки" с использованием нормативно-справочных материалов и результатов сравнительных испытаний. '

Научная новизна. Научную новизну представляют:

- данные по физико-механическим свойствам почвы после вспашки ' полей из-под озимых зерновых;

- .аналитические зависимости для определения окружной скорости, кинематического режима работы ротора ротационной бороны, угла установки ножа ротора, мощности, потребляемой ротором;

- закономерности изменения качественных и энергетических показателей работы ротора с вертикальной осью вращения для предпо-сёвной обработки почвы в зависимости, от его режима работы и пара. метров. ' •

.' Практическая ценность. .Использование ротационной бороны с вертикальной осью вращения с рекомендуемым режимом работы и пара-

метрами ротора обеспечивает по сравнению с базовым снижение расхода ГСМ на 18,41%. Годовой.экономический эффект от применения ротационной бороны составляет 29537.3 сум.

Реализация результатов исследований, По материалам исследований ротационная борона с вертикальной осью вращения для предпосевной обработки почвы включена в "Систему машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства до 2001 года (Растениеводство. поз.Р22.11)", разработаны исходные требования на культиватор вертикально-фрезерный.' Параметры и режимы работы ротационной бороны с вертикальной осью вращения приняты АО ; "БМКБ-Агромаш" для использования при проектировании промышленных образцов, разрабатываемых согласно постановлению Кабинета Министров Республики Узбекистан. № 84 от, 25.02.1999 г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на заседаниях Ученого Совета УзМЭИ в 1997... 89 гг.. Международной . научно-технической конференции "Проблемы повышения урожайности и механизации возделывания сельскохозяйственных культур в экологических условиях приаралья" (г.Нукус, 1998 г.). Республиканской конференции "Кишлок ва сув хужалиги со-хасида фан-ва таълим муаммолари" (г.Ташкент. 1999 г.), посвященной 65-летию- ТИИИМСХ, Халкаро илмий-амалий анжуман "Агросаноат сохасида ислохатларни амалга оширишнинг хозирги боскичида олий таълим муаммолари" (То'шкент, 2000 й.), а в полном объему докладывались на научных семийарах ИМиСС АН РУз. ТИИИМСХ и научно-техническом совете УзМЭИ. (2000 г!)."

Публикации. Основные, положения диссертации изложены в 5-ти опубликованрых работах, в том числе в 3-х"журнальных статьях.

Структура й объем работы.- Диссертация состоит из введения. . пяти глав, ■общих выводов и рекомендаций, . списка использованной литературы и приложений. ' Содержание диссертации изложена на НО. стр. машинописного текста, включающего 49 рисунок и 12 таблиц, . список Использованной литературы из 93,наименований и 3 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Во введение обоснована .актуальность темы диссертационной работы. сформулирована цель исследований, изложены основные положения, которые выносятся на защиту, • .

В первой главе "Состояние'вопроса и задачи исследований" изложен краткий анализ' существующих способов и средств, механизации подготовки почвы к севу хлопчатника и других сельхозкультур, при"

ведены сведения о конструкции существующих .ротационных машин с вертикальной осью вращения и их рабочих органов, а также некоторые результаты научно-исследовательских работ в этой"области.

Обоснованию параметров и режимов работы почвообрабатывающих фрез и эффективности фрезерной обработки почвы посвящены работы многих отечественных и зарубежных исследователей: В.Н.Василенко,

A.Д.Далина. П.'В.Полтавцева, И.И.Панова, Я.М.Жук, А.Д.Черненкова. ■ Н.Ф.Канева. П. Т. Бабий, В. С.Сурилова, Д.Н.Ефимова, Е.Д.Доюша,

С.А.Ыян. П.'С.Зенина, Ф.М.Канарева, Г.Я.Синеокова. Д.С.Марченко,

B.В.Бычкова, с. А. Инаекяна, Р.И.Байметова, С.Т.Султанова, В.П. Анофричука. С. Б. Джумакулова, И.И.Аббаоова, Р.Худайбердиева, Б. В. Румянцева, А. А. Ахматова, У.Р.Игамбердиева, X.Кушназарова и других.

Анализ материалов исследований . этих авторов свидетельствует . об эффективности применения фрезерных машин в различных почвен-но-клмматических зонах.

Как известно, почвообрабатывающие машины с активными рабочими органами бывают с горизонтальной или вертикальной осью вращения рабочих органов. '

Машины с горизонтальной осью вращения до настоящего времени имели наиболее широкое применение. Однако, они имеют ряд существенных недостатков: вынос на поверхность поля нижних влажных.ело- ■ ев почвы, низкая заглубляющая способность рабочих органов', особенно на плотных почвах, • высокая энергоемкость и другие. Кроме того, опыт эксплуатации этих машин выявил их недостаточную ' эксплуатационную надежность, что объясняется большим удельным количеством рабочих органов (до 30 шт. на 1 м ширины захвата машины).

Эти недостатки в значительной мере можно устранить применением почвообрабатывающих машин с вертикальной осью вращения, получающих в последние годы широкое применение в развитых странах ми- • ра. :

Такие орудия в отличие от машин с горизонтальной осью • вращения. . не смешивают нижние и верхние слои почвы, . что способствует лучшему сохранению влаги, имеют значительно меньшее количество •рабочих органов, их привод не ограничивает глубину обработки. . Большой диапазон оборотов роторов и наличие сменных рабочих орга-. шэв позволяет применять эти машины в различных почвенно-климати-ческих условиях.

Несмотря на это работа почвообрабатывающих машин с вертикальной осью вращения в условиях 'Республики Узбекистан изучена недос- : таточно.- ■"'.."■ • . ■ ■'"'""'■'

Учитывая вышеизложенное для достижения поставленной цели на ' основе обзора литературных и патентных источников сформулированы следующие задачи исследований:

- изучить физико-механические свойства почвы после всиаики нолей из-под озимых зерновых; '

- разработать математические модели взаимодействия ротора ротационной бороны с вертикальной.осью сражения с гючвой, позволяющие определить рациональные значения его параметров;

- исследовать влияние параметров.' и режима работы ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения на ее качественные и энергетические показатели работы;

- разработать и изготовить макетный образец ротора ротационной бороны с рекомендуемыми параметрами и провести его ипытания в сравнении с базовым;

- определить экономическую эффективность применения ротационной бороны с рекомендуемым режимом работы и параметрами ротора.

Во второй главе приведены Физико-механические свойства почвы после вспашки полей из-под озимой пшеницы (влажность и твердость-почвы, размерно-массовые характеристики комков и глыб).

Результаты исследований показали, что ь летний период происходит более интенсивное испарение влаги, особенно в верхнем (О.. .10 см): горизонте- пашни. Если влажность помпы в горизонте 0.;. 10 см за £ дней уменьшилась с 18.7 до 1,81%. то в горизонте 10. .,20 см - период с 20,18 до. 11.9%.

Твёрдость почвы за этот период возрастала с 0,54... 0,76 МПа до 0,98.: Л .01. МПа.. Большинство крупных комков (около 75, ..77.% от количества всех измерений), образующихся при вспашке полей из-под озимых зерновых, имеют длину от 73 до 184 мм, ширину от 62 до 141 мм и толщину от 48 до 119.мм, а их среднеарифметические значения соответственно составляют 114.72; 90,. 30 и 69,82 мм. Среднеарифметическое значение массы комков составляет 1,02 кг.

В третьей главе "Теоретические исследования" приведены кинематический анализ процесса фрезерования почвы ротором с верти- ' кальной осью вращения, обоснование окружной скорости ротора, его' кинематического режима, подачи на нож и угла .установки (рис.1), а также выведены математические зависимости для определения мощности. потребляемой ротором. . •

Интенсивность деформации и рыхления почвы активными * рабочими органами • в основном зависит отих геометрической формы и в большей степени определяется Видом траекторий движения ножей ротора. _ ■

- fc -

Рис.1. Схема технологического процесса работы ротора и траектории. движения ножа:

1 - траектория первого ножа;

2 - траектория второго ножа.

Нож . ротора. двигаясь прямолинейно и равномерно вместе с агрегатом со скоростью V„ и равномерно вращаясь с угловой скоростью ш (рис.1), описывает-траекторию в виде циклоиды.

Уравнения движения наиболее удаленной от оси вращения ротора точки ножа в параметрической форме имеет вид:'

. t

х = R (« —г + sin ш t); (1) X

у = R (1 + cos ID t). (2)

где R - радиус t - время, 1 с;

ротора, м; X « V0/V„ -

кинематический режим работы; .. V0 - окружная скорость, м/с;. V„ - поступательная скорость, м/с.

Как .правило, в ротационных почвообрабатывающих машинах Х>1. ;поэтому абсолютная, траектория движения их рабочих органов" будет представлять удлиненную циклоиду или трахоиду.

Скорость резания почвы ротором или абсолютная скорость движения ножа .определяется как векторная сумма первых производных координат точек по времени. Используя уравнения (3) и (2). имеем: -

/- ■ . . /-:-:- '

Уа = / V + Vye = Vn /к t 2Х cos а + 1. .. (3)

где, а = ы I - угол поворота . рассматриваемой точки от начального положения.град.' .

Яз уравнения (3) следует, что абсолютная скорость ножа ротора, иначе скорость резания почвы, величина переменная и изменяется в зависимости от угла поворота ротора в относительном движении. '

С целью обеспечения качественного рыхления почвы минимальная абсолютная .скорость нота должна быть равна или больше критической скорости,. 'при которой произойдет разрушение комков почвы. Исходя из этого : была выведена следующая зависимость для определения величины: окружной скорости ротора:' • ■ :

/ (J + mR2) ' *

Vo > 6B /-----------+ V„

V 3EJp(l-k2)

где бд,- предел прочности комков почвы. Па; Л - момент инерции ротора относительно оси вращения, кгм2; ш - масса комков почвы, кг; Е - модуль упругости комков почвы. Па; к - коэффициент восстановления комков почвы; р - плотность комков почвы, кг/м3.

Расчеты, проведенные по выражению (4) показали, что для обеспечения качественного рыхления почвы • окружная скорость ротора должна быть не менее 4,77 м/с, частота его вращения - 387 об/мин.

Подача на нож. Одним из основных параметров ротационных почвообрабатывающих машин, оп-

15

см

J"

У-

оп-

(5)

2.5

Л~"

AQ

ределяющих качество крошения почвы и энергоемкость ее обработки является подача на нож. ■■■■■■'

Подачу на нож можно ределить по формуле: 2JTR

S ------,

• X Z

Где Z-число ножей на роторе.

Из анализа (5) следует, что подача на нож зависит от радиуса ротора, числа ножей на нем и- кинематического ре. жима его работы. * .

На рис.2 представлен график изменения подачи на нож в зависимости от X и Z при R = 0,1175' м. Из рисунка видно, что с увеличением кинематического режима работы ротора и числа ножей на'нем подача уменьшается и наоборот.

Кинематический режим работы ротора.. Известно, что при перекрытии траекторий. ножей увеличиваются затраты энергии на работу ротора и неоправданное измельчение (распыление) почвы, а удаление этих траекторий одна от другой приводит к образованию' пропусков (огрехов) й ухудшению качества рыхления почвы. Существует предельный случай, 'когда траектории соседних ножей касаются одна другой. • . •■■". .•.■•-..

Рис.2. Зависимость подачи на нож от X и Z: 1) Z=2; 2) Z=3; 3) Z=4; 4) Z=5.

Пользуясь методом', юиюдочдо в работах синеокова Г.Н., Кана-' рева Ф. У.., определены услезил, при которых траектории соседних ножей капаются.

I ,-----._ л

1 « -л/\ К Кг - г - arceos íl/XH- (6)

V ' >

Пс згой формул«, задссаясь количестпом ножей можно определить значение кинематического параметра, удовлетворяющего этому условии. ■ . • •

Проведенные расчет показали, что при 2 « 2 кинематический параметр должен бить равен 1>,9Ь.

Угол установки ;ю:га. Паи углом установки ножа понимают угол между передней гранью ножа и радиусом ротора. При оольших его значениях ножи будут задирать своей наружной поверхностью необработанную почву, что вызывает повышенный расход энергии. При неоправданно малых его значениях повышается расход анергии на деформацию и отбрасывание почвы. С учетом ширины Ц, ножа угол установки его можно определить по формуле:

í ! Ь„ 1 К = arceos |— + — (7)

V X ."к I

Подставляя в (7)' известные значения X 2,96, Ьн = 0,04 м и ': = 0,1175 м, получим 'i * 60°. .

Мощность, потребляемая ротором. Опираясь на исследования проф.Ф.М.Канарева и других, с учетом конструктивных особенностей ротора с прямыми ножами и внутренней их заточкой, мощность опре-. делилась по формуле:

v„x

Np =----Zk0k3bH I.Ac eos?, (6)

. R

где к,,- удельное сопротивление почвы резанию. Па: к3- коэффициент, учитывающий влияние - типа заточки ножа на мощность, ■ потребляемую ротором; ь„- ширина ножа, м; 1Н- длина ножа, м: íiKe'~ расстояние от оси ротора до касательной к траектории ■ но;ка, м.

В четвертой главе "Методика и- результаты экспериментальных исследований" описано ' устройство лаборатппно-полевой установки, ■ приведены методика-и результаты '. лабораторно-иолевых экспериментальных исследований-' rio обоснованию формы и типа заточки ножа, режимов работы и параметров-ротора с-вертикальной осью вращения.

' Влияние Формы ножа на качество обработки почв» и ее чнергоа-кость. Для проведения экспериментов, связанных с изучением влияния формы ножа на качественные и энергетические показатели работ» ротора, были изготовлены прямые и винтообразные ножи. Результаты опытов показывают, что сравниваемые ножи обеспечивают практически одинаковое качество крошения псчвн. Однако, при применении прямого ножа по сравнению с винтообразны!.! мощность, потребляемая ротором, была до 1,4 раза меньше. Это можно объяснить тем, что винтообразный нож имеет большую площадь трения о почву и дальше отбрасывает почву в сторону.

ШшянiШ типа заточки нояа на показатели работы ротора. Исследовались прямые ножи с внутренней и наружной заточкой, а также прямой нож без заточки. Как показали результаты экспериментов, мощность, потребляемая ротором, с увеличением частоты его вращения от 180 до 450 об/мин возрастает у ножа с внутренней заточкой с 1,92 до 6.03 кВт, у нека с наружной заточкой с 2,57 до 7,80 кВт и с 2,42 до 6,31 кВт у ножа без заточки. Из этого видно, что менее энергоемкими являются ножи с внутренней заточкой.

Сравниваемые ножи обеспечивали практически одинаковое качество крошения почвы, С увеличением частоты вращения ротора у всех ножей качество крошения почвы улучшалось, т.е. в обработанном слое почвы содержание Фракций размером более 50 мм уменьшалось, а фракций размером менее 25 мм увеличивалось;

Влияние частоты вращения ротора на показатели его работы. Результаты опытов показывают, что с увеличением частоты вращения ротора с 180 до 450 об/мин мощность, потребляемая ротором, возрастает с 0.76 до 4,20 кВт или в 5.52 раза. При этом, содержание фракций размером менее 25 мм увеличивается, а Фракций размером более .50 мм уменьшается. Следует отметить, "что с увеличением частоты вращения ротора увеличивается окружная скорость за счет чего возрастают динамические силы, возникающие при соударении ножа с почвой, а так же кинетическая энергия, затраченная на отбрасывание почвы. При этом комки размером более 50 мм дополнительно разрушаются за счет соударения с ранее отброшенной почвой.

Влияние подачи на нож на показатели работы ротора. По полученным данным проведенных экспериментальных исследований следует, что мощность.' потребляемая ротором.■ при изменении подачи на нож от 5 до 9 см практически не изменяется, а при дальнейшем ее увеличении с 9 до 14 см-интенсивно возрастает за. счет увеличения толщины и' массы/срезаемой и перемешаемой ножим стружки, с увеличением подачи на нож; процентное содержание фракций размером ке-

нее 25 мм уменьшается, а комков размером более 50 мм возрастает, т.е. качество крошения почвы ухудшается, что объясняется увеличе- ' нием толщины срезаемой стружки. ■

' Влияние угла установки ножа на показатели работы ротора. „Полученные данные исследований показывают, что с увеличением угла установки ножа от 50 до -70° мощность, потребляемая ротором, уменьшается с 5,14 до 4,36 кВт. Это можно объяснить тем, что угол резания уменьшается и как следствие уменьшаются затраты энергии на резание и отбрасывание почвы. Повышение мощности, потребляемой ротором при дальнейшем увеличении угла установки до 80° объясняемся тем, что при больших углах установки, нож, своей затылочно частью выходит за линию траектории движения передней части ножа и трется о необработанную почву.

С увеличением угла установки с 50 до 80°- содержание фракций -размером менее 25 мм уменьшается с 92,36 до 79,77%, а содержание фракций размером более 50 мм увеличивается с 1.30 до 4,92%. Это объясняется тем. что с увеличением угла установки ножа интенсивность его воздействия на срезаемую почвенную стружку уменьшается.

Влияние глубины обработки на показатели работы ротора. ' Результаты исследований показывают, что при увеличении глубины 067 работки почвы с 6 до 15 см мощность, потребляемая ротором, воз- • растает с 1,58 до 5,21 кВт. т.е. в 3,'3 раза. По данным исследований следует, что зависимость между глубиной обработки ' почвы и мощностью, . потребляемой ротором, линейная: Крошение почвы с увеличением глубины обработки почвы изменяется следующим образом. Содержание фракций размером менее 25 мм с увеличением глубины обработки с 6 до 15 см увеличивается с 86,'47 до 90,6155, а комков размером более 50 мм уменьшается с' 2,44 до 0,78%. Это объясняется тем, что с увеличением глубины обработки увеличивается объем об- . рабатываемой почвы с большей влажностью в сравнении с поверхност- * ным пересушенным слоем. .

, Оптимизация параметров ротора с вертикальной осью вращения проведена с использованием метода математического планирования эксперимента. При этом был реализован трехфакторный эксперимент-Уровни факторов и интервалы их варьирования приведены в таблице 1.

В качестве функций отклика приняты качество крещения почвы и мощность, потребляемая ротором. , .

После обработки, результатов экспериментов и оценки значимости коэффициентов получены следующие уравнения регрессии, адекватно, описывающие влияние факторов на: .

- качество крошения,почвы. %

Ук = 83,8588 - 1,8672X4 + 9, 9322Хг - 2,2733Х3 -

- 3,0203Х,г + 4, 8592Х1Х2 - 8.1319Х22: (9)

- потребляемую мощность. кВт

Уп =3. 2936+0, 1283Х1 +о', 2267Хг -0, 4467Х3 +0.3363Х!2 -0,2767Х! X¿ -

-О, 4567Х! Х3+0, 8446Хгг+0.1633ХгХ3 + 0, 7680Х3г . (10)

Таблица 1

Уровни факторов и интервалы их варьирования

г 1 Обозначение |йнтерва-| 1 Уровни факторов |

^ли аауо- г

I Факторы Нату- Услов-IированияI верх- основ- ниж- |

ральные ные 1 факторов | ний ной ний 1

1 1 | 1 (+1) (0) (-1) 1

11.Поступательная 1 1 1 1

I скорость, м/с V, XI 1 0,5 1 1.0 1.5 2,0 |

|2.Частота вращения 1 ' 1

| ротора, мин"1 п хг 1 90 I 270 360 450 |

(З.Угол установки 1 1

I ножа, град. 1 V Х3 1 ю 1 1 . 1 55 65 | 75 | 1

Совместным решением уравнений регрессии (9) и (10) методом ."штрафных функций" получены следующие рациональные значения параметров, - при которых обеспечивается требуемое качество крошения почвы (фракций размером менее 25 мм должно быть не менее 80%) при .минимальной потребляемой мощности ротора: поступательная скорость агрегата 1,5. .,1,75 м/с, частота вращения ротора 345.. .360 об/мин и угол установки ножа К = 68...70°.

В пятой главе "Технико-экономическая оценка работы экспериментального ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения" приведены результаты полевых испытаний ротора с рекомендуемыми параметрами, и технико-экономический расчет его применения. Для этого, в соответствии с рекомендуемыми параметрами, определенными на основании теоретических и экспериментальных-исследований, был изготовлен экспериментальный ротор. Качественные и энергетические показатели его работы определялись в сравнении с серийным ротором ротационной бороны "Циркон-7/250" (Лемкен).

На основании проведенных сравнительных испытаний установлено/ что экспериментальный ротор обеспечивает требуемое качество обработки почвы при меньших (на 16,6...18,42) энергозатратах.

Технико-экономические расчеты показали, что применение экспериментального ротора в сравнении с существующим снижает расход • ГСМ на 18,41%. Годовой экономический эффект от его применения составляет 29537,3 сум.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И'ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Анализ тенденций развития почвообрабатывающих машин с принудительным приводом рабочих органов выявил перспективность разработки вертикально-роторных машин для предпосевной обработки почвы в связи с.их следующими преимуществами: они не смешивают юашие и верхние слои почвы, что способствует лучшему сохранению влаги: имеют значительно меньшее количество рабочих органов; практически не забиваются растительными остатками; привод рабочих органов не ограничивает глубину обработки почвы; большой диапазон оборотов ротора и наличие сменных рабочих органов позволяет применять эти маиины при разнообразных почвенных условиях.

2. На основании. изучения физико-механических свойств почв, установлено, что после вспашки полей из-под озимой пшеницы происходит интенсивное испарение влаги из верхнего горизонта (0... 10 см) паши. Большинство глыб и кокков образовавшихся при пахоте из-под озимой пиеницы. имеют длину от 73 до 184 мм, ширину от 62 до 141 мм. толщину от 48 до 119 мм и массу от 0.25 до 1,30 кг. а их среднеарифметические значения соответственно составляют 114.72; 90,30; 69,82 мм и 1.02 кг, ' .

3. Для. обеспечения требуемого качества рыхления почвы при минимальных затратах энергии, ротор ротационной бороны должен быть снабжен прямыми ножами с внутренней заточкой.

4. Проведенными теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что рациональными параметрами и режимом работы ротора с прямыми ножами, обеспечивающими требуемое Качество крошения почвы при минимальных энергозатратах являются: частота вращения ротора п = 345...360 мин"1, угол установки ножа К = = 68...70°. количество ножей 2 = Z на одном роторе, скорость движения агрегата V„ = 1,5. ..1.75 м/с.

5. Разработанный ротор ротационной бороны с вертикальной осью вращения и рациональными параметрами по сравнению с существующим имеет меньшув энергоемкость при одинаковых качественных показателях работы.

6. Технико-экономические расчеты показали, что использование экспериментального ротора ротационной бороны с вертикальной осью, вращения в сравнении с базовым снижает прямые эксплуатационные

затраты на один гектар обработанной площади на 64 сум; Годовой экономический эффект составляет 29537,3 сум на одну машину (по ценам на ноябрь 1999 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано п следукотх работах:

1. Садыков P.O. Влияние формы ножа ротационной бороны на показатели ее работы // Сельское хозяйство Узбекистана. - 1999. № 4. -С. 42. •

2. Тухтакузиев А., Садыков Р. 0. Влияние параметров' и режимов работы ротора ротационной бороны // Сельское хозяйство Узбекистана. - 2000. -* № 4,- С. 43.. .44.

3. Садыков P.O. Влияние типа заточки ножа на показатели работы ротора с вертикальной осью вращения. М.2000 г.-4с. Деп. в ВНИИ-ТЭИагропромои РАСХН 06.05.2000 г. 11° 83 ВС-2000.

4. Садыков P.O. Определение рациональных параметров ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения // Пахтачилик ва дон-чилик. - 2000. - № 2. - С. 27... 28.

5. Тухтакузиев А.. Садыков Р. 0. Исследование параметров и режимов работы ротора ротационной бороны с вертикальной осью вращения // Проблемы повышения урожайности и механизации возделывания.сельскохозяйственных культур в экологических условиях приаралья. Сборник научных трудов международной научно-практической конференции. Нукус. --2000. -С. 72... 73.

Trat ук атроГ'Нда аПланувч» ротацкон тирма роторининг га реютяин ва ^лчамлариии э^ослат.

Садиков Роман Оразалиевич

Узбекисток кишяок зфжышгини мзханизациядаи ва зяектрлгатнркз !и2х1!П-ТаДК1ЩОТ инстнтутп (УзМЗШ

Янпйул - 2000 й Казкур ишда ерга экишгача ишлов барии учун тик атрофида айланузчи ротацион тирма■ роторининг ии режими ва улчамларинн асослаш максадида олиб борилгэн•илмий изланиы натижалари келти-рилган.

Такомидлаштирилган тик 5?к атрофида айланувчи ротацион тирма роторининг энг макбул улчамлари нуйидагича: ' роторнин? радиуси -О,1175 и, бир ротордаги пичоцнинг сони - 2 дона, агрегатнинг врц тезлиги'- 1,5... 1,-75 м/с; роторнинг айланишлар сони - 345...360 мин"1, пичокнинг Урнатиа бурчагп - 68.'.

Энг макбул улчамлар билан тайерланган ва ии рекими асослангсл

тик айланувчан ротацион .тирма роторй, мавжуд.Циркон 7/250 тик ай-ланувчан ротацион тирма роторига нисбатан цувват сарфини . 16,6... 18,4 фоизга камайтиради ва уни к?ллаганда йиллик ичтисодай самара 29537,3 сумни ташкил этади. '

The Substantiation of work regimes and parameters of the rotor with vertical axis of the rotary harrow

Sadikov Roman Orazalievich

Uzbek research institute of mechanization and elektriflcation or agriculture (UzMEI)

Yanglyul - 2000

А В S T R А С T

In the work given results of Investigation of the rotor with, vertical axis of the rotary harrow for , presowlng tlllige. It's main meanings of' the parameters were substantiated by theoretical and experimental methods.

Katlorml parameters are next:

- radius of the rotory - 0,1175 m

- the number of knives on a rotor - 2

. - moving speed of the unit - 1.5... 1,75 ra/s

- frequency of rotation ~ 345... 360 mln~1

- angle of Installation of a knife - 68...70 grad

The rotor .made on rational parameters with substantiated regimes reduces feeding power by 16.6.., 18.4% as . compared with "Cirkon 7/250" rotary harrow's rotor and gives annual economical effect 29537,3 sum. '

Р. »— . Подписано к печати Зак. —Х-/9 ¿9 Тираж ЮС 2000 г.^' /^Л. Отпечатано в АП ТПК

Ташкент, Навои, 30.