автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологического процесса и параметров леворежущих ножей почвообрабатывающего орудия для основной обработки почвы

Всероссийский ордена Трудового Красного Змамеми научно-исследовательский и проектмо-техмопогическиИ кнотитут механизации и эпектрифихации сельского хозяйства

г 5 ОД

О ' ?3 1Уи5 На правах рукописи

ЖУЧЕНХб Александр Васильеояч

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ПАРАМЕТРОВ

ЛЕВОРЕЖУЩИХ НОЖЕЙ ПОЧВООБРАБАТЬВАЮЩЕГО ОРУДИЯ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Специальность 05.20.01 - Механизация

сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград - 1996

Работа выполнена на кафедрах эксплуатации ыашинно-тракторного парка и тракторов и автомобилей Авово-Черноморской Государственной Агроинженервой Академии.

Научный'руководитель - кандидат технических наук, профессор

Солов U.E.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Коризюз A.A.

кандидат технических наук, старший науч. сотрудник Рвгаз В.Б.

Ведущее предприятие - КубНИТШ ,

Защита состоится 1996 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 020.36.01 при Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском и про-ектно-технологической институте механизации и электрификации сельского хозяйства по адресу: 347720, г.Зерноград Ростовской области, уд. Ленина, 14, ВНИЮТМЭСХ.

С диссертацией моею ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на реферат (в двух экз.), заверенные печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу.

Автореферат разослан -^/¿-^V^-^lQSSr.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, ст.науч. сотрудник

В.Ф.ХЛЫСТУЮ8

- 1 -

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБСТВ

Актуальность теш. Пахота является наиболее распространенным и на ближайшую перспективу останется одним иэ ведущих видов основной обработки почвы. Это самая энергоемкая операция, на которую расходуется до 40Х энергии, потребляемой в сельскохозяйственном производстве. Поэтому даже незначительное снижение тягового сопротивления плугов может обеспечить народному хозяйству большую згокоми» материальных средств, выражающуюся в снижении расхода топлива и одновременном улучшении технике-эксплуатационных показателей пахотных агрегата®. В связи с этим задача изыскания путей снижения энергоемкости пахоты с соблюдением качественных показателей работы плутов актуальна и представляет научный и практический интерес.

Цель исследований - снижение энергоемкости процесса основной обработки почвы при соблюдении агротехнических требований к вспашке.

Объект исследований - технологический процесс основной обработки почвы и почвообрабатывающее орудие с леворедущими ножами, установленными по ходу движения сзади и ниже лезвий лемехов плуд-ных корпусов.

Методика исследований. Общая методика исследований преду -сматривала разработку теоретических предпосылок, их экспериментальную проверку в лабораторно-полевых условиях и экономическую оценку результатов исследований.

Научная новизна. Выявлено одно из перспективных направлений в снижении энергоемкости операций основной обработки почвы, заключающееся в использовании новых технологических процессов- воздействия рабочих органов яа почвенной пласт. Разработанная с учетом сухого и вязкого трения математическая модель позволяет определить условия функционирования почвообрабатывающего орудия. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены оптимальные 'еометрические параметры леворежущих ножей, как основных рабочих >рганов, для совместной работы с плужными корпусами. Предложено ювое„техническое решение конструкции почвообрабатывающего ору-1ия, защищенное авторским свидетельством N 1387883.

Практическая ценность работ. Разработаны леворежущие ножи и :пособ основной обработки почвы, обеспечивающие выполнение техно-

логического процесса вспашки с наименьшими энергозатратами. Улучшена качественные показатели работы почвообрабатывающего орудия; устранен необоснованный разворот орудия в сторону невспаханного поля; обоснована возможность уменьшения габаритных размеров полевых досок плужных корпусов.

Апробация работ. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях АЧИМСХ в 1983-1092 гг.; Всесоюзной научно-технической конференции по современным проблемам земледельческой механике (г.Мелитополь, 1989 г.).

Публикация результатов исследований. Бо материалам диссертации опубликовано 8 работ общим объемом ' 2 печатных листа.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 117 наименований и приложений.

Работа изложена на 193 стр. машинописного текста, содежит 5 таблиц, 51 рисунок.

ещщгаише работы

Во введении обоснована актуальность теш и необходимость ее разработки, изложены основные научные положения, которые выносятся на защиту.

В главе "Состояние вопроса и задачи исследований" проанализирована структурная схема возможных путей и конструктивных методов снижения энергоемкости операции основной обработки почвы, разработанная В.И.Виноградовым и в дальнейшем систематизированной В.А.Сакуном. Далее рассмотрены и проанализированы известные технологические процессы, предложенные М.А.Кондратьевым, А.И.Мальцевым, В.й.Виноградовым, П. П. Сергеевым, О.М.Хаджи-Мурадовым, В.А.Сакуном, О.а.Сизовым, Н.Е.Рыжих и др., которые способствуют сни&ению энергоемкости процесса основной обработки почвы. Предложено дополнение в структурную схему, включающее технологические процессы воздействия рабочих органов на почвенный пласт. Рекомендуемые к производству технологические процессы и конструктивные решения, хотя и имели положительные качества, но по разл1гёньм причинам не получили пока достаточно широкого практического, при -знания.

На основе анализа применяемых в настоящее время технологи-

ческих процессов ярусной обработки почвы предложен новый - комбинированный, с использованием левореяущда ножей, используемых в качестве основных рабочих органов при обработке нижних слоев почвы, работающих в сочетании- с плузшыш корпусами в условиях полу -блокированного резания (рис. 1).

Предлагаемый способ обработки почвы в сравнении с известными обладает рядом преимуществ как с энергетической, тач и с агротехнической точек зрения.

С энергетической точки зрения, установка левореяущтос • исг.ей сзади и ниже лезвий лемехов плуяных корпусов позволит:

а) улучшить стабильность хода по сирине захвата и предотвратить необоснованный разворот почвообрабатывающего орудия в сторону невспаханного поля, приводящего к нарушению геометрических па- . рзметров рабочих органов я снижения качества обработки почвы;

б) уменызять массу отваливаемой плужным корпусом почвы и величину перемещения центра тяжести пласта з поперечном направлении;

в) разгрузить полевые доски плуяных корпусов от избыточных сил трения и тем самим исключить непроизводительные затраты энергии.

Для обеспечения обработки почвы с минимальными энергозатратами необходимо выбирать угол атаки (п) и угол крошения (0) ле-ворежудих ножей такими, чтобы они обеспечивали им минимальную величину тягового сопротивления. Однако работы по исследованию рабочих органов З.Д.Горячкина, Е.П.0грызкова, П.Е.Нигифсрора, 8.В.Сконодобова, С.К.Миронпк, .А.С.Кириченко, Р.Л.Турецкого, В.П.Дьякова, И.Е.Василенко и др. убедительно доказывают, что reo-

4

Рис. 1. Схема размещения рабочих органов на почвообрабатывасщем орудии: 1 - плуяной корпус; 2 - леворе.жуЕИй нож.

метрические параметры режущих элементов рабочих органов существенно влияют как на энергетические, гак и на агротехнические показатели работы почвообрабатывающих орудий.

Поэтому при выборе оптимальных геометрических параметров рабочих органов необходимо учитывать их конкретные условия работы.

В проводимых исследованиях вопрос выбора оптимальных геометрических параметров режущих рабочих органов, работающих совместно с плужными корпусами, не рассматривался и является неисследованным. ~

С агротехнической точки зрения, повышение требований к качеству обработки почвы привело к расширению выпуска ярусных плугов, использование которых позволяет получать оптимальные агрофизические свойства обрабатываемых почв, эффективно вести борьбу с сорняками и вредителями.

В силу данных обстоятельств, совершенствование ярусных плугов в настоящее время приобретает особую актуальность.

Исследования А.И.Бараева, А.П.Спирина, Г.И.Васильева, Т.С.Мальцева, П.Гриненко. И.С.Терещенко и др. показали, что умелое чередование и оптимальное комбинирование отвального и безотвального способов обработки почвы дает ощутимые положительные ре. зультаты при возделывании различных сельскохозяйственных культур.

Предлагаемый способ основной обработки почвы позволит обеспечить сочетание преимуществ отвального и безотвального способов обработки почвы, являющихся условием тактированного получения стабильных высоких урожаев для озимосеащих областей с недостаточным увлажнением.

В связи с чем, вопрос о влиянии способа обработки почвы на агротехнические показатели качества работы почвообрабатывающего орудия подлежит исследованию.

Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие вопросы:

- исследовать технологический процесс обработки почвы почвообрабатывающим орудием с леворехущими ножами; -

- обосновать выбор оптимальных геометрических параметров ле-ворежущих ножей и место их установки на почвообрабатывающем орудии;

- провести экспериментальные »следования почвообрабатывающего орудия и определить влияние основных параметров леворежущих ножей и режимов работы почвообрабатывающего орудия на. энергети-

- 5 -

ческие и агротехнические показатели;

- определить экономический эффект от применения почвообрабатывающего орудия.

В главе "Теоретические исследования рабочего процесса и обоснование геометрических параметров леворежущих нолей почвообрабатывающего орудия" рассмотрен технологический процесс обработки почвы.

Обеспечение более легких условий работы плужного корпуса и леворежущего ножа позволит значительно сократить непроизводительные затраты энергии на обработку пласта почвы. Установка на плуге в качестве основных рабочих органов леворежущих ножей коренным образом изменяет технологический процесс обработки почвы и условия работы плужного корпуса.

Известно, что плужной корпус, непосредственно взаимодействуя с почвенным пластом, не только оборачивает и крошит его, но и поднимает пласт над дном борозды и смещает его в поперечном направлении.

Как отмечал академик В.П.Горачкин, с технологической точки зрения подъем пласта и его смещение бесполезны, а с энергетической - дате вредны, так как требуют дополнительных затрат энергии. Следовательно, об энергоемкости процесса обработки почвы можно судить по величине перемещения центра тяжести (ЦТ) пласта по вертикали I и по горизонтали 1.

Использованы выражения, определявшее перемещения ЦТ пласта для известного и предлагаемого способов обработки почвы: Са2Ы-(а') гЬ' -2аЬа' '- а'Ь'(аЬ'-2аЫ-Ьа')

Ь2 ----------------------------------------------; (1)

2Ъ(аЬ -а'Ь')

(аЬ2-г(Ь) 2) (Ьц/Ъг-аг)+2(аЬ-аИ>) (а-ф (Ь-а)+а(а2ЫЪ(а) г-2ааИ)

12 я........................................................ (2)

2Ь(аЬ - а'Ь') атУ6г -

13 ------------ . (3)

гъ

Ь2 + гахЫЬ/Ь*-^!' - а21

' -----------------------. (4)

2Ь

'"Де а - глубина хода корпуса плуга; Ь - ширина захвата корпуса;

31 - глубина хода плужного корпуса почвообрабатывающего ору-

дия; а'х - глубина установки предплужника; Ь' - ширина захвата предплужника.

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что минимальные перемещения ЦТ пласта почвы обеспечивает предлагаемый (рис. 2) процесс обработки почвы, следовательно, он будет иметь и меньшие энергозатраты.

Однако энергоемкость процесса основной обработки почвы нельзя р-------------- - ------

Рис. 2. Предлагаемый процесс основной обработки почвы

Важным фактором, определяющим качество обработки почвы является рабочая ширина захвата, от которой всецело зависят такие агротехнические показатели, как качество крошения почвы, глыби -стость,полнота и глубина заделки растительных остатков, слитность и гребнистость поверхности павни.

Установлено, что колебания орудия в горизонтально-поперечной плоскости вызывают его перекосы, чем существенно изменяют геоме -трические параметры рабочих органов и тем самым снижают качество обработки почвы.

Для оценки устойчивости движения орудий принято среднее квадрагическое отклонение б? угла поворота * продольной оси орудия 'относительно направления движения.

Наибольшее влияние на устойчивость движения орудия по ширине захвата оказывают поперечные составляющие /?у и Гу результирующих реакций почвы плужных корпусов и леворедущих нояей. Данные многочисленных экспериментальных исследований показывают, что между поперечной силой Ту и углом атаки п леворежущих ножей существует тесная зависимость. Сущность задачи, таким образом, сводится к

% 13

н

и

тому, чтобы выразить необходимую взаимосвязь между углом атаки леворежущих нолей и углом поворота почвообрабатывающего орудия, являющегося функцией рабочей ширины захвата орудия в любой заданный момент времени. Имея точку прицепа, являющуюся одновременно и осью вращения, почвообрабатывающее орудие, подобно физическому маятнику, мохег совершать колебательное движение и к нему в таком случае можно применить законы физического маятника.

Дифференциальное уравнение движения орудия как абсолютно твердого тела имеет вид: ... 1

/ф » - Dipt (о). (5)

Условие равновесия для почвообрабатывающего орудия определяется выражением:

Щи (о) =■ Dtxyihai+fhc^fe-Pifii-Psfc-ZTxyihri-

-D/mfiui ¿Рагр1±Р5гР2±РозРз- (б)

Величину силы трения F можно определить из уравнения:

F » (Рхtgat-H-L-f-r/o+NstRz+Tz-e) гт. (7)

Уравнение разворачивающего момента силы F описывается выражением:

Dífío) - FpТс-Грф-FСр2/Vo)<fsi§ггф, (8)

где р - вылет центра масс относительно точки прицепа; V0 - поступательная скорость движения; Гс - угловая координата центра масс относительно продольной оси орудия. Разворачивающий момент сил, действующих на полевые доски плужных корпусов почвообрабативатаяего орудия, имеет вид:

= - (Qit>nlodi~(cos xi~ftslnxi)+qzbn índz"(ccs Х.9-- ft sin %2)+Qzbn1nC¡3Z(COS Хз-frsln Хз)+Я^Ьп1пй42■ •feos ГА -fjsin X4)+qsbnlnd5Z(cos xs-f^sin x5J + (9) +qQbnlnd&2(cos xa+fxsin xq) f q-fb^^Ccos xy+1v •Sin X7;+q3bnIn<Í32CcOS Хз+fisin Xq) + ggivJr.CÍQ2-•feos xq+fjSln xq)]$, где qi - коэффициент объемного смятия почвы, не ограниченный пределом прочности при одноосном сжатии; Ьп - высота полевой доски; 2П - длина полевой доски; dj - вылет точки приложения нагрузки на 1-й полевой доске; уц - угловач координата точки приложения нагрузки на 1-й полевой доске; ft - коэффициент трения скольжения почвы по стали.

Для определения разворачивающего момента результирующих реакций почвы плужных корпусов используется уравнение:

- 8 -

Щ<(о) »#ХуС05(Го+?-VI )рк] - $ (р2к1/У0)/?хуБ1 л (г0+Ф-

+ЯхуС0£ио+ф-У2)Рк2Ч(Р2к2/Уо)Яху5*л(го+ф-У2)+

+ЯхуС05(Гс,+ф-У4)рк4-ф(ргк4/1г'о)У?Ху52Л(Го+Ч,-^4)+

+/?хуС05(го+<И Vб)pk6-«^ (р2кб/^0)ЙХу5^Л(Го+Ф+(10)

+/?хугаг (Го+5>+V?) рк?- ф (р2к?/Уо) л (т0+ Ф+ V?)+

+ЯХУсог(ГО+Р+ Уд)ркд-ф(р2кэ/У0)/?хуг!Л(Го+Ф^д),

где - результирующая реакция почвы плужного корпуса;го- угол установки лезвия лемеха плужного корпуса к стенке борозды; \>г - угловая координата точки приложения результирующей реакции почвы плужного корпуса; рк1_ вылет точки приложения результирующей реакции почвы плужного корпуса. Уравнение разворачивающего момента сил результирующих реакций почвы леворежущих ножей принимает вид:

В/т (о) =-7'xyCOS(rl+ЧH-Vl)pЛl-4(p^|i2/Vo)ГxySln(íl+Ф+Vl)-

- ТхуС05(Г1+ф+У2)рл2~ФГрл22/Уо)ГхуЗДП(Г1+ф+'*2)-

- ТхуС05(Г1+9+Уэ)рлз-4(рлз2/Кс,)Гху31л(Г1+ЧН-Уз)-

- ТхуСа5(Г1+^4)рД4-4>(рл42/К0)Гху5^Л(Г1+<Р+У4)-

- ГхуС05(*1+,1н-У5)Рл5-^(рл52/'1'о)Гху5^Л(Г1+<р<;У5)- (Ц)

- ТхуС05(п+1?-'*7)рл7-Ь(.Рл7г/Уо)Тху51п(Г1+9-т>7)-

- ГхуС05(Г1+^-У8)Рл8-4(рл82/Уо)Тху31л(1Г1+ф-У8)-

- ГхуС05(Т1+<ГУ9)рдд-+(рД92/Уо)Тху31л(Т1+ф-У9), .

где ГХу - результирующая реакция почвы леворежущего ножа; п -угол атаки леворежущих ножей;Vj- углогая координата точки приложения нагрузки; рЛх~ вылет точки* приложения нагрузки леворежущих ножей.

Выражения Разворачивающие моменты сил, действующих на опорные колеса почвообрабатывающего орудия, можно определить из выражений: .

£Мрко) « -л£ГкР1.51л «^-я^трз^вп С12)

Шрг(о) » -МгТьр^паг-Нг^тр^еп (13)

0£з(0) * -Яэ?\!рэ$1п аэгН2£ъР2&1р\ (14)

где W1.W2.N3 - вертикальные нагрузки соответственно переднего левого, переднего правого и заднего опорных колес орудия; коэффициент трения качениями в! - вылет и угловая координата 1-го опорного колеса.

Обиая форма дифференциального уравнения движения почвообрабатывающего орудия в горизонтальной плоскости принимает вид:

Д - - С* - ВэШ ♦ - Д. (15)

Задавшись значениями кинематических параметров почвообрабатывающего орудия, геометрическими параметрами рабочих органов и величинами соответствующих нагрузок и постоянных коэффициентов, получим после ревения уравнения (15) методом Р*унге-Кутта аналитическую функцию Вр'Г(п).

В качестве параметра оптимизации была принята конструктивная ширина захвата В*. Рациональным углом атаки и леворежущих нолей считали такой, который обеспечивал почвообрабатывающему орудию рабочую ширину вахвата, близкую или равную конструктивной. Качество работы почвообрабатывающего орудия в значительной степени зависит от схемы настройки рабочих органов по глубине хода, необходимость которой диктуется агротехническими требованиями возделываемых культур. Используя в качестве оптимального угол атаки леворежущих ножей гг=58°, вновь после соответствующих подстановок различных глубин хода плужных корпусов и леворежущих ножей, было получено решение дифференциального уравнения (15). Анализ полученных данных показал, что отклонение рабочей ширины захвата почвообрабатывающего орудия не выходит за пределы агротехнического допуска 1102.

Функционирование почвообрабатывающего орудия будет обеспечено только в том случае, когда орудие технологически работоспособно, т.е. отсутствует забивание почвой пространства между смежными рабочими органами. Для обоснования расстояний Ми К (рис.3) опре-

Рис.З Схема взаимного расположения рабочих органов почвообрабатывающего орудия

- 10 - о

деляди границы зоны деформации, высоту и дальность полета частиц почвы, сходящих с поверхности леворекущего ножа, которые находятся в прямой зависимости от угла атаки п и угла крошения а леворежущего ножа.

Значениями Ti и 8 нельзя задаваться произвольно, так как это макет привести к тому, что часть почвы, сходящая с поверхности леворежущего ножа, в результате чрезмерного подъема и смещения в сторону будет попадать на лицевую поверхность последующего плужного корпуса, увеличивая массу отваливаемой им почвы, а следовательно, и энергоемкость процесса.

. В нашем случае, при п=53° была решена система параметрических уравнений:

50бц « IsírPocos Vi/tsin(e+v;•tgv]+VQzsln 0 sin ti-

•sin 2risin Sv/2gsln2(C¡+v); . (16)

L » V^~sln2vcos Ti/fi-; (17)

H = Vazsín2v/2g, (18)

описывающих абсолютную траектории движения частиц пласта почвы после схода с леворежущего нода,

где 1 - ширина полки лемеха леворезхущего кеда; v - угол скалывания почвы;Socra*величина общего смещения почвы ножом; L- дальность полета частиц почвы; Н - высота подъема.

По расчетным данным были определены оптимальный угол и кинематические размеры взаимного расположения рабочих органов почвообрабатывающего орудия, которые составили С=20°, М>10см и К>17си. Полученные данные были использованы в качестве исходных для расчета технологической работоспособности почвообрабатывающего орудия. Анализ данных показал, что технологическая работоспособность экспериментального и базового орудий практически равноценна.

В гяаве"Програм1а и методика исследований" описаны экспериментальные установки, приборы и оборудование, изложена общая и частная методики, реализованные в процессе эксперимента. Исследования почвообрабатывающего орудия проводили в лабораторно-полевых условиях. Программой предусматривалось исследование влияния схемы установки леворежущдх ножей ва технологическую работоспособность, а тачке энергетическая и агротехническая оценка работы почвообрабатывающего орудия.

Полевая установка создана на базе плуга ПТК-9-35 и агрегати-ровалась с трактором K-7Q1. Конструкция почвообрабатывающего орудия включает закрепление стоек леворехущих ножей на продольном брусе несущей рамы по а.с. N 1387883.

Агротехническую оценку работы орудия проводили в соответствии с РД Ю.4.1-89"Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Программа и методы испытаний."

Энергетическую оценку проводили наряду с агротехнической оценкой в соответствии с ОСТ 10.2.2-86. "Испытания сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки."

Обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием методов математической статистики.

В глазе "Результат экспериментальных исследований' приведены полученные экспериментальные данные и осуществлен их анализ. Исследуемая схема установки леворежущих ножей и их взаимное расположение относительно плужных корпусов показали надежную технологическую работоспособность на различных участках полей с пожнивными остатками соломы и высокостебельных культур. Закладка опыта по исследованию влияния способа обработки почвы на урожайность только подтвердила ранее полученные результаты других исследователей о высокой эффективности комбинированного способа обработки почвы в комплексе агротехнических мероприятий по возделывании зерновых культур.

Лабораторно-полевые исследования проводили в естественных условиях на среднемощном предкавказском черноземе. Агрофон -стерня озимой пшеницы. Влажность почвы в период проведения после-* дований в слоях (0-Ю)"2; (10-20)~г; (20-30)~2 м составляла 28,8; 27,7; 26,92, а твердость - соответственно 1,8; 8,7 н 4.£ МПа.

При определении эксплуатационных параметров почвообрабатывающего орудия получены зависимости рабочей ширины захвата, тягового сопротивления, производительности, часового и удельного расхода топлива от угла атаки леворежущих ножей.

Экспериментальные исследования подтверждают результаты теоретических исследований что оптимальным углом атаки леворежущих ножей следует считать угол п~ 58°. Этому углу атаки леворежущих ножей соответствует рабочая ширина захвата Вр=> 314,06 см, при ют-торой тяговое сопротивление (РКр*5б,04кН),часовой Сбт» 45,74кг/ч) и удельный (<?= 16,83 кг/га) расход топлива принимают минимальное значение. "

Адекватность математической модели результатам' эксперимента оценивалась по Г« критерию Филера. При оценке адекватности модели исходили из предпосылок об однородности дисперсий.

Для проверки этой предпосылки использовали критерии Кохрена и Бартлсга.

Экспериментальными исследованиями было установлено, что установка деворежущих ножей способствует снижению величины нагрузок на полевых досках плужных корпусов на 85Z в сравнении с серийным плугом ПТК-9-35, что служит доказательством снижения в пропорциональных пределах и величины вредного сопротивления.

Оценка стабильности прямолинейного движения сравниваемых агрегатов показала, что движение экспериментального орудия имеет более выраженный прямолинейный характер, обеспечивающий снижение интенсивности труда водителя на 11%.

Анализ результатов агротехнической оценки показал, что устойчивость хода серийного плуга и почвообрабатывающего орудия по ширине захвата удовлетворяет агротехническим требованиям и находится в пределах допуска (±10%). Величина средне^квадратического отклонения глубины обработки почвы от средней для экспериментального орудия находится в пределах агродопуска ±2 см, в то время как у базового плуга этот показатель составил ±2,18 см.

. Анализ данных по качеству заделки растительных остатков показал, что по отдельным параметрам исследуемые орудия неравноценны. Так, серийный плуг ПТК-9-35 обеспечивает заделку растительных остатков на глубину 17,88 см, а глубина заделки их почвообрабатывающим орудием составляет лишь 9,29 см. Это объясняется различием технологий основной обработки почвы сравниваемых орудий.

Экспериментальные данные по качеству крошения почвы показывают, что серийный плуг ПТК-9-35 по этим показателям уступает экспериментальному. Так, наибольшее количество агротехнически ценных почвенных фракций 0-5 см, а также фракций почвы размером 5-10 см имелось при работе экспериментального орудия и составляло соответственно 72,14 и 19,56%. Значительная часть фракций 0-5 см была сосредоточена в верхней части почвы, что указывает на более качественное крошение этой части пахотного слоя. Снижение качества крошения почвы серийным плугом на 8,112 связано с нарушением геометрии рабочих органов, явившееся результатом разворота плуга в направлении увеличения ширины захвата. Произведенные, расчеты показывают, что увеличение на 1% в сравнении с конструктивной ширины захвата орудий приводит к снижению качества крошения почвы на 12.

Гребиистость поверхности пашни у экспериментального орудия

. - 13 -

составляла 4,0 см против 6,0 см у серийного плуга.

Результаты энергетической и эксплуатационно-технологической оценок показали, что тяговая мощность экспериментального орудия в сравнении с серийным плугом выше на ИХ за счет меньшего тягового сопротивления и больней скорости движения.

Энергоемкость процесса обработки почвы исследуемым орудием на 17,18% ниже аналогичного показателя плуга ПТК-9-35.

Удельные энергозатраты на физическую единицу наработки ва час основного времени у испытываемого орудия составила 55,74 кВт ч/га против, 67,30 кВт. ч/га у базового плуга.

Производительность экспериментального орудия за час эксплуатационного времени на 112 выше, чем у плуга ПТК-9-35.

Снижение энергоемкости процесса основной обработки почвы привело к значительной экономии топлива. Удельный расход топлива у почвообрабатывающего орудия и у серийного плуга составил соответственно 16,50 и 18,66 кг/га.

В главе "Расчет экономической эффективности" определена технико-экономическая эффективность использования почвообрабатывающего орудия на операциях основной обработки почвы.

Экономическая эффективность экспериментального орудия достигается за счет снижения энергоемкости процесса основной обработки почвы в сравнении с серийным, что приводит к увеличению рабочей скорости движения и повышению производительности пахотного агрегата. Годовой экономический эффект от применения орудия составляет 642762 руб.

ВЫВОДЫ И ИРЕДЗОШШЯ

1. Одним из перспективных направлений в снижении энергоемкости процесса основной обработки почвы является технологическое звено, включенное в структурную схему возможных путей и конструктивных методов снижения энергоемкости обработки почвы, заключающееся в использовании новых технологических процессов.

2. Теоретически доказано, что предложенный способ основной обработки почвы позволяет уменьшить величину перемещения центра тяжести пласта почвы по горизонтали до 57.,а по вертикали - до 10Х в сравнении со способом обработки почвы с предплужниками, установленными у стенки борозды, как менее энергоемким из сравниваемых процессов основной обработки почвы.

3. Теоретически обосновано, что установка леворежущих ножек с геометрическими параметрами Ti= 58° и 3= 20° позволяет почвообрабатывающему орудию выполнять технологический процесс обработки почвы практически без перекосов , при ширине захвата, близкой к конструктивной,

4. Предложена программа для расчета оптимальных геометрических параметров леворежущих ножей, осуществлявших обработку нижних слоев почвы в условиях блокированного резания.

5. Усовершенствованный технологический процесс основной обработки почвы, реализованный в конструкции почвообрабатывающего орудия в сравнении с серийным плугом ПТК-9-35 позволил снизить энергоемкость процесса обработки почвы на 17, удельный расход топлива - на 11,6% и повысить производительность агрегата за час эксплуатационного времени на 11Z при практически равных агротехнических показателях рабочего процесса.

6. Экспериментальной проверкой подтверждены теоретические предпосылки о снижении величины вредного сопротивления почвы за счет снижения сил трения, вызванных уменьшением нормальных нагрузок на полевых досках плукных корпусов на 85% в сравнении с серийным плугом ПТК-9-35.

7. Предлагаемый технологический процесс^ основной обработки почвы включает безотвальную обработку низших слоем почвы леворе-жущими ножа?.« и отвальную обработку верхних слоев почвы плужными корпусами, обеспечиваэдими заделку растительных остатков на глубину до 9 см.

8. Экспериментальными исследованиями установлено, что увеличение ширины захвата почвообрабатывающих орудий, в сравнении с конструктивной, на 1Z снижает величину крошения пласта почвы, а следовательно, и качество обработки почвы на IX.

9.'Использование почвообрабатывающего орудия на операциях основной обработки почвы сни&ает интенсивность труда водителя на IIS.

10. Годовой экономический эффект от внедрения почвообрабатывающего орудия с леворежущими ножами составил 642762 руб. на одно орудие.

Конструкция почвообрабатывающего орудия внедрена в хозяйствах Ростовской области.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих ра-баяал:

1. йученко A.B., Попов И.Е., Деревянченко Е.В. Некоторые результаты испытаний комбинированного орудия для основной обработки почвы /Азово-Черноморскии ин-т мех. сел. хоз-ва.- Зерноград, 1985, N 7.- С.144.-Деп. в ЦНЖТЗДтракторсельхозмаа, N 564 тс.

2. йученко A.B. Орудие для основной обработки почвы /Информационный листок N 425-87. - Ростов-на-Дону: ЦНТЙ, 1987.-2 с.

3. Вученко A.B., Попов И.Е., Деревянченко Е.В. К обоснованию почвообрабатывающего орудия для основной обработки почвы / Аао-во-Черноморский ин-т мех. сел. хоз-ва.- Зерноград. 1987.- N 11.- ■ С. 193.- Деп. в ЦШОГГЭЙтракторседьхозмаа, N 871 тс-87.

4. Яучеяко A.B.. Попов И.Е., Деревянченко Е.В. О некоторых особенностях технологии обработки почвы почвообрабатывающим орудием / Азово-Черноморский ин-т мех. сел. хоз-ва.- Зерноград, 1888.- N11.- С.П.- Деп. в ЦНИИТЗИтракторсельхозмаш, N 1024тс-88.

5. Йученко A.B., Попов И.Е. Оптимизация углов установки ле-ворежуцих ножей почвообрабатывающего орудия в горизонтальной плоскости / Азово-Черноморский ин-т мех. сел. хоз-ва.- Зерноград, 1988.- N 11.- С.165. - Деп. в ЦНШТЗЙтракторсельхоамаш, N 1022тс-88.

6. йученко A.B., Попов И.Е., Деревянченко Е.В. Методика определения величины и точки приложения результирующей реакции поч-еы леворедущего нежа почвообрабатывающего орудия / Азово-Черно-морский ин-т мех. сел. хоз-ва.- Зерноград, 1988.- N 11, С.165.-Деп. в ЦКИИТЭИтракторсельхозмаш, N1024rc-88.

7. Попов И.Е., Деревянченко Е.В.. 1Куценко Е.И.1. Лученко A.B. Основные условия эффективности агрегатирования энергонасыщенных МТА, / Тез. докл. Всесоюз. науч.-технич. конф. по современным проблемам земледельческой механики.- Мелитополь, 1989.- С.118.

8. A.c. Н 1387883 СССР, МКИ А01В 15/20, 49/02. Почвообрабатывающее орудие /И.Е.Попов, А.В.Еученко, Е.В.Деревянченко (СССР).- N 4073407/30-15; заявл.28.03.86; опубл. 15.04.88, Вол.

14.- 5 е.: ил, -

■ ßityt^'

i'

Подписано к печати 16.01.96. Формат 60x84 11/16.

Объем 1,00 п.л. ТираяЮО экз. Заказ / - 36.

Печатно-мнсштелъная группа 8НИ1ГИМЭСХ