автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Параметры и режимы работы снегопахотных агрегатов

На правах рукописи

Терпиловский Евгений Юрьевич

Параметры и режимы работы снегопахотных агрегатов

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации

сельского хозяйства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Оренбург -2004

Работа выполнена в Целинном НИИМЭСХ и в Костанайском государственном университете им. А. Байтурсынова.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор М. М. Константинов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.И.Квашенников

кандидат технических наук, доцент В.А.Семченко

Ведущая организация:

департамент агропромышленного комплекса Оренбургской области

Защита состоится 26 ноября 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.220.051.02 при Оренбургском государственном аграрном университете

Адрес: 460795, ГПС, г. Оренбург, ул.Челюскинцев, д. 18, ОГАУ, диссертационный совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 25 октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

М. М. Константинов

гизо

9Z 69^О

Общая характеристика работы

Актуальность. В условиях Северного Казахстана при возделывании сельскохозяйственных культур основным фактором, ограничивающим устойчивое развитие растений, является влажность почвы. Среднегодовое количество осадков в зоне колеблется в пределах 250-450 мм, причем в зимний период выпадает 80-100 мм. Большое значение, для получения всходов и формирования урожая имеют зимние запасы влаги, зависящие от проведения мероприятий по накоплению снега на полях.

В условиях рыночных отношений, при значительном удорожании стоимости энергетических средств, горюче-смазочных материалов и сельхозмашин в Северном Казахстане не соблюдаются технологии по возделыванию сельскохозяйственных культур, предусматривающих проведение влагосберегающих технологических операций.

При проектировании средств механизации, в основном, создаются снего-пахотные агрегаты, отличающиеся значительной металлоемкостью с большой шириной захвата, что увеличивает энергетические затраты и стоимость снегозадержания.

При рассмотрении вопросов взаимодействия преград со снеговоздушным потоком недостаточное внимание уделено процессу образования самой преграды, от которой зависит снегонакопление на полях.

В связи с этим возникает необходимость оптимизации параметров снего-пахотных агрегатов, обеспечивающих благоприятные условия для снегонакопления с наименьшими материальными затратами.

Цель исследований. Повышение производительности и эффективности снегопахотных агрегатов на основе совершенствования снегопахов и способов их агрегатирования.

Объект исследования. Технологический процесс нарезки снежных валков снегопахами плужного типа.

Предмет исследования. Закономерности изменения высоты валка и снегоемкости при различном состоянии снежного покрова и изменяемых параметрах снегопахотных агрегатов.

Научная новизна. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработана математическая модель процесса образования валка с учетом изменяемых параметров снегопахотных агрегатов и состояния снежного покрова. Обоснованы конструктивные параметры и режимы работы предложенных конструкций снегопахотных агрегатов.

Практическая значимость работы.

ЬШ основании полученных закономерностей доказана возможность и целесообразность создания снегопахотных агрегатов шириной захвата не менее 60 м. Конструктивные элементы разработанных снегопахотных агрегатов защищены 5 а.с. на изобретение в СССР и могут быть использованы при конструировании снегопахов нового поколения.

2.Для повышения эффективности разработанных агрегатов предложено изобретение «Способ снежной мелиорации» (а.с. И^ЙЕ ЙЩМдбХЯЬИАЯ.1)1.1990 г.)

БИБЛИОТЕКА { СПетеобюгГ) //*« 09

Внедрение. Опытные образцы прицепных снегопахов были изготовлены на Тогузакском механическом заводе в количестве 50 штук и использовались на снегозадержании в Костанайском и Боровском районах Костанайской области. Широкозахватные агрегаты использовались в трех совхозах Костанайской области. Снегопах СВС-3 и соединительные устройства для составления снего-пахогных агрегатов прошли государственные испытания и рекомендованы к использованию в Северном Казахстане.

Апробация. Основные положения диссертационной работы представлены и доложены на заседаниях НТС ЦелинНИИМЭСХ, на научных конференциях ОГАУ, ЦелинНИИМЭСХ, Костанайского СХИ и Костанайского ГУ, на координационных совещаниях по проблеме повышения эффективности накопления зимних осадков. Разработанные снегопахотные агрегаты неоднократно демонстрировались на ВДНХ СССР и республики Казахстан.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 23 статьи. Конструктивные элементы снегопахотных агрегатов и способ их применения защищены 6 авторскими свидетельствами на изобретения.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованных источников (106 наименований) и приложения.

Работа содержит 140 страниц машинописного текста, 12 таблиц, 35 рисунков и 10 приложений.

Содержание работы

Во введении отмечается влияние снежного покрова на хозяйственную деятельность человека. Обосновывается актуальность снегозадержания, имеющего вековую историю.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» дан анализ характерных условий проведения снегонакопительных мероприятий. Приведены данные о влиянии снегозадержания на накопление влаги и урожайность сельскохозяйственных культур.

Большой вклад в изучение процесса снегопереноса и аккумуляции снега внесли ученые А.К. Дюнин, Г.Д. Рихтер, П.П.Кузьмин, Г.В. Бялобженский, Д.М. Мельник, A.M. Шульгин и др. Исследования технологического процесса и орудий для снегозадержания проводили Д.А. Глейберзон, М.К. Кузнецова, А.П. Грибановский, B.C. Громов, Н.В. Краснощекое, В.Е. Ковтунов, И.Т. Ковриков, Т.Т. Нужное, А.С. Буряков, Н.И. Фолькер, А.П. Спирин, Н.А.Уфиркин, М.Е. Черепанов, Р.Э. Галиев и др.

Существующая технология механизированного снегозадержания, применяемая на большей части территории Казахстана и России, базируется на способе образования снежной преграды с помощью двух отвалов.

В результате анализа существующей технологии и применяемых агрегатов установлено, что за последние 20 лет значительно возросла энергоемкость механизированного снегозадержания.

Так, в годы освоения целинных и залежных земель применяли снегопа-хотный агрегаг, состоящий из трактора ДТ-54А и двух риджерных снегопахов, нарезающих валки на расстоянии 8-10 м.

В настоящее время на снегозадержании в Северном Казахстане используются, в основном, агрегаты, состоящие из трактора К-701 и снегопахов, образующего два валка на расстоянии 4-5м.

В сравнении с другими технологическими операциями на снегозадержании наблюдается низкий коэффициент использования тягового усилия трактора из-за отсутствия надежных способов агрегатирования прицепных снегопахов на снежном покрове со значительной вариацией толщины снега.

Анализ литературных данных и патентный поиск показал, что основные способы и устройства для снегонакопления направлены, в основном, на повышение эффективности путем создания металлоемких и гидрофицированных машин, выполняющих одновременно или раздельно несколько технологических операций (уплотнение снега, образование снежных преград, внесение жидких удобрений, очистка дорог от снега)

На основании анализа литературы и постановочных опытов было высказано предположение, что эффективность снегозадержания можно повысить путем более частого формирования на каждом поле шероховатой поверхности, чередующихся с гладкой необработанной поверхностью. Это позволит создать зоны аккумуляции и дефляции снега на каждом поле, которые будут меняться местами после очередного снегозадержания. Учитывая существенное влияние глубины снега на тяговое усилие тракторов, тяговое сопротивление снегопахов и значительную вариацию глубины на каждом поле была выдвинута следующая научная гипотеза:

«Снегопахотный агрегат должен состоять из нескольких тракторов, перемещающихся по полю параллельно, соединенных с прицепными снегопахами, образующих валки на расстоянии по ширине захвата, соответствующего зоне действия эффективной высоты валков, с максимальным расстоянием по ходу движения, обеспечивающем их расположение на разной глубине снега».

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи исследований:

- определить влияние двухотвальных и одноотвальных снегопахов на процесс образования снежной преграды и тяговое сопротивление при разной глубине снежного покрова;

- разработать и обосновать параметры соединительных устройств для составления высокопроизводительных снегопахотных агрегатов с учетом состояния снежного покрова;

- разработать схему универсального снегопаха, повышающего работоспособность снегопахотных агрегатов;

- провести хозяйственные и государственные испытания разработанных снегопахов и способов их агрегатирования с определением технико-экономических показателей работы, дать предложения производству.

Во второй главе «Теоретические основы совершенствования снегопа-хотных агрегатов» на основании исследования образования валка определено влияние различных факторов на эффективную высоту валков и снегоемкость образуемых преград, получена математическая модель определения основных

параметров снегопахотных агрегатов, состоящих из двух тракторов, соединенных с прицепными снегопахами с помощью гибкого троса и жестких сцепок.

Основная цель снегозадержания в Северном Казахстане (по данным Каз-НИИЗХ) - накопление к концу зимы на поверхности полей от 0,37м до 0,55м снега. Фактически на полях средняя глубина снега составляет 0,15м—0,20м, что явно недостаточно для весеннего промачивания почвы после схода снега.

Основными факторами увеличения глубины снега на полях являются осадки и аккумуляция снега на полях за счет создания шероховатой поверхности. С помощью снежных преград и выемок, взаимодействующих со снеговоз-душным потоком при проявлении метелей и поземки, увеличивается толщина снежного покрова. Запасы влаги в снегоотложениях можно определить по зависимости, предложенной Г.В. Бялобженским:

- О

где 1 - плотность снега,кг/м3; Н¿> - высота валков,м; ¿¿> - расстояние между валками,м; п - количество валков; Р - коэффициент заполнения промежутков между рядами.

Анализ формулы (1) свидетельствует о том, что наиболее значимое влияние на запасы влаги оказывает высота образуемых валков, зависящая от толщины обрабатываемого снежного покрова и параметров снегопахов.

При движении снегопахов, состоящих из двух отвалов, образуется снежная преграда (см. рис. 1), имеющая треугольную форму.

Размеры образуемых валков определяются по равенству обрабатываемой площади снежного покрова и образуемой преграды:

(2)

где В - ширина захвата снегопаха,м; Ь - расстояние между отвалами сне-гопаха,м; - высота валка, уменьшенная на величину защитного слоя, ос-

тавляемого после прохода снегопахов,м; ^СНр - расчетный слой глубины снега, равный фактической глубине, уменьшенной на величину защитного слоя, зависящего от ширины захвата,м; Ь | - ширина образуемой снежной преграды,м.

При малой глубине снега образуется двойной валок, высоту которого можно определить по формуле:

(3)

где - эффективная высота валка,м; а - угол естественного откоса снега.

Выражение (3) позволило определить глубину снежного покрова и эффективную высоту раздвоенного валка, которая для снегопаха СВУ-2,6А составляет соответственно 0,06м и 0,14м.

Сечение валка, изображенное на рис. 16, является рациональным, так как большая часть валка расположена над поверхностью снега и его размеры определяются по следующим формулам:

{в-ъ\

НЬ\Ь\

•сн„

-ВН.

\сн„

Рис. 1. Схемы валков, образуемых снегопахами при разной глубине снега

Для серийного снегопаха СВУ-2,6А, имеющего глубину защитного слоя 0,03м, рациональный валок высотой 0,28м образуется при глубине снега 0,1м. Выражения (4 и 5) позволили определить при различной ширине захвата снегопаха расстояние между отвалами и эффективную высоту валка при средней глубине обрабатываемого снега 0,15м, при которой, согласно

исходным требованиям, проводится первое снегозадержание (см.рис.2)

Из рис. (2) можно сделать вывод о том, что повышение эффективности снегозадержания можно достигнуть за счет модернизации прицепного снегопаха путем увеличения ширины захвата до 3 м и расстояния между отвалами до 1,13 м.

Для нахождения эффективной высоты

(В) на эффективную высоту валка (пэ)

и расстояние между отвалами (в) при ваЛка при глубине снега более 0,15 м Па, 0./3.*. преобразуем выражение (2), подставив зна-

чение и "Ь^ , и получим зависимость:

(6)

Важным технологическим показателем работы снегопаха является отношение высоты валка к глубине снега, которое определяли по формуле:

Кв =

' сн,

(7)

Расчеты показывают, что наибольший прирост эффективной высоты и коэффициента ^в наблюдается при увеличении ширины захвата снегопаха до 3 м.

Альтернативным вариантом двухотвальных снегопахов, образующих валок между отвалами, являются одноотвальные снегоочистители и «угольники», позволяющие располагать валки по краям снегопаха и увеличивать зону действия обработанной поверхности на снеговоздушный поток.

Эффективную высоту валков одноотвальных снегопахов определяли по следующей зависимости:

Расчеты высоты валков одноотвальных снегопахов с шириной захвата 0,9 м и 1,8, соответствующих ширине захвата одного и двух отвалов снегопаха СВУ-2,6А, представим в таблице 1.

Таблица 1

Эффективная высота валков при разной глубине снега

Одноотвальные снегопахи

Глубина снега, м СВУ-2,6А 0,9 м 1,8 м

0,1 0.35 0,20 0,28

0,15 0,35 0,26 0,38

0,2 0,38 0,30 0,46

0,3 0,43 0,36 0,55

0,4 0,43 0,40 0,63

Из таблицы следует, что одноотвальные снегопахи при равенстве обрабатываемых полос снега в сравнении с двухотвальными имеют большую эффективную высоту валков. Однако, во время движения одноотвальных снегопахов высота валков может существенно уменьшиться из-за колебаний снегопахов вокруг точки присоединения к сцепке.

Полученные зависимости позволили совершенствовать снегопахи путем увеличения ширины захвата снегопахов и установку отвалов для образования валков по краю снегопаха.

Для создания благоприятных условий при взаимодействии снеговоздуш-ного потока с шероховатой поверхностью, образуемой снегопахами, МТА должен обладать высокой производительностью, которая определяется по следующему выражению:

где d - плотность снега,кг/м3; ксн- глубина снега, м ; В - ширина обрабатываемой полосы снега, м; V - скорость движения,м/с; т - коэффициент использования рабочего времени.

Анализ формулы (9) дает основание утверждать, что резкое увеличение производительности МТА можно достигнуть за счет ширины обрабатываемой полосы снега, которую определяли по формуле, предложенной Ю. К. Киртбая:

рукхкуд

где - коэффициент сопротивления передвижению трактора; - мощность двигателя,кВт, g - ускорение свободного падения,м/с2; Ь - длина гона, м; Ег) коэффициент загрузки двигателя, зависящий от вариации тягового сопротивления; ^-энергонасыщенность,кВт/кг;./СЛ- кинематическая характеристика агрегата; Ку,)- удельное сопротивление СХМ, Н/м.

Для производственных условий Северного Казахстана ширина обрабатываемой полосы снега может достигнуть и 100 м, если на поле будет равномерный снежный покров глубиной 0,15- 0,2 м.

(10)

В соответствии с выдвинутой гипотезой и предварительными исследованиями нами был предложен снегопахотный агрегат (а.с. СССР № 1218938, 1575957, 1595356 ), состоящий из двух тракторов, перемещающихся по полю параллельно, между которыми расположен гибкий трос, присоединенный к жесткой сцепке, имеющей шарнирное соединение с трактором. По внешним сторонам сцепок и па тросу установлены снегопахи, расстояние между которыми составляет 5 м. Общая ширина захвата агрегата зависит от количества снегопахов и составляет 50-70м.

Для повышения тяговых возможностей были предложены снегоочистители колеи тракторов (а.с. СССР № 1493121, 1687038 )

Важным условием устойчивого движения снегопахотного агрегата с расположением большого количества прицепных снегопахов между тракторами является равенство моментов тягового сопротивления снегопаха, присоединенного к жесткой сцепке с внешней стороны и снегопахов, соединенных с гибким тросом, состоящего их двух равных частей. Точка присоединения троса к сцепке определяется из выражения:

где - ширина захвата сцепки, м; - количество снегопахов на тросу,шт.

Для расположения тракторов и снегопахов на участках с разной глубиной снега целесообразно увеличивать расстояние между ними, используя гибкий трос, размещая снегопахи на тросу по параболической нити (см рис.3), имеющей уравнение:

где у - расстояние между снегопахами по ходу движения, м; а - коэффициент, определяемый расчетным путем; х - расстояние между снегопахами и серединой троса, м.

Из рис (3) следует, что возможно несколько вариантов размещении троса, существенно влияющих на длину и ширину агрегата.

(П)

у = ах"

(12)

&ИГЛ

Расположение троса по кривой АОВ

( , Втр

сопровождается увеличенным расстояни-

Ч*

■ г ем между крайними точками МТА, трак-

тором и снегопахом, соединенного с се-

рединой троса.

Это расстояние определяется из

выражения:

Рис. 3. Схема расположения 9 снегопахов в агрегате с двумя тракторами К-701

где ¿гр, ЪСц, Ьсн - длина трактора, сцепки, снегопаха, м ; Хт- ширина захвата снегопахов на тросу, м.

Расположение троса по кривой АО] В, соответствующей кривой окружности с радиусом равным половине ширины захвата снегопахов, расположенных на тросу, дает возможность определить значение коэффициента а:

(15)

Изображенная на рис. (3) парабола АОВ позволит уменьшить значения тягового сопротивления за счет увеличения коэффициента а и расстояния между снегопахами и тракторами.

Гибкий трос, состоящий из двух частей, соединенных в точке О с помощью специальной опоры, имеет длину каждой части, определяемую из выражения:

= +1Чи,^ +1 +Ьс^25а\,

'ci(,+1+|(Jmax-\н,} + ^сц

у

0.5—

"mpj

■ (16)

Расположение троса по параболе дает возможность определить изменение тягового сопротивления в зависимости от параметров гибкого троса по следующим зависимостям:

г,

шах = "V" т ^ > (17)

где О - суммарное сопротивление всех снегопахов, соединенных с тросом, Н; Н - горизонтальная составляющая тягового сопротивления, максимальное значение которой равно:

йВтр _ ОУтах

Н

8 Г*

4 Y„

, Н

(IB)

'шах ^-Тпах

После преобразований зависимость (17), характеризующая изменение тягового сопротивления, примет следующий вид:

Результаты

расчетов ^тах'^/лр» ^МТА для агрегатов с разным количеством снегопахов при разных значениях коэффициента а приведем в таблице 2.

Таблица 2.

Характеристика снегопахотных агрегатов с различной _шириной захвата_

№ Количество Хтах По- Раз-

п/ Снегопахов каза мер- Значение коэффициен га а

всего На тросу сть 0,04 0,06 0,08 0.1 0,12

У тал м 29 44 58 73 87

1 13 11 27 Ьта* м 70 80 92 104 116

Т* кН 1,030 1,010 1.0060 -0 ~0

Утах М 19 29 39 48 58

2 II 9 22 ^тал м 56 63 70 78 88

Тгр кН 1.040 1,020 1.0Ю 1.0060 -0

Утах м 11 17 23 28 34

3 9 7 16,8 1-тах м 44 48 52 56 62

Т„ кН 1,070 1,030 1,020 1.010 1.0070

4 7 5 11,5 Утач м 5 8 11 13 16

^тад м 36 38 40 41 43

Тф кН 1,150 1,060 1.030 1,020 1-ОЮ

Из табл. 1 следует, что расположение гибкого троса по параболе % — ОХ , имеющих для агрегатов шириной захвата 70,60, 50 и 40 метров значения коэффициента а соответственно 0,06, 0,08, 0,1 и 0,12, позволит определить длину троса и места крепления каждого снегопаха на тросу. Для этого первоначально определим расстояние между снегопахами по ходу движения, расположенных посередине и на тросу.

где - расстояние между 1-м, 2-м и 3-м снегопахами, располо-

женными на тросу, от центрального снегопаха по ширине захвата. Точка крепления снегопахов на тросу определяется по следующим выражениям:

Принимая к сведению, что Х2 = 2-Х, ,Х} — 3-Х,, а Х\ - ширина захвата одного снегопаха, равная (согласно исходных требований) 5 м, формулы (21) будут иметь следующий вид:

Таким образом, расположение снегопахов на тросу зависит от их количества и коэффициента а, определяемого по данным табл. 1

Исследованиями установлено, что наибольшее влияние на изменение тягового усилия тракторов и тягового сопротивления снегопахов оказывает глубина снежного покрова. Важным условием повышения производительности снегопахотного агрегата является создание снегопахов, имеющих минимальное тяговое сопротивление и применение сцепных устройств с малой металлоемкостью.

По данным Бородачева А.И., тяговое сопротивление снегопаха зависит от ширины захвата снегопаха и его веса, глубины снега, коэффициента сопротивления резанию, коэффициентов внешнего и внутреннего трения снега и количества снега в призме волочения. Анализ работы серийных снегопахов СВУ-2,6 свидетельствует о том, что во время движения сопротивление может возрастать в 4-5 раз из-за забивания выходного «окна», особенно на уплотненном снежном покрове. Поэтому в предложенном снегопахе СВС-3 валкообразующие поверхности не имеют жесткой связи друг с другом. Каждый отвал имеет шарнирное соединение с тяговым устройством, позволяющим отвалу в зависимости от количества снега изменять расстояние между снежными отвалами и уменьшать сопротивление.

По результатам исследований, проводимых нами и другими исследователями на территории Северного Казахстана, установлена следующая зависимость тягового усилия тракторов и тягового сопротивления снегопахов от глубины снежного покрова:

Ширину захвата предложенного снегопахотного агрегата определяли по следующей формуле:

(25)

где Р/ср - тяговое усилие трактора К-701, кН; Ещяк - коэффициент загрузки двигателя на снегозадержании, равный, по данным Грибановского А.П.-0,65; Ксвудельн- удельное сопротивление снегопаха кН/м

Предварительные расчеты показывают, что ширина захвата МТА при ксц = 0,12м составит 75м, при Асн= 0,15м-65м, а при Иа1 =0,2м-45м.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены условия проведения экспериментов, описаны макетные и

экспериментальные образцы, приведены методы измерения и обработки результатов опытов.

Программой исследований предусматривалось проведение следующих работ:

- исследование изменения высоты валка, отношения высоты валка к толщине снежного покрова и расстояния между валками при движении одноот-вальных и двухотвальных снегопахов на полях с различной глубиной снежного покрова;

- проверка на адекватность теоретических расчетов геометрических параметров снежных преград;

- проектирование и изготовление макетных образцов прицепных, навесных одноотвальных, двухотвальных и четырехотвальных снегопахов, жестких, шарнирных и тросовых сцепок;

- сравнительные испытания предложенного снегопаха СВС-3 и соединительных устройств СУ-60 с прицепными снегопахами СВУ-2,6 в хозяйственных условиях, на Целинной и Павлодарской МИС;

- определение влияния образованных снежных преград на накопление снега на полях.

Экспериментальные работы выполнялись в несколько этапов, предусматривающих изыскание возможностей повышения производительности и работоспособности снегопахотных агрегатов.

На первом этапе исследований определялись перспективные способы агрегатирования путем апробации в полевых условиях навесных и прицепных снегопахов, состоящих из двух и четырех отвалов, агрегатируемых с помощью серийных навесных и прицепных сцепок СН-75, СП-16, бесколесных сцепок СЗР- 02.000 (сцепка для сеялок СЗС-2,1), макетных образцов жестких сцепок с шириной захвата 5-10 метров и гибкого троса, расположенного между тракторами.

На втором этапе исследования проводились на макетных образцах снегопахов, позволяющих образовывать валок одним или двумя отвалами. Снегопах с двумя отвалами, образующих валок, имел три способа соединения с прицепным устройством. Первый способ предусматривал шарнирное соединение отвала с прицепом в одной точке, второй - соединение отвала с прицепным устройством в двух точках, третий - жесткое соединение отвалов друг с другом, позволяющих иметь формируемую камеру постоянного сечения.

Экспериментальные исследования проводились в характерных для Северного Казахстана условиях, имеющих ровные поля с наличием на поверхности поля снежного покрова со средней глубиной снега от 0,1 до 0,2 м в совхозах «Воронежский», «Затобольский», «Новонежинский», «Казахстанец» Костанай-ского, Федоровского и Семиозерного районов Костанайской области. Лабора-торно-полевые и хозяйственные испытания проводились по методике, разработанной нами, позволяющей определить эффективную высоту валка и снегоем-кость снежных преград, образуемых снегопахами.

Следующий этап - исследование макетных образцов снегопахотных агрегатов, состоящих из двух тракторов, перемещающихся по полю параллельно,

соединенных друг с другом с помощью жестких сцепок с ассиметричными точками присоединения гибкого троса, расположенного между тракторами по параболе. При этом определялись агротехнические и эксплуатационные показатели и уточнялись параметры снегопахотного агрегата, разрабатывались устройства для соединения с гибким тросом прицепных снегопахов. Для повышения проходимости энергетических средств исследовались снегоочистители, имеющие отвалы серийного снегопаха. Проводились исследования по обоснованию технологии снегозадержания с использованием снегопахотных агрегатов с шириной захвата до 70 м.

Завершающий этап - государственные испытания универсального снегопаха СВС-3, соединительных устройств СУ-60 для агрегатирования с двумя тракторами до 13 снегопахов, позволяющих иметь ширину захвата 70 м. В течение ряда лет в Костанайской области использовались 3 широкозахватных агрегата на полях совхозов Костанайской области.

На основании анализа литературных источников и собственных исследований за параметр оптимизации была принята снегоемкость, которую определяли с учетом фактического распределения глубины снега, эффективной высоты валка и установленного расстояния между снегопахами по следующей формуле:

Г п

I, Рп асн

Пг>

ЬуВу

в,

где

I

•У

СП

Ву.

Ер " Хр

сн

'эп'

(26)

1р 40

длина и ширина обработанного \частка, м; Вси. расстояние Рп_

между валками, м; - частота распределения эффективной высоты валка.

Эффективность снегопахотных агрегатов оценив&пи по удельным энергозатратам:

Е

Э - ■

1УСи

(27)

где £ - энергоемкость снегозадержания, кВт/м ; Ж - производительность МТА,га/ч.

Энергоемкость снегозадержания на единицу площади определяли по методике, предложенной В.А.Токаревым, предусматривающей энергетическую оценку по энергозатратам, затраченным на выполнение технологического процесса и на производство средств механизации по следующей формуле:

Е=

" 100

а1

Г*

I ц&

100

МпОг,

100

иСХ(

г

Кпсх

(28)

где <7/- часовой расход топлива, кг/ч; 0,п - теплосодержание топлива, дж; /,- коэффициент дополнительных затрат; А//,А/С,МСХ- масса трактора, сцепки, СХМ, кг; (?/,&,{?«- затраты энергии на производство трактора, сцепки и

СХМ, кДж; (¡¡, ас,асх- отчисления на реновацию трактора, сцепки, СХМ; а/Ьан >ас/>ас«" отчисления на капитальный и текущие ремонты; Г*. Гя1,Гпс,Гх,Гпсх,Гсх - годовые загрузки трактора, сцепки, СХМ, ч.

Макетные и экспериментальные установки навесных и прицепных снегопахов изготовлялись на базе отвалов серийного снегопаха СВУ-2,6, а экспериментальные сцепки были изготовлены с использованием прицепных сцепок СП-16 и навесных сцепок СН-75, Для агрегатирования прицепных снегопахов с двумя тракторами использовались симметричные и асимметричные сцепки, расположенные между тракторами и гибким тросом, к которому присоединяли нечетное число снегопахов. Результаты измерений обрабатывались методами вариационной статистики и теории вероятности.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» приведены данные о состоянии снежного покрова до и после снегозадержания, в том числе глубина снежного покрова и высота образуемых снежных преград, их распределение по длине гона, плотность снега, которые позволили определить снегоемкость и запасы влаги в снежном покрове.

На первом этапе исследований анализировались потенциальные возможности различных способов составления широкозахватных агрегатов из навесных и прицепных снегопахов. Установлено, что навесные снегопахи значительно чаще передают на трактор динамические нагрузки, возникающие от мерзлых неровностей микрорельефа поля и больших колебаний снежного покрова по глубине.

Для уменьшения воздействия динамических нагрузок на отвалы снегопахов во время движения необходимо снегопахам представить возможность совершать колебательное движение вокруг точек присоединения. Это возможно при использовании в качестве сцепки гибкого троса и снегопахов, разгребающих снег.

При сравнительных испытаниях прицепных снегопахов СВУ-2,6А, СВС-3 и СВС-1,5, имеющих параметры отвалов снегопаха СВУ-2,6, установлено, что шарнирное соединение отвалов приводит к большей вариации ширины захвата, высоты валка и тягового сопротивления снегопахов. При этом уменьшается тяговое сопротивление и общая высота валка.

Отношение высоты валка, образованного снегопахом СВУ-2,6А, имеющего формируемую валок камеру постоянного сечения, к глубине снега (Кв) находится в пределах от 2,1 до 2,7 и зависит от глубины снега и скорости движения.

Установлена аналитическая зависимость коэффициента К€ от скорости движения снегопаха:

где У- скорость движения, м/с.

Экспериментальные исследования позволили определить влияние скорости движения на высоту валков при различном состоянии поверхности поля.

При работе снегопаха на стерне, имеющей среднюю глубину снега 0,2 м, установлена следующая эмпирическая зависимость высоты валка:

Иэ = 0,2 + 0,003V - 0,0005 V2 ,м. (30)

На зяби, обработанной глубокорыхлителем, эта зависимость имеет следующий вид:

На работе снегопаха с полужестким соединением отвалов с прицепным устройством коэффициент К находится в пределах от 1,9 до 2,5. Шарнирное соединение отвалов в одной точке приводит к колебанию коэффициента от 1,8 до 2,6. Следует отметить, что одноотвальный снегопах, изготовленный на базе одного отвала СВУ-2,6А, имеет коэффициент К в пределах от 1,5 до 2,5.

Аппроксимация результатов исследований позволили установить эмпирическую зависимость высоты валка от глубины снега при работе снегопаха СВС-3:

Зависимость высоты валка для СВУ-2,6А следующая:

Высота валка одноотвального снегопаха имеет прямолинейную зависимость:

Нв =0,24 + 0,6/гсн,м. (34)

Анализ зависимостей подтверждает данные об аналогичных изменениях

высоты валка, образованных различными снегопахами.

Для расчета показателей качества работы снегопахов использовали метод расчета площади снежного покрова снега и высоты валка на расстоянии не менее 100 м с построением кривой фактического распределения этих показателей по накопленной частоте.

На рисунке представлены накоплен ная частота распределения снега, обработанного серийным снего-

Рис. 4. Распределение глубины снега и высоты пахом СВУ-2,6А, эксперименталь -

валков снегопаха ВД-глубина снега; ЕЛ- ным снегопахом СВС-3,позволяю-

высота валка снегопаха СВС-1,5; МН-высота щим использовать снегопахи при

валка снегопаха СВС-3; СР - высота валка СВУ-2,6.

глубине снега более 30 см. Кроме того, сравнительные испытания проводились с одноотвальным снегопахом СВС-1,5, который может использоваться самостоятельно и в агрегате с симметричным одноотвальным снегопахом для образования общего валка (по схеме СВС-3).

Установлено, что применение предлагаемых шарнирных двухотваль-ных снегопахов СВС-3 сопровождается увеличением площади снежного покрова на 18,4 м2, а одноотвального- на 14,4 М".Для увеличения площади снежного покрова после прохода снегопаха СВС-3 необходимо предусмотреть демфи-рующее устройство, регулирующее расстояние между отвалами.

Результаты экспериментальных исследований позволили определить зависимость тягового сопротивления снегопахотных агрегатов, имеющих разное количество снегопахов, от глубины снега:

ЛЗс«=5 + 49,7/Ь+ Шсн,пП

Цен - '

:7,8 + 81,5Лсн + 62,4^ Н7сн = 10,9 +113,9 Исн + 76,7/£н, Щсн = 12,8 + 150,2ИСН +10/,Н,

(35)

(36)

(37)

(38)

-\ШСН

(39)

Зависимость тягового усилия колесного трактора К-701 аппроксимируется уравнением следующего вида:

РкрК-701 = 60 -ЮЗАСН - 85й£,( кН (40)

При равенстве тягового усилия трактора и тягового сопротивления снего-пахотных агрегатов определили допустимую глубину снега при работе снего-пахотных агрегатов с разным количеством снегопахов:

Таблица 3.

Допустимая глубина снега при работе с тракторами_

Количество снегопахов

Ширина захвата, м

Глубина снега при работе с тракторами

К-701

2 К-701

3

13

15 25 35 45 55 65

0,29 0,24 0,21 0,17 0,14 0,11

0,34 0,31 0,28 0,25 0,22 0,18

5

7

9

В процессе работы над диссертацией было изготовлено несколько вариантов узлов и деталей соединительных устройств, в том числе жесткие сцепки, опорные лыжи для гибкого троса, соединительные блоки для крепления спего-

пахов на тросу. Эффективность снегопахотных агрегатов с двумя тракторами К-701 зависит от снегопахов, имеющих симметричную форму расположения отвалов, что приводит к контакту троса с отвалом. Предложены одноотвальные снегопахи с левосторонним и правосторонним расположением отвалов. При агрегатировании серийных снегопахов разработан специальный удлинитель, обеспечивающий транспортировку снегопахов друг за другом. Испытания подтвердили высокую производительность разработанных снегопахотных агрегатов, которые превышают производительность серийных агрегатов в 3-4 раза. Ширина захвата испытываемых агрегатов составляла 50-60 метров.

В пятой главе «Производственная проверка, государственные испытания и экономическая эффективность результатов исследования» приведены результаты государственных испытаний на МИС соединительных устройств СУ-60 и снегопахов СВС-3. Производственные испытания проводились в совхозах Костанайской области, во время которых проведено снегозадержание на площади свыше 10 тыс.га.

Технико-экономические расчеты показали, что экономия полных энергозатрат при использовании широкозахватных агрегатов составляет 150 МДж/ra (в сравнении со сцепкой СП-16 и 2 шт. СВУ-2,6 и с СВШ-10, агрега-тируемыми с трактором К-701).

По данным государственных испытаний соединительных устройств на Целинной МИС в 1991 году установлено повышение производительности и снижение удельных приведенных затрат на 1га на 50%, а при испытании на Павлодарской МИС снижение приведенных затрат составило 64%. Годовой экономический эффект от использования одного снегопахотного агрегата с соединительными устройствами СУ-60 составляет 193,3тыс рублей.

Основные выводы и рекомендации

1. Условия сельскохозяйственного производства Северного Казахстана, характеризуемые ровным рельефом, наличием полей с большой длиной гона, имеющих в зимний период повышенную твердость верхнего слоя почв, создают возможность для применения на снегозадержании мощных энегонасыщен-ных тракторов, позволяющих составлять широкозахватные агрегаты.

2. Обоснованы параметры и режимы работы разработанного прицепного снегопаха СВС-3, имеющего шарнирное соединение отвалов, которое позволяет регулировать сечение камеры, формирующей валок.

3. Установлено, что наибольшее отношение общей высоты валка к глубине снега, образуется после прохода снегопаха при толщине снега 0,12-0,15м . В связи с этим предлагается с целью экономии энергозатрат начинать снегозадержание при указанной толщине снежного покрова.

4. Установлено, что объективной технологической оценкой снегопахотных агрегатов является снегоемкость, характеризующая потенциальные возможности шероховатой поверхности по накоплению снега. Разработана методика расчета снегоемкости и удельной энергоемкости, позволяющей объединить в еди-

ный показатель производительность, энергоемкость и снегоемкость снегопа-хотных агрегатов.

5. На основании проведенных исследований установлены закономерности изменения тягового усилия тракторов и тягового сопротивления снегопахотных агрегатов, при колебаниях толщины снега от 0,05 до 0,4 м.

6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена работоспособность снегопахотных агрегатов с шириной захвата 50-60 метров, агрегати-руемых с помощью двух тракторов К-701.

7. Опытные образцы снегопаха СВС-3 и соединительные устройства СУ-60, состоящие из жестких сцепок шириной захвата 5 м, имеющих ассиметричные точки присоединения гибкого троса, расположенного между сцепками, прошли испытания на МИС и рекомендованы к производству.

8. Годовой экономический эффект от использования одного снегопахотного агрегата с соединительными устройствами СУ-60 по данным Павлодарской МИС составляет 193,3тыс рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Широкозахватные агрегаты на снегозадержании. // Техника в сельском хозяйстве, 1976, № 1.- с. 12-13.

2. А.с. СССР №1218938 А01В 13/16, Е02В 13/00 Снегопахотный агрегат. БИ, 1986,-№11.

3. Снегопахотные агрегаты и их совершенствование.//Совершенствование почвообрабатывающих противоэрозионных орудий и машин для освоения солонцовых почв: Сб. науч. трУ ВО ВАСХНИЛ, НПО «Целинсельхозмеханиза-ция».- Алма-Ата, 1987.-С.42-49

4. А.с. 1493121 СССР, МКИ АО 1В 13/16, 59/04 Устройство для соединения с трактором навесных машинУСоавторы: А.Ф.Таушканов, А.Ю.Терпиловский, Г.П.Кузьмин, А.А.Яненко, В.Э.Болендер, А.Х.Акчурин (СССР). БИ, 1989,- №26

5. А.с. 1575957 СССР, МКИ A0IB 13/16 Снегопахотный агрегатУСоавторы: А.Ф.Таушканов, Г.П.Кузьмин, ААЯненко, В.Э. Болендер и А.Х.Акчурин. БИ.1990,-№25.

6. А.с. 1595356 СССР, МКИ А01В 13/16 Снегопахотный агрегат. /Соавторы:

A.А.Фролов, А.Ф.Таушканов, А.Ю.Терпиловский. БИ 1990,- №36

7. Особенности выполнения снегозадержания широкозахватными агрегатами. //Актуальные проблемы совершенствования почвообрабатывающих машин. ВО ВАСХНИЛ. НПО «Целинсельхозмеханизация». Алма-Ата, 1990.- с.88-93

8. А.с. 1687038 СССР, МКИ А01В 13/16 11А01В 13/00 Снего-пах./Соавторы:А.Х.Акчурин, Г.П.Кузьмин, В.Т.Сучков, А.А.Яненко,

B.Э.Болендер, М.П.Аллендорф, В.Т.Кривченко, Х.Х.Розенфельд. БИ 1991,-№40

9. А.с. 1741625 СССР, МКИ АО 1В 13/16 Способ снежной мелиора-цииУСоавторы: А.Ю.Терпиловский, ВЛ.Астафьев. БИ 1992,- №23

10.Энергетические затраты на снегозадержание и пути их снижения.// Комплексная механизация производственных процессов в растениеводстве Север-

ного Казахстана: Сб.науч.тр./ Каз Академия сельскохозяйственных наук. НПО «Целинсельхозмеханизация». А-Ата,1992.- с.53-57.

11.0 целесообразности выполнения снежных мелиорации. Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки. - Костанай, 2002, №3-4- с.24-27.

12.Эффективность широкозахватных агрегатов на снегозадержании. Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки.- Костанай, 2003, №2 - с. 5455.

13.К технологической оценке снегопахов на снегозадержании. Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки.- Костанай, 2003, №3- с. 22-24.

14. К определению показателей качества работы снегопахов. Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки.- Костанай, 2004, №2- с.59-62.

Печ. листов 1. Тираж 100 экз. Заказ № <63 Формат 60x90/16 Издат. Центр ВНИИМС. 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29

ÜÍ2038 1

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1.Условия выполнения зимних полевых работ в Северном Казахстане и влияние снега на производственную и хозяйственную деятельность человека.

1.2.Способы обработки снежного покрова и технологии механизированного снегозадежания. 14 1.3. Анализ исследований по обоснованию основных параметров снегопахов.

1 4,Обзор использования и исследования в Северном

Казахстане снегопахотных агрегатов.

1.5. Анализ исследований по снегонакоплению на полях 39 1.6 Выводы, цель и задачи исследований

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

СНЕГОПАХОТНЫХ АГРЕГАТОВ.

2.1.0 целесообразности выполнения снегозадержания снегопахотными агрегатами.

2.2. Обоснование основных параметров прицепного снегопаха.

2.3. Определение параметров снегопахотного агрегата для совместной работы двух тракторов.

2.4. Расчет ширины захвата машинно-тракторного агрегата по тяговому сопротивлению снегопаха.

2.5. Обоснование технологии выполнения снегозадержания широкозахватным снегопахотным агрегатом.

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 .Задачи и программа экспериментальных исследований

3.2. Объекты исследований и условия проведения экспериментов.

3.3. Планирование экспериментов при определении оптимальных параметров снежных преград, образуемых снегопахами.

3.4. Технологические и силовые показатели работы снегопахотных агрегатов.

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Влияние стерни на накопление снега.

4.2. Технологические показатели работы серийных и экспериментальных снегопахов.

4.3. Влияние скорости движения снегопахов на показатели работы.

4.4. Определение параметров преград, обеспечивающих максимальное снегонакопление.

4.5. Результаты определения ширины захвата снегопахотных агрегатов.

Глава 5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ИСПЫТАНИЯ

СНЕГОПАХОТНЫХ АГРЕГАТОВ НА МИС,

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СНЕГОПАХОВ

СВС-3 И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.

5.1 Анализ результатов производственных испытаний снегопахотных агрегатов в Костанайской области

5.2. Результаты испытаний снегопахотных агрегатов на Целинной и Павлодарской МИС.

5.3. Расчет экономической эффективности снегопахов СВС-3 и соединительных устройств.

Актуальность исследований. Ежегодно на сельскохозяйственных полях Казахстана появляется снежный покров, представляющий важный и полезный природный ресурс.

Снег на полях позволяет улучшить водный и тепловой режим почвы и создать благоприятные условия для развития сельскохозяйственных культур за счет проведения, в первую очередь, снегозадержания.

Сельскохозяйственные предприятия Северного Казахстана за годы освоения целинных и залежных земель превратились в крупных производителей и поставщиков яровой пшеницы и животноводческой продукции для всех регионов Казахстана и бывших республик СССР.

Однако в последние десятилетия за счет реорганизации сельскохозяйственных предприятий, значительного роста стоимости энергетических средств и горючесмазочных материалов существенно сокращены посевные площади, на которых полевые работы выполняются с нарушением технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Так, в Костанайской области, имевшей ранее почти 6 млн. гектаров посевных площадей и обеспечивавшей 25 %-ный вклад в Казахстанском миллиарде зерна, посевные площади сокращены до 3 млн. гектаров.

Многие сельхозпроизводители ограничивают количество технологических операций, в первую очередь, за счет невыполнения мероприятий по накоплению почвенной влаги, рыхлению почвы и борьбе с сорняками.

Технологические карты возделывания сельскохозяйственных культур, применяемые ранее в Северном Казахстане, предусматривали двухкратную нарезку в зимний период снежных валков на всех сельхозугодьях, что не всегда выполнялось из-за больших объемов полевых работ. Механизированное снегозадержание, как технологическая сельскохозяйственная операция, в сравнении с другими операциями, отличается нефиксированными сроками выполнения полевых работ, целиком и полностью зависящими от сроков выпадения и количества зимних осадков.

Существующая технология механизированного снегозадержания, применяемая на большей части территории Казахстана и России, базируется на способе образования снежной преграды с помощью двух отвалов.

В результате анализа существующей технологии и применяемых агрегатов установлено, что значительно возросла энергоемкость механизированного снегозадержания.

Так, в годы освоения целинных и залежных земель применяли снегопахотный агрегат, состоящий из трактора ДТ-54А и двух риджерных снегопахов, нарезающих валки на расстоянии 8-10 м.

В настоящее время на снегозадержании используются, в основном, агрегаты, состоящие из двух снегопахов СВУ-2,6А или СВШ-10, образующих два валка на расстоянии 4-5 м и трактора К-701, имеющего мощность, превышающую мощность двигателя трактора ДТ-54А в 5 раз.

В сравнении с другими технологическими операциями на снегозадержании наблюдается низкий коэффициент использования тягового усилия трактора из-за отсутствия надежных способов агрегатирования прицепных снегопахов на снежном покрове со значительной вариацией толщины снега.

При проектировании средств механизации, в основном, создаются снегопахотные навесные агрегаты, отличающиеся значительной металлоемкостью, что увеличивает энергетические затраты и стоимость снегозадержания.

При рассмотрении вопросов взаимодействия преград со снеговоздушным потоком недостаточное внимание уделено процессу образования самой преграды, от которой зависит снегонакопление на полях.

В связи с этим возникает необходимость оптимизации параметров снегопахотных агрегатов, обеспечивающих благоприятные условия для снегонакопления с наименьшими энергетическими и материальными затратами.

Поэтому целью настоящих исследований является повышение производительности и эффективности снегопахотных агрегатов на основе совершенствования снегопахов и способов их агрегатирования.

Работа выполнялась по Всесоюзной проблеме «Разработать и внедрить энергосберегающие технологические процессы, обеспечивающие снижение топливно — энергетических затрат на 8-10% при возделывании и уборке зерновых культур в различных почвенно — климатических зонах страны» № государственной регистрации 01880090074.

Нами выполнен этап «Разработать и внедрить технологический процесс механизированного снегозадержания широкозахватными агрегатами типа «Невод» по а.с. СССР № 1218938 «Снегопахотный агрегат», обеспечивающий повышение # производительности агрегатов в 2 раза и снижение топливно — энергетических затрат на 30%».

В качестве объекта исследования принят технологический процесс нарезки снежных валков снегопахами плужного типа.

Предметом исследования были закономерности изменения высоты образуемых снежных преград и снегоем кости, тягового сопротивления снегопаха при различном состоянии снежного покрова и изменяемых параметрах снегопахотных агрегатов.

На основании анализа литературных и патентных источников информации с т учетом предварительных поисковых опытов нами была выдвинута следующая научная гипотеза: «Высокопроизводительный снегопахотный агрегат должен состоять из нескольких тракторов, перемещающихся по полю параллельно, соединенных с прицепными снегопахами, образующих валки на расстоянии, соответствующем зоне действия снежной преграды по ширине захвата снегопаха и с максимальным расстоянием по ходу движения снегопахов относительно друг друга и энергетических средств, обеспечивающих их расположение на разной глубине # снега».

Научная новизна. В результате теоретических и экспериментальных 7 исследований разработана математическая модель для определения основных технологических характеристик образуемых снежных преград (снегоемкость, эффективная высота валков, отношение высоты валка к глубине снега) в зависимости от ширины захвата снегопаха и расстояния между отвалами.

Практическая значимость работы.

1 На основании полученных закономерностей доказана возможность и целесообразность создания снегопахотных агрегатов шириной захвата не менее 60 м Конструктивные элементы разработанных снегопахотных ч агрегатов защищены 5 а.с. на изобретение в СССР.

2 Для повышения эффективности разработанных агрегатов предложено изобретение «Способ снежной мелиорации» ( а.с. СССР №1741625 от 12.01.1990 г.)

Внедрение» Опытные образцы прицепных снегопахов были изготовлены на Тогузакском механическом заводе в количестве 50 штук и использовались на снегозадержании в Костанайском и Боровском районах Костанайской области. Широкозахватные агрегаты использовались в трех совхозах Костанайской области. Снегопах СВС-3 и соединительные устройства для составления снегопахотных агрегатов прошли государственные испытания и рекомендованы к использованию в Северном Казахстане.

Апробация. Основные положения диссертационной работы представлены и доложены на заседаниях НТС ЦелинНИИМЭСХ, на заседаниях кафедр M ill КГУ и «ЭМТП и ОТ» ОГАУ, на научных конференциях ЦелинНИИМЭСХ, КСХИ и КГУ, на координационных совещаниях по разработанным научно-исследовательским работам.

Снегопахотные агрегаты неоднократно демонстрировались на ВДНХ СССР и РК.

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 23 статей в трудах ЦелинНИИМЭСХ, КСХИ, КГУ, в журнале «Техника в сельском хозяйстве». Составлен отчет о выполнении научно-исследовательской работы по проблеме снижения топливно — энергетических затрат на снегозадержании. 8

Конструктивные элементы снегопахотных агрегатов и способ их применения защищены 6 а.с. на изобретения.

Объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и предложений, списка использованных источников (106 наименований) и 13 приложений.

Основные выводы и рекомендации

1. Условия сельскохозяйственного производства Северного Казахстана, характеризуемые ровным рельефом, наличием полей с большой длиной гона, имеющих в зимний период повышенную твердость верхнего слоя почв, создают возможность для применения на снегозадержании мощных энегонасыщенных тракторов, позволяющих составлять широкозахватные агрегаты.

2. Установлено, что наибольшее отношение общей высоты валка к глубине снега, образуется после прохода снегопаха при толщине снега 0,1м . В связи с этим предлагается с целью экономии энергозатрат начинать снегозадержание при указанной толщине снежного покрова.

3. Обоснованы параметры и режимы работы разработанного прицепного снегопаха СВС-3, имеющего шарнирное соединение отвалов, которое позволяет регулировать сечение камеры, формирующей валок.

4. Установлено, что объективной технологической оценкой снегопахотных агрегатов является снегоемкость, характеризующая потенциальные возможности шероховатой поверхности по накоплению снега. Разработана методика расчета снегоемкости и удельной энергоемкости, позволяющей объединить в единый показатель производительность, энергоемкость и снегоемкость снегопахотных агрегатов.

5. На основании проведенных исследований установлены закономерности изменения тягового усилия тракторов и тягового сопротивления снегопахотных агрегатов, при колебаниях толщины снега от 0,05 до 0,4 м.

6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена работоспособность снегопахотных агрегатов с шириной захвата 50.60 метров, агрегатируемых с помощью двух тракторов К-701.

7. Опытные образцы снегопаха СВС-3 и соединительные устройства СУ-60, состоящие из жестких сцепок шириной захвата 5 м, имеющих ассиметричные точки присоединения гибкого троса, расположенного между сцепками, прошли испытания на МИС и рекомендованы к производству.

8. Годовой экономический эффект от использования одного снегопахатного агрегата с соединительным устройством СУ-60 по данным Павлодарской МИС составляет 193,3тыс. рублей.

1. Справочник по климату СССР. т.18.вып.4 Ленинград: Гидрометеоиздат 1968-С.376-410.

2. Рекомендации по системе ведения сельского хозяйства Кустанайской области. Алма-Ата, Кайнар», 1982,-с. 371.

3. Малев М.К., Беспалько В.П. Механизация возделывания и уборки зерновых.-Алма-Ата: «Кайнар», 1974,-204с.4 .Агроклиматические ресурсы Кустанайской области. Под ред. А.С. Зарембы. Алма-Ата. 1968,- 199с.

4. Атлас Кустанайской области. М.,1963.

5. Краденов В.П., Ровный И.В. Работа сельскохозяйственных машин на повышенных скоростях.Алма-Ата: «Кайнар»,1972.-С.35-37.

6. Скачков И.А., Пятунин А.А. Вода и поле.М.: «Знание»,1967-С.26-28.

7. Шульгин А.М. Снежная мелиорация и климат почвы. Л.:Гидрометеоиздат.,1986.9 .Почвозащитная система земледелия.-Алма-Ата, «Кайнар», 1985.-С.55-57.

8. Механизация возделывания зерновых культур.-Алма-Ата.: «Кайнар»,1980с.152.

9. Матякин Г.А. Накопление и задержание снега. //Земледелие.,1967,-№2,-с.55-58.

10. Кузнецова М.К. Технология снегозадержания в степных районах Казахстана. /Тр. КазНИИМЭСХ, т.5,- Алма-Ата: «Кайнар» ,1971.

11. Уфиркин Н.А., Фролов В.Ф.Операционная технология снегозадержания.// Техника в сельском хозяйстве, 1978, №2-с.12-15.

12. Уфиркин Н.А., Яковлев Л.Н. Современная технология снегозадержания и орудие для его проведения. //Земледелие, 1981,-№2.

13. Бакаев Н.М., Васько И.А.Снегозадержание повышаетурожайУ/Кормопроизводство,1986,-№ 1.

14. Сулейменов М.К. Какому быть полю. -Алма-Ата: «Кайнар», 1991,-248с.

15. Черепанов М.Е. Изменение структуры урожая при снегозадержании70собенности возделывания зерновых. :СБ. науч. тр. СибНИИСХоз, 1980,-сбЗ -66.

16. Грибановский А.П. и др. Выбор схемы снегопахавалкователя.//Механизация и электрификация сельского хозяйства.-1985, №4-с37-42.

17. А.С. 114193 А 01 В 13/16. Способ образования снежных валковУМ.К. Кузнецова, Д.А.Глейберзон. // БИ1958,-№7.

18. А.С. 416026 А 01В 13/16. Способ задержания снега на полях. /В.Е.Ковтунов, Н.В.Краснощеков.// БИ 1974,- №7.

19. A.C. 919615 А 01 В 13/16. Способ снегозадержания. /Н.Н. Дюкарев, А.В.Ларин и др. // БИ 1982,- №16

20. А.с. 704486 А 01 В 13/00 А 01С 21/00. Способ накопления влаги в почве. /Л.П.Сидоров.// БИ 1979,- №47.

21. А.с. 1475496. А 01В 13/16 . Способ регулирования снегозадержания мульчированием снега. В.Е. Горяев и др. // БИ 1989 №16.

22. А.с. 1542433 А 01В 13/16. Способ формирования снежных валков. /В.В.Короткова, Т.А.Соколовская, В.И.Орлова //. БИ 1990,- №6.

23. А.с. 1489590 . А 01В 13/16. Способ регулирования снеготаянияУН.М. Круглов. //

24. А.С. 1489591 А01 В 13/16. Способ снежной мелиорации. / В.Е.Горяев, И.П, Костров, В.А.Демин.//

25. А.С. 335343 Е 02 В 13/00 . Способ задержания снега на полях путем устройства снежных преград. /Д.М.МельникУ/ БИ 1972,- № 13.2828

26. Сулейменов М.К. Интенсивная технология возделывания яровой пшеницы.-Алма-Ата: «Кайнар», 1988-168с.

27. Провести исследования для гидрологического обоснования мероприятий по задержанию снега в зернопроизводящих районах Казахстана/.Отчет о НИР141

28. Государственного гидрологического института.-Ленинград ,1985.

29. Янковский П.В. Борьба с засухой.-Новосибирск:.1893.31 .Степанишин М. Н. Защита пути от заносов вспашкой снегаУ/ Железнодорожный путь, 1936.

30. Дюнин М.К. Механика метелей. Новосибирск: изд. Сибирского отделения АН СССР, 1963,-366с.

31. Мельник Д.М. Анализ организации очистки и уборки снега на крупных железнодорожных станциях. Канд. диссер.М., 1952.

32. Агафонов Н.Б. , Агафонов С.Б. Универсальный прицепной снегопах. «Сельхозмашина», 1956,-№11.

33. Кузнецова MJC. Обоснование основных параметров рабочего органа снегопаха. Автореферат дне. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1964,-27с.

34. Волков А.Е., Янкин М.В., Цуцоев В.И. Особенности эксплуатации тракторов зимой. М.: «Колос», 1975,-127с.

35. Громов B.C. Основы совершенствования технологии и средств механизации накопления снега в условиях Юго-Востока. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.- Волгоград, 1975,-44с.

36. Краснощекое Н.В. Механика почвозащитного земледелия.-Новосибирск: «Наука», 1984.

37. А.с. 565641 А 01 В 13/16 ШЪНужнови др. Снегопах, БИ,1977 №27.

38. А.С. 1613008 А 01 В 13/16 Орудие для снегозадержания. Кострицын А.К., Уфиркин НА. и др.

39. А.с. 1209045 А 01 В 13/16 Способ снегозадержания и устройство для его осуществления. Деев Н.Г., Демин В.А. БИ 1986 №5.

40. А.с. 793429. Агрегат для образования снежных валков. Костров П.И., Демин В.А.

41. А.с. 605565. Агрегат для образования снежных валков. Шарин Г.И.142

42. А.с. 232635. Снегопах. Громов B.C. БИ 1969, №1

43. Ширков А.С., Дмнтрненко А.Д. К-700 и К-701 на снегозадержании.// Техника в сельском хозяйстве. 1978,-№2,- с.49-51.

44. Технология и организация выполнения работы тракторов К-700 и К-701. Справочное пособие.- Алма-Ата: «Кайнар», 1982,- 120с

45. Протокол № 50-63 о результатах опробования агрегатов снегопахов с использованием сцепки СП-15. Целинная МИС . 1964.

46. Терпиловский Е.Ю. Широкозахватные агрегаты на снегозадержании. //Техника в сельском хозяйстве, 1976,-№1.

47. А.с. 231915 А 01 В 13/16. Снегопахотный агрегат.Москаленко ДМ. БИ 1968, №36.

48. А.с. 1218938. А 01 В 13/16. Снегопахотный агрегат. Терпиловский Е.Ю. БИ 1986,-№11.

49. А.с. 1056938. А 01 В 59/04. Широкозахватное сельскохозяйственное орудие. Грибановский А.П. и др. БИ 1983, -№44.

50. А.с. 1493121. А 01 В 13/16. Устройство для соединения с трактором навесных машин. Терпиловский Е.Ю., Таушканов А.Ф. и др. // БИ, 1989,-№26.

51. А.с. 174652 . Е 01 h Оборудование для образования снежных валов. Кочерыгин П.К. и др. // БИ, 1965,-№18.

52. А.с. 1168107. А 01 В 13/16 .Снегопах. / Нужное С.А., Филин B.C. //БИ, 1985,-№11

53. Белобжеский Г.В., Дюнин А.К. и др. Зимнее содержание автомобильных дорог.М.: Транспорт, 1983,-197с.

54. Зайцева А.А. Борьба с ветровой эрозией почв.М.: «Колос».,1970.

55. Бочаров А.П., Андрейчук АЛ. О причинах отрыва почвенной частицы от подстилающей поверхности в процессе ветровой эрозии.Тр. КАЗНИИМЭСХ, том .V, 1971,-с. 7-14.

56. Краснощекое Н.В. Основы построения комплекса машин для защиты почв Западной Сибири от эрозии и засухи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.- Новосибирск, 1974,- 47с.

57. Христенко А.Ф. Сухое земледелие. Теория. Практика. Экономичность.(Зерновые культуры).- Караганда, 1993,-158 с.

58. Юмагулов Г.П. Кукуруза: индустриальная технология возделывания.-Алма-Ата: «Кайнар», 1983,- 127 с.

59. Иванов А.Н., Мишин В.А. Снегоочитстели отбрасывающего действия. — М.: Машиностроение,1982,- 151 с.

60. Киртбая Ю.К. К вопросу о системе сцепок для агрегатирования сельскохозяйственных тракторовУМеханизация и электификация сельского хозяйства.1953, -№ 4- с. 19-23.

61. А.с. 1575957. А 01 В 13/16 Снегопахотный агрегат. Терпиловский Е.ЮУ БИ№ 25,07.07.90

62. А.с. 1595356 А 01 В 13/16 Снегопахотный агрегат. Терпиловский Е.Ю7 БИ№ 40,30.10.91

63. А.с. 1687038 А 01 В 13/16 СнегопахЛерпиловский ЕЛО и другие. / БИ № 28,25.8.92

64. Бать М. М. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т 3.- М.: «Наука», 1973, 488 с.

65. Гоберман Л.А. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин — М.: «Машиностроение», 1988,- 457 с.

66. Грибанове кий А.П. и другие. Коэффициент использования мощности двигателя трактора на снегозадержании /Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана, 1986, № 3

67. А.с.1741625 А 01 В 13/16 Способ снежной мелиорации. Терпиловский ЕЛО. и другие./ БИ 23,23.02.92

68. Снег. Справочник. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1986, 751 с.

69. А.с. 1218938 А 01 В 13/16 Снегопазотный агрегат. Терпиловский Е.Ю./ БИ №11.23.03.86

70. Ас. 1493121 А 01В 13/16 Устройство для соединения с трактором навесных машин. Терпиловский Е.Ю. и другиеУБИ № 26,15.07.89

71. А.с. 1722273 А01В 13/16 Механизм навески. Терпиловский Е.Ю.и другие/ БИ№ 47,01.12.91

72. Ширков А.С., Дмитриенко В.Д. К-700 и К-701 на снегозадержании / Техника в сельском хозяйстве, 1978, № 2, 49 с.

73. Адлер Ю. П. и другие. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: «Наука», 1971,- 283 с.

74. Мельников С.В. и другие. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессах. JL: «Колос», 1972,- 200 с.

75. Налимов В. В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов.- М.: «Наука», 1965,- 340 с.

76. Никифоров А.И. Научные основы использования топлива и смазочных материалов в сельском хозяйстве.М.: Агропромиздат, 1987, 297 с.79.0СТ 10.22.-86. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. КубНИИТИМ, 1987, 62 с.

77. Лихачев B.C. Испытание тракторов. М.: Машиностроение, 1979,- 288 с

78. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных, М.: «Колос», 1973, - 199 с.

79. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных, М: «Колос», 1966,-254 с.

80. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов.- М.: «Наука», 1967, 510 с.

81. Васильев А В., Раппопорт Д.М. Тензометрирование и его применение в исследованиях тракторов. — М.: «Машгиз», 1963,339 с.ш 85. Высоцкий А А. Динамометрирование сельскохозяйственных машин.- М.:

82. Машиностроение, 1968, 291 с.

83. Грибановский А.П. и другие. Комплекс противоэрозионных машин (Теория, проектирование). — Алма-Ата: «Кайнар», 1990, 256 с.

84. Снегопах — валкообразователь усиленный с опорными лыжами СВУ-2,6А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. — Джезказган, 1984

85. Фильчаков П.Ф. Справочник по высшей математике.- Киев: «Наукова думка», 1974. - 743 с.

86. Система технологий и машин для комплексной механизации растениеводства Республики Казахстан на период до 2005 года. Рекомендации ч.2/ НАЦАИ РК, ЦелинНИИМЭСХ — Алматы: РНИ «Бастау». 1998.- 150 с.

87. Протокол Целинной МИС № 30-8-91 государственных испытаний опытного образца соединительных устройств для составления широкозахватных снегопахотных агрегатов. с .Никольское, 1991

88. Протокол Павлодарской МИС № 18-2-92 государственных испытаний опытного образца соединительного устройства для составления широкозахватных снегопахотных агрегатов. — с. Хмельницкое, 1992.

89. Предприятия изготовители сельскохозяйственной техники регионов России. Стран СНГ и Балтии: Справочник ОАО «ВНИКОМЖ» -М. 2001.

90. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов НИР. Под ред. Академика ВАСХНИЛ Г.М. Лозы.-М.: «Колос», 1980, 112 с.

91. Методика определения экономической эффективности технологии и сельскохозяйственной техники. Нормативно- справочный материал. Часть 2 под ред. А.В.Шпилько. М.:РИЦ ГОСНИТИ, 1998. - 251 с.

92. Терпиловский Е.Ю.Эффективность широкозахватных агрегатов на снегозадержании/ Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки.-Костанай, 2002, №3-4- с. 24-27

93. ГОСТ 23728-88-ГОСТ 23730-88. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки.-М: Изд-во стандартов, 1988.-25 с

94. ГОСТ 24055-88-24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатацинно-технологической оценки. Программа и методы испытаний.- М.: Госагропром СССР. 1989, -96 с.

95. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть 1 —М, 1988.- 217 с.

96. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть 2 — М., 1988.-251 с.

97. Антошкевич B.C. Экономическое обоснование новой сельскохозяйственной техники. М.: «Экономика», 1971, - 216 с.

98. Антошкевич B.C. Экономическая эффективность сельскохозяйственных машин — М.: «Экономика», 1967, 182 с.

99. Терпиловский Е.Ю. О целесообразности выполнения снежных мелиораций / Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки. — Костанай. 2002, №3-4 -с. 24-27

100. Терпиловский Е.Ю. К определению показателей качества работы снегопахов. / Вестник науки КГУ им. Байтурсынова. Серия с/х науки. — Костанай. 2004.№ -с.59-62

101. Методические рекомендации по топливно-энергетической оценке с/х ш техники, технологических процессов и технологий.- Москва. ВАСХНИЛ.1. ВИМ.1989.- 59 с.