автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности механизированной технологии возделывания картофеля в условиях малых форм хозяйствования (фермерские и личные подсобные хозяйства)

005007352

ПЕРВУШИН Владимир Федорович

Повышение эффективности механизированной технологии возделывания картофеля в условиях малых форм хозяйствования (фермерские и личные подсобные хозяйства населения)

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

1 2 Я Н В ¿012

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2011

005007352

Работа выполнена в Федеральных государственных бюджетных образовательных учреждениях высшего профессионального образования «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия» и «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Левшин Александр Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Верещагин Николай Иванович

доктор технических наук, профессор Старовойтов Виктор Иванович

доктор технических наук, профессор Борычев Сергей Николаевич

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева»

Защита диссертации состоится 30 января 2012 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16-а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина».

Автореферат разослан « 0Я /г 2011 года и размещен на сайте ВАК www.vak.ed.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.Г. Левшин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

По объёму производства картофеля Россия занимает одно из ведущих мест в мире, при этом на долю РФ приходится около 13% его общего производства. Объём ежегодного производства картофеля в России на протяжении последних 15 лет стабилизирован на уровне примерно 35 миллионов тонн. Для населения России и многих зарубежных стран картофель является ценным и незаменимым продуктом питания. О перспективности культуры свидетельствует и тот факт, что 2008 год назван Международным годом картофеля.

Средняя урожайность картофеля в России по всем категориям хозяйств составляет 120—140 ц/га, что в 3—4 раза ниже урожайности данной культуры, чем в Англии, Голландии, Германии, Финляндии, и не наблюдается тенденция повышения урожайности, как в личных подсобных хозяйствах, так и в с.-х. предприятиях. Это объясняется тем, что экономическое состояние личных и большинства коллективных хозяйств не позволяет на должном уровне поддерживать плодородие почвы, закупать посадочный материал хорошего качества и возделывать картофель на современном технологическом уровне.

Децентрализация производства картофеля из крупных коллективных хозяйств в фермерские и личные подсобные хозяйства населения, а также массовый отвод земель для садово-огородных и дачных целей, практически привела к увеличению производства картофеля в условиях мелких сельхозтоваропроизводителей, на долю которых приходится более 90% всего производства картофеля. В то же время трудозатраты на производство картофеля в этой категории хозяйств превышают в 2 - 3 раза, чем в специализированных предприятиях с интенсивной технологией производства.

Решение данной проблемы требует разработки новых технологических приемов, конструкций рабочих органов и принципов взаимодействия их элементов с обрабатываемой средой, рациональное построение последовательности технологических операций возделывания картофеля в соответствии с зональными экологическими требованиями.

В результате анализа состояния производства картофеля и существующих отечественных и зарубежных технологий возделывания картофеля была выработана следующая рабочая гипотеза: увеличение урожайности картофеля, улучшение его качества, снижение затрат труда, получение экологически чистого урожая может быть достигнуто за счет изыскания новых технологических приемов направленных:

- на создание благоприятных почвенных условий для прорастания клубней и развития растений за счет создания мелкокомковатой структуры почвы;

- на обеспечение условий для дружного (одновременного) прорастания сорняков с целью уничтожения их при технологических операциях по уходу;

- на полное исключение использования гербицидов;

- на повышение полноты удаления ботвы перед уборкой с целью снижения потерь урожая при уборке.

Цель работы: повышение эффективности возделывания картофеля в условиях малых форм хозяйствования на основе совершенствования технологических операций и комплекса машин.

Задачи исследований:

1) выявить и обосновать пути совершенствования технологии и рабочих органов машин для возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения, разработана структурная схема исследований;

2) исследовать технологические характеристики почвы и растений картофеля в период выполнения технологических операций;

3) теоретически и экспериментально исследовать процессы взаимодействия рабочих органов машин с почвой и растениями картофеля;

4) обосновать конструктивно-технологические схемы комбинированного плуга, культиватора для ухода за посадками картофеля, ротационной бороны, ботводробителя и обосновать оптимальные параметры рабочих органов;

5) оптимизировать технологические операции для возделывания картофеля;

6) определить технико-зкономическую эффективность применения разрабатываемой технологии и усовершенствованных машин для возделывания картофеля;

7) разработать практические рекомендации по использованию новых технических средств при производстве картофеля в условиях малых форм хозяйствования.

Объекты исследований: растения картофеля, рабочие органы и машины для его возделывания: комбинированный пахотный агрегат с бороной-выравнивателем; переоборудованная картофелесажалка с барабанами-комкодавителями; модернизированный культиватор для ухода за посадками картофеля и ботводробитель с комбинированным сочетанием рабочих органов.

Предмет исследования. Технология возделывания картофеля и оптимизация параметров и режимов работы рабочих органов.

Методика исследований. Методической основой является комплексный подход, который заключается в анализе конструктивных особенностей рабочих органов и характера их взаимодействия с растительным материалом. Теоретическая часть исследований базируется на закономерностях земледельческой механики, теоретических основах кинематики и динамики, а также тригонометрических функций. Теоретические исследования взаимодействия рабочих органов с почвой и растительным материалом выполнены графоаналитическим путем с использованием программы «МаЛСАБ»

Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с общеизвестными методиками по определению физико-механических и технологических характеристик почв и растительных материалов, а также согласно ОСТ-10.1.3.-2000; ОСТ 10.2.11-2000; ОСТ-Ю.4.3.-99. Испытания с-х техники. Машины и орудия для обработки пропашных культур. Методы оценки функциональных показателей.- М: Минсельхоз России, 1999. Оптимизация технологических процессов выполнена с применением теории планирования экспери-

ментов по плану 23 (ПФЭ). Были разработаны собственные методы исследований микрорельефа поля, степени скольжения ротационного рыхлителя, процесса разрушения растительных материалов, топливно-энергетических показателей МТА. Обработка результатов экспериментов выполнена методом математической статистики с использованием программы «БТАТКТЮА».

Научная новизна заключается в технологическом обосновании комплекса машин для возделывания картофеля в фермерских и личных подсобных хозяйствах населения и оптимизации конструкционных параметров рабочих органов с учетом состояния почвы и технологических свойств растений.

Практическая ценность и реализация результатов исследований

Усовершенствованная технология и рекомендуемый комплекс машин для возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйствах населения обеспечивает повышение урожайности и уровня рентабельности, снижение эксплуатационных затрат, себестоимости картофеля и затрат труда.

Разработана методика и лабораторно-полевая установка для исследования микрорельефа почвы.

Теоретические модели рабочего процесса позволили обосновать параметры и режимы работы рабочих органов и машин для возделывания картофеля (комбинированного пахотного агрегата ПЛН-3-35М+БВ-1; универсального культиватора КОН-2,8М; ботводробителей БД-2 и БД- 4.).

Найдены новые технические решения на уровне изобретений: комбинированное почвообрабатывающее орудие; способ посадки клубней картофеля и устройство для его осуществления; способ ухода за посадками картофеля и устройство для ее осуществления; ротационный рыхлитель; культиватор; ботвоудаляющая машина (ботводробитель).

Результаты исследований внедрены и используются на ОАО «Шаркан-ское РТП», в Удмуртском государственном НИИСХа, а также в фермерских и личных подсобных хозяйствах населения Удмуртской Республики.

Усовершенствованная механизированная технология возделывания картофеля для условий фермерских и личных подсобных хозяйств населения включена в регистр технологий производства картофеля Удмуртской Республики (Система машин для возделывания и уборки картофеля).

Результаты научной работы опубликованы в учебно-методических пособиях «Рекомендации по использованию новых конструктивно-технологических решений для возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения» ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011) и «Механизация производства картофеля» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2004) и используются в учебном процессе при изучении курсов «Эксплуатация МТП» и «Сельскохозяйственные машины».

Апробация Результаты диссертационной работы обсуждены и одобрены на II и III Российских Форумах «Российским инновациям - Российский капитал» в г. Саранске, 9-10 июня 2009 г и в г. Ижевске, 1-3 июня 2010; на Всероссийских специализированных выставках «Картофель - 2002» и «Ово-

щеводство России - 2003», и отмечены Дипломами и благодарственными письмами на имя ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА; на Всероссийских научно-практических конференциях (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 1998 - 2011г.г, ФГОУ ВПО Московский ГАУ им. Горячкина 2002 - 2010 г.г, ГОСНИТИ, ФГОУ ВПО Рязанский ГАУ им. П.А. Костычева), Международной научно-практической конференции «Машинные технологии и новая с.-х. техника для условий евро-северо-востока России» (г. Киров 2000 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 32 печатных работы, в том числе: 13 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ; 5 - патентов на изобретения; 1 - монография; 1 - рекомендации по использованию новых конструктивно-технологических решений; 1 - учебное пособие с грифом УМО; 2 -учебно-методических пособия; 10 - научных работ, изданных в региональных изданиях.

Структура и объём работы. Общий объем диссертационной работы составляет 280 страниц и состоит из общей характеристики, восьми глав, восьми общих выводов, списка литературы (131 источник, из них 5 иностранных), 16 приложений. В приложениях представлены копии патентов, документы о внедрении, акты хозяйственных испытаний и др.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обоснование технологии и технологических операций для возделывания картофеля применительно к производственным условиям малых форм хозяйствования.

2. Механико-технологические основы совершенствования технологии и технических средств для возделывания картофеля.

3. Основные параметры и режимы работы рабочих органов и машин для возделывания картофеля (комбинированного пахотного агрегата ПЛН-3-35М+БВ-1; универсального культиватора КОН-2,8М; ботводробителей БД-2 и БД-4.)

4. Результаты исследований опытных (экспериментальных) машин для возделывания картофеля.

5. Оптимизация технологических операций для возделывания картофеля.

Содержание работы

В общей характеристике работы обоснованы актуальность исследования, перспективность производства картофеля и необходимость повышения эффективности его возделывания в условиях малых форм хозяйствования.

Глава 1. «Состояние отрасли и агротехнологические особенности технологий возделывания картофеля»

В первой главе изложены результаты анализа состояния производства картофеля в условиях малых форм хозяйствования, биологические и почвен-но-климатические условия, предопределяющие технологию возделывания картофеля, анализ существующих технологий и технических средств для возделывания картофеля, их преимущества и недостатки. Сформулирована проблема, научная гипотеза, задачи исследований.

Выполнен анализ научных исследований Р.К.Абдрахманова, С.Н. Боры-чева, Н.И Верещагина, В.И. Виноградова, А.П. Дорохова, Ю.И. Матяшина,

6

H.K. Мазитова, JI.M. Максимова, В.И. Старовойтова, A.A. Сорокина, A.C. Срибного, К.А. Пшеченкова, Г.Д. Петрова, H.H. Колчина, ЮЛ. Колчинского, P.M. Латыпова, Б.Л. Охотникова, А.Е Кузнецова, Г.В Корнеева, А.И. Замотае-ва, Н.В. Шабурова, Д. Шпаара и других ученых.

СТРУКТУРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Анализ производства картофеля в условиях малых форм хозяйствования Анализ существующих технологий возделывания картофеля Анализ рабочих органов и машин для возделывания картофеля Обоснование проблемы и задачи исследований

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Направление совершенствования технологии возделывания картофеля Обоснование способа и устройства для предпосадочной подготовки почвы Обоснование способа и устройства для посадки картофеля Обоснование способа и устройства для ухода за растениями картофеля Обоснование устройства для удаления ботвы картофеля

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ

Классификация рабочих органов и машин для возделывания картофеля Общие закономерности воздействия рабочих органов на почву Обоснование конструктивно-технологической схемы рабочих органов Теоретические исследования рабочих процессов рабочих органов

ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Программа исследований Методика лабораторных исследований Методика экспериментальных исследований Методика эксплуатационных исследований Методика экономической оценки

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования состояния почвы и растений в период выполняемых технологических операций Исследования технологических процессов посадки и ухода за посадками картофеля Исследования технологического процесса резания (рубки) ботвы картофеля Оптимизация технологических процессов ухода за посадками и удаления ботвы

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Сравнительная оценка комбинированного пахотного агрегата Сравнительная оценка ухода за посадками картофеля Сравнительная оценка удаления ботвы картофеля Сравнительная оценка топливо - энергетических показателей

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Материальные затраты Эксплуатационные затраты Накладные расходы Себестоимость производства Уровень рентабельности

Изучены основные направления исследований в области совершенствования технологий и технических средств для возделывания картофеля при ВНИИКХ им. Лорха, Татарского НИИСХ, ВИМ, ВНИИР им Вавилова, Уральского НИИСХ, Челябинского ГАА и других научных организаций.

Рассматривая все факторы, определяющие урожай картофеля и состояние производства картофеля в условиях малых форм хозяйствования, установлена следующая структурная схема исследований.

Глава 2. Пути повышения эффективности механизированной технологии возделывания картофеля

МЕХАНИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ КАРТОФЕЛЯ

Уборка картофеля

Посадка картофеля

Уход за посадками

Предуборочное удаление ботвы

Предпосадочная подготовка почвы

Глава 3. Теоретические исследования рабочих органов и машин для возделывания картофеля.

3.1 Теоретические исследования к обоснованию параметров ротационной бороны

Теоретическому исследованию ротационных рабочих органов и машин посвящены работы многих отечественных и зарубежных авторов. Классификация ротационных рабочих органов по расположению оси вращения в пространстве была выполнена в работе Канарева Ф.М. Исследования ротационных рабочих органов, как в кинематике, так и в динамике достаточно подробно выполнены Ю.И. Матяшиным. Однако, до настоящего времени не были выявлены закономерности формирования траекторий движения и моментов сил, действующих на рабочие элементы ротационной бороны в зоне контакта с почвой в зависимости от показателя кинематического режима работы 1=и/Ух, где и - линейная скорость рабочих элементов бороны, Ут - поступательная скорость агрегата.

Траектория любой точки рабочих элементов ротационной бороны с горизонтальной осью вращения, расположенной фронтально (угол атаки=0) к направлению движения представляет собой циклоиду (рисунок 3.1) и в системе неподвижных координат описывается в параметрической форме уравнениями: х = У^ (+ г; этсй ; У = Г; соваЯ где, УТ- поступательная скорость трактора; I - время; Г;- радиус вращения исходных точек бороны; ш - угловая скорость бороны.

Теоретически возможны три варианта перекатывания бороны:

1. На окружности обода гючвозацепов;

2. На окружности конусной части бороны;

3. На окружности цилиндрической части бороны;

В первом случае, когда борона перекатывается на окружности обода поч-возацепов (рисунок 3.1) все точки бороны лежащие на меньшем радиусе описывают укороченную циклоиду (вытянутую) и их показатель кинематического режима работы Я <1.

Рисунок 3.1 - Абсолютная траектория движения исходных точек ротационной бороны при условии перекатывания по ободу почвозацепов

Во втором случае, когда борона перекатывается на конусной части, все точки бороны, лежащие на меньшем радиусе, описывают укороченную циклоиду (вытянутую) и их показатель кинематического режима работы Я < 1, а точки, лежащие на большем радиусе, описывают удлиненную циклоиду и имеют показатель кинематического режима работы Л> 1.

В третьем случае, когда борона перекатывается на цилиндрической части, все точки, лежащие на её поверхности, описывают нормальную циклоиду и их показатель кинематического режима работы Л=\. Все остальные точки бороны, лежащие на больших радиусах, описывают удлиненные циклоиды и их показатель кинематического режима работы Л>].

Теоретически наиболее благоприятен и эффективен первый вариант, когда борона перекатывается на ободе почвозацепов, при котором точки, расположенные на меньшем радиусе бороны, описывают укороченные (вытянутые) циклоиды, при этом рабочие элементы - скребки-планки бороны - протаскивают верхний поверхностный слой почвы вперед, вычесывают и уничтожают сорняки.

Теоретические исследования перемещения, абсолютной скорости и ускорения скребка-планки в зоне контакта с почвой. Важное место для интенсивности выполняемых технологических операций рыхления почвы и уничтожения сорняков ротационной бороной занимают характер перемещения скребка-планки в зоне его контакта с почвой, их скорость и ускорение.

Графическое построение траектории движения (рисунок 3.2), позволяет наглядно установить, что скребок-планка в момент начала контакта с почвой расположена под острым углом к поверхности почвы, в середине рабочего

хода принимает вертикальное положение, а в конце рабочего хода отрывается от поверхности почвы под тупым углом. При этом на первой половине рабочего хода скребок набирает на себя почву и сорняки, а на втором - протаскивает их и сбрасывает с себя, уничтожая сорняки и разрыхляя почву.

Ут

Рисунок.3.2 - К исследованию перемещения So скребка-планки в зоне его контакта с почвой

Проанализируем отрезок пути бороны с момента начала контакта скребка-планки с почвой (начало протаскивания поверхностного слоя почвы) в точке 0 и конца контакта с почвой (конец протаскивания поверхностного слоя почвы) в точке 6. В момент начала контакта скребка-планки с почвой ее координата у принимает значение, равное гь Следовательно, cosa = г, /(г, + h) или a = arccosfri /(г, + h)]. Тогда cotBX = л - а = ж - arccosfr, /(г, + h)] или tBX = (л - arccostr, /(ri + h)])/ со.

Подставив значения tBX в выражение X = VTt, + г, sincot и учитывая, что VT = cor, / к , получим в системе координат, величину поступательного перемещения скребка-планки к моменту начала контакта скребка-планки с почвой ХВ1 (входа): Хвх = г,(л: - arccos[r, /(г, + h)])/ "к + г, sin(7t - arccosfr, /(г, + h)]).

В момент отрыва (выхода) скребка-планки угол разворота

C0t8blx =71 + arceos [г, /(г, + h)] или tB„,x =(л + arccosfr, /(г, + h)])/co.

Подставив выражения tBblx и VT = юг, / X в выражение (1), получим величину перемещения точки А в момент отрыва скрека-планки от почвы. Следовательно,

X вь,х= г,(зг + arccosfr, /(г, + h)])/ X + г, sin(n + arccosfr, /(г, + h)]).

Зная значения поступательного перемещения скребка-планки Хвх и Хвых, легко выразить отрезок S0 перемещения скребка-планки в зоне контакта с почвой s0 = xBbIX- Хвх.

Абсолютная скорость скребка-планки в зоне контакта с почвой равна геометрической сумме окружной и поступательной скоростей (рисунок 3.3)

Рисунок 3.3 - Определение абсолютной скорости скребка-планки в зоне контакта с почвой.

Используя правило параллело-граммного сложения векторов, модуль равнодействующей найдется по теореме Пифагора

к, к.

У2абс = Н2 + Мг = У2тр *зт2а + (к„с - Уокр * саад)2.

Учитывая, что Уокр = Л*Упас; а =ж-М , получим

+ у2

-2*Утс *Л*Утс *сов(я-Ш ) =

= Упос * л]\ + Л2 +2*Х*со5 т Ускорение скребка-планки в зоне контакта с почвой есть производная абсолютной скорости по времени

а = (О = (»/„« * VI + Л2 + 2 * Л * сое со! ) =

г*(1 + Я2 + 2*Я*соз соЦ = —

2*л/1 + А2 + 2*Л*со8Й><

Результаты расчета перемещения 80, скорости Уа6с и ускорения скребка-планки а в момент начала контакта с почвой, в среднем положении и в момент отрыва от поверхности почвы при кинематическом показателе режима работы Л = 0,5 представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Перемещение 80, скорость Уабс и ускорение <3 скребка-планки ротационной бороны в зоне контакта с почвой при кинематическом показателе режима работы Л = 0,5

Хвч>мм Хвьк>мм Бо, мм м/с Г%,, м/с Г&„ы,,м/с а„ ,м/с2 аср ,м/с2 ^вых ' м/с2

876,3 1165,7 289,4 2,2 1,8 2,2 -2,5 0 2,5

Обоснование числа скребков-планок на ротационной бороне культиватора. За один полный оборот бороны, имеющей Ъ скребков, на пути 5т==2геК, где Я - радиус обода почвозацспов

Сумма отрезков £ рабочего хода в зависимости от числа скребков составит: £ 50 =ZS0.

Если сопоставить значения ЕБ0 и 86, то возможны три случая (варианта): 2 Б0 =г80 < = 2лЯ; I 80 = Б, = 2лЯ или I 80 =1$>0 > 8Т = 2лЯ.

В первом случае технологический процесс вычесывания сорняков и рыхления почвы выполняется с пропусками (рисунок 3.4 а), во втором - без пропусков (рисунок 3.4 б) и в третьем - с перекрытием (рисунок 3.4 в).

Теоретически наиболее благоприятен и эффективен третий вариант, с частичным перекрытием.

6}

Рисунок 3.4 - Технологическая схема рабочего процесса скребка-планки а - с пропусками, б - без пропусков, с - с перекрытием: 1-корневая шейка сорняков; 2-клубни

Для оценки технологического процесса введем понятие коэффициента ц, характеризующего степень перекрытия траекторий скребков-планок бороны Т1 = 180 /Б6 = гБо/Бб или г = т| 5б

В результате, для условия вычёсывания сорняков и рыхления почвы без пропусков при существующих параметрах экспериментальной бороны должно быть установлено число скребков-планок не менее 12.

Обоснование условия перекатывания ротационной бороны без пробуксовки в плоскости обода почвозацепов. Основным рабочим элементом ротационной бороны является рабочая поверхность скребка-планки. Она деформирует и разрушает поверхность гребня. Для расчета сил и моментов, действующих на ротационный барабан, необходимо знать площадь проекции скребка-планки вф на фронтальную плоскость Тогда фронтальная реакция Рф почвы будет равна Рф=11о , где Ио-удельное сопротивление почвы, Н/ м2; Бф - площадь лобовой проекции скребка-планки к ее направлению движения , м2.

Рассматриваемая борона (рисунок 3.5 а) имеет форму катка и под действием активной силы тяги трактора перекатывается по поверхности профиля гребня, при этом из-за деформации почвы возникают силы реакции связи, препятствующие как качению, так и скольжению.

а б в

Рисунок 3,5, а - схема ротационной бороны; б - схема действия активных и их уравновешивающих сил со стороны почвы; в - схема сил действующих на борону в момент

начала перекатывания.

Ротационная борона при равномерном движении перекатывается под действием активной силы тяги трактора и силы Р тяжести бороны приложенных к его оси вращения (рисунок 3.56). Соприкосновение бороны с поверхностью почвы происходит не вдоль одной образующей, как в случае абсолютно твердых тел, а по некоторой площадке по дуге ВД.

Из условия равновесия плоской системы сил, приложенных к бороне, можем записать:

(1)

5Х =*-/> = <> (2)

о (3)

По формуле (1) с учетом условия равновесия получим п~ т? +р _ т> .

^ с к п

По формуле (2) Ы=Р, учитывая, что получим

К К К

Тогда при условии равновесия системы, условие отсутствия перекатывания бороны без пробуксовки по ободу почвозацепов по формуле (3) может быть записано в следующем виде.

Я<Я (4)

О у_у К у_у

\ с) I с,

С учетом известных геометрических размеров ротационной бороны Б = 650, с1 = 250, его силы тяжести и коэффициента трения качения по вспаханному полю 4 = 0,18...0,22 можем установить соотношение сосредоточенных сил Яс и 11п для условия перекатывания ротационной бороны без пробуксовки в плоскости обода почвозацепов ц < 1,44 /? - 7,2 •

Обоснование угла расстановки скребков-планок на бороне. По классической схеме взаимодействия двух материалов при отсутствии удара одного тела на другое их взаимодействие протекает посредством давления и трения.

Со стороны почвы на скребок действует фронтальная сила Рф, а в противоположном направлении со стороны скребка на почву результирующая сила И (рис 3.6 б) под действием которой совершается абсолютное направление движения почвы.

Проанализируем взаимодействие скребка-планки с почвой. При увеличении угла ах расположения скребка к продольной оси бороны результирующая сила II меняет свое направление. При этом в соотношении угла ах и угла фт трения, а следовательно сил и Т возможны три варианта:

1. ах < (рт; тогда Т= N tg а* < Рх = N tgфт

2. ах = фт тогда Т= N а* = Рт = N

3. а^>фт тогда Т=1^а;с>Рт =>^фт

В первом случае, если угол ах меньше угла фт трения почвы о рабочий орган, будет отсутствовать относительное перемещение почвы. Во-втором, когда угол фт между направлением результирующей силы К со стороны скребка-планки на почву и направлением силы нормального давления совпадет с углом ах (рисунок 3.6), то можно утверждать, что почва движется равномерно или находится в состоянии между относительным покоем и движением. В третьем случае, когда угол ах направления результирующей силы Я окажется больше угла фх трения (а* > (¡>т), то разность сил Т- Ртр передается почве, сообщая ей ускоренное относительное движение.

Рисунок 3.6 Схема действия сил, между скребком-планкой и почвой Наиболее благоприятным и эффективным условием достижения технологического процесса разрушения почвенной корки, вычесывания и протаскивания сорняков с их корневой шейкой, является третий вариант расстановки скребков-планок на бороне под углом а* > фт , при этом условии почва и сорняки будут иметь относительное перемещение вдоль скребка-планки.

Для обоснования конструктивно-геометрических параметров рабочего органа ботводробителя важное место занимают геометрические параметры гребня. Наружный контур (рисунок 3.7), теоретически можно принять в виде трапе-

3.2 Теоретические исследования к обоснованию параметров ботводробителя

ции со среднестатистическими параметрами: по высоте гребня Н^Ъан, по ширине междурядья В±3ав и по ширине вершины гребня в±3а„.

6±3ае

Рисунок 3.7 - К обоснованию параметров ножа ботводробителя а, аь аг- касательные к кривой

По данным НИИКХ им. Лорха Московской области наибольший урожай картофеля получен в технологии с междурядьем 0,70 м при высоте гребней перед уборкой 0,18 м, ширине по верхнему основанию 0,10...0,12 м и площади поперечного сечения 0,08 м:. По геометрическим параметрам гребня с помощью компьютерного твердотельного моделирования в системе Компас-ЗБ смоделирована рабочая секция ботвоизмельчителя, а также получена массо-центровочная характеристика ротора (рисунок 3.8): Л7рот=8,830 кг; масса ножа от„=0,805 кг; момент инерции ротора относительно оси вращения /рох=0,0204 кгхм^; момент инерции ножа относительности подвеса У01У1 =0,022 кг*м2.

© Ф»1п е»Д»оор Стащу Cneur.J~-.ouw <в»« £гог~гш ^йлиог^ .. X

Рисунок 3.8 -Электронная модель ротора ботводробителя полученная с помощью компьютерного твердотельного моделирования в системе Компас-ЗО

Динамика шарнирно закрепленного ножа ботводробителя. Для машин ротационного типа с шарнирно-закрепленными рабочими органами актуальна задача определения оптимального соотношения частоты вращения ротора и параметров режущего ножа.

Нож 1 рассмотрим как физический маятник, подвешенный на роторе 2 на оси '0] Ух (рисунок 3.9).

А

Рисунок 3.9 -Схема конструктивно геометрических параметров и действующих сил, приложенных на нож ботвонзмельчнтеля; 1 - нож, 2 - ротор

При вращении последнего с постоянной угловой скоростью со (рад/с) на холостом ходе силы центробежная Fe и трения в шарнире Fmp (Н) устанавливают нож по оси симметрии с центром тяжести в точке С0. При резании (рубке) ботвы силой сопротивления R (Н) нож отклоняется на угол 8 (рад) и, достигнув максимального значения 5мах, под действием сил Fe и тяжести, приложенных в т. С, совершает затухающие колебания с остановкой в исходном положении. Моменты кориолисовой силы F и нормальной реакции N в шарнире относительно оси 0¡ Yx равны нулю, действием тангенциальной силы инерции F пренебрегаем из-за малости.

Дифференциальное уравнение движения ножа относительно оси подвеса в этом случае имеет вид: d2S

J —тг =R h - Fmpxrul- тн glc sinh - Fe l ¿sinfó - у), (5)

dt

где J - момент инерции ножа относительно оси подвеса 0\Y\, кгм2; l¡ - расстояние от т. 0[ до точки приложения R, м; гш - радиус шарнира, м; тн- суммарная масса ножа, кг; /с - расстояние от т. 0\ до центра тяжести ножа, м; у - текущий угол отклонения ножа относительно оси ротора, град.

Силы /v=/7p.[mH gcosS + Fc cos(5 -у)], (6)

Fe= m„ a2ОС, (7)

где/р - коэффициент трения в шарнире; ОС = г0 + /с (найдено из треугольника OOiC по теореме косинусов, при этом из-за малости 5 принято cos 5 =1). Из (5) с учетом (6), (7), sin 5 = 0 и у < 8 после преобразования получим

J 5 = т„ lc [g + со2 (го + IJJS + Fmp т„ r„[g + со2 (r„ + IJJ - R I, = 0. (8)

Для физического маятника сумма третьего и четвертого членов равна нулю. С учетом этого из (8) получим уравнение гармонических колебаний ножа <5 = *5max smipt + а), где р =v'mH + to2 X (r0 + lc))fj - частота колебаний, рад/с; а -начальная фаза колебаний, рад.

С учетом технических условий устойчивой работе соответствуют углы Smax < я/18 и а = л/2. При этом рабочий угол ножа (фаза измельчения ботвы) составляет фраб= л/2, а угол холостого хода - фм " Зтг/2 (рисунок 3.10а).

^ N X ХЧ

/ ч/ \ / \

Л X \/ N

/ \ / \ Л \

I I \ М 1

1 ! V 'I.......-...........)

ей / v > ч/ !

\/ Y Л / s. / \ / \ /

N. ^ \ / V/

Рисунок 3.10- а) Схема работы ножа (уа—скорость ножа), б) схема движения ножа в первом полупериоде колебании

Для устойчивой работы нож должен восстановить свое исходное положение за время холостого хода ^ = (ри/ш = Зл/2ш, соответствующее условию (рис. 3.106)

Т/4 < txr< Т/2,

(9)

при котором нож не совершает полного оборота относительно оси подвеса, энергия его колебательного движения и сила трения в шарнире компенсируют ударную нагрузку при врезании в ботву (Т=2к/р - период колебаний ножа, с; р - частота колебаний, с"1).

Нижнюю границу со найдем из (9) при условии < Т/2, или со = Зр/2, откуда

и>

\

(10)

Полученная зависимость (10) определяет соотношение параметров рабочего органа, влияющих на динамику его работы.

Определение частоты вращения ротора ботводробителя. Эффективность работы ботвоуборочных машин зависит от частоты вращения п (мин-1) ножа, определяемой работой резания, Дж.

Лр=Лух5, (11)

где Ау - удельная работа резания, Дж/м2; 5- площадь среза, м2.

При движении агрегата с рабочей скоростью V (м/с) нож 1 ботвоизмель-чителя (рисунок 3.11а) при резании описывает часть циклоиды аЪ. При допущении, что аЪ — четверть окружности, площадь среза равна четверти боковой поверхности двух усеченных конусов (рис.3.116):

5=2х5к/4=7г/(г+Л)/2, (12)

где 5К- боковая поверхность усеченного конуса, м2; г, Я- минимальный и максимальный радиус вращения ножа длиной /, м;

а б

Рисунок 3.11 - К определению частоты вращения ротора

а - траектория движения ножа ботвоизмельчителя; б - ботвоизмельчитель; 1 - нож; 2 - ротор

За время одного оборота ротора его угловая скорость изменяется от максимального до минимального значения. Из этого следует, что

ЛР = ТН-Т„ (13)

где Т„ ,ТК- кинетическая энергия ножа до и после резания, Дж.

Для обеспечения стабильного резания собственные колебания ножа совершаются с небольшой амплитудой. Принимаем допущение, что ротор и ножи вращаются как единое целое с некоторой средней угловой скоростью со. При этом условии можно записать:

Тя = [J + k (Ji + m„ го2)] сои2/2,

ТК = [J+ k (У>+ дан го2)] cük2/2. (14)

где J— момент инерции ротора относительно оси вращения у, кгм2; J1 - момент инерции ножа относительно оси подвеса уь кг-м2; к - количество ножей; т„- масса ножа, кг; Л) -расстояние между осями у и у/, м; <ын, сик - угловая скорость ротора до и после резания, рад/с.

При резании, за время одного оборота, угловая скорость ротора изменяется от максимального ютах до минимального «min значения. Этот процесс повторяется периодически. Величину изменения угловой скорости оценивают коэффициентом неравномерности 5:

(Ун = СО mm = СО (1 + (5/2), СОк =0) min = СО (1- (5/2). (15)

Из (13) суметом (11), (12), (14), (15) находим минимально допустимую угловую скорость ротора

(1б)

где 8 = 0,01... 0,03 (принята в практике эксплуатации ротационных машин).

В результате по удельной работе резания ботвы Ауд=19...63 кДж/м2, полученной экспериментальными исследованиями и по данным массо - центровочной характеристики ротора получена минимально допустимая (критическая) угловая скорость ротора ботвоизмельчителя в зависимости от радиуса вращения лезвия ножа со=119 ... 216 рад/с, которой соответствует частота вращения ротора и =1137 ... 2064 мин"1.

ГЛАВА 4. Программа и методика лабораторных и полевых экспериментальных исследований

Программой и методикой экспериментальных исследований предусматривалось выполнение следующего объёма работ.

1. Определить основные показатели, характеризующие состояние поля и культуры на корню (геометрические параметры гребня, влажность, твердость и гранулометрический состав почвы, засоренность участка сорняками к моменту выполняемых технологических операций).

2. Разработать и изготовить профилограф для исследования микрорельефа поля.

3. Разработать и изготовить лабораторные установки для исследования технологических процессов по подготовке почвы к посадке, междурядной обработке, измельчению ботвы картофеля.

4. Изучить с помощью лабораторных установок влияние конструктивных параметров и режимов работы рабочих органов на выполняемые ими технологические процессы.

5. Изготовить полевые экспериментальные машины для возделывания картофеля.

6. Установить, используя методику планирования многофакторного эксперимента, оптимальные параметры и режимы работы машин.

7. Определить энергетические и технико-экономические показатели экспериментальных машин для возделывания картофеля.

8. Для исследований микрорельефа поля, степени скольжения ротационного рыхлителя, процесса резания (рубки) ботвы картофеля, топливно-энергетических показателей МТА были выработаны специальные методики исследований и разработаны следующие лабораторно-полевые установки (рисунок 4.1 - 4.4).

Рисунок 4. 1-Лабораторная установка к исследованию процесса рыхления почвы и уничтожения сорняков ротационной бороной

Рисунок 4.2 - Схема маятникового копра к исследованию процесса разрушения ботвы картофеля

Рисунок 4.3 -Схема профило-графа к исследованию продольного микрорельефа поверхности гребия

Рисунок 4.4 - Монтажная схема топливного расходомера к трактору МТЗ - 80/82 к исследованию энергетических показателен

Глава 5. Результаты полевых и лабораторных исследований

В период выполняемых технологических операций были изучены условия проведения исследований (геометрические параметры гребня, гранулометрический состав, влажность и твердость почвы). При междурядной обработке картофеля площадь поперечного сечения гребня составляла в пределах от 726.75 до 814,15 см 2 при влажности почвы 14...17%, плотности - 1.17 до 1,18 г/см2 и твердости на глубине от 3 до 6 см от 1,3 доЗ,7 кг/см". В лабораторных условиях выполнены исследования степени скольжения (протаскивания) ротационной бороны в зависимости от вертикальной нагрузки и поступа-

тельной скорости агрегата. Установлено, что с увеличением вертикальной нагрузки на борону его скольжение уменьшается, а с увеличением скорости -увеличивается.

Во время удаления ботвы картофеля выполнены исследования биологической урожайности ботвы картофеля, засоренности участка сорняками, исследования поперечного и продольного микрорельефа поверхности гребня, размещения и полеглости растений в поле. В результате масса ботвы одного куста картофеля при удалении ботвы составляла в пределах от 0,025 до 0,70 кг при урожайности 138 ц/га. Засоренность участка сорняками - 17...27 шт/м2. Геометрические параметры гребня (перед удалением ботвы) характеризовались: высотой гребня - 0,181м при <тя =0,024 м и шириной по вершине гребня 0,094 м при ае=±0,027 м

В результате лабораторных исследований технологического процесса удаления ботвы картофеля получена удельная работа резания (рубки) ботвы -Ауд=19...63 кДж/м2

Глава 6. Оптимизация технологических операций для возделывания картофеля

Оптимизация технологического процесса рыхления почвы и уничтожения сорняков ротационной бороной. Для анализа и оптимизации процесса уничтожения сорняков использовали описание поверхности отклика ПФЭ типа 23. За критерий оптимизации У, характеризующий процесс ухода за растениями картофеля, принята полнота уничтожения сорняков. В результате расчёта коэффициентов уравнения регрессии получена математическая модель процесса уничтожения сорняков ротационной бороной в виде

Г=98,42+19,52-Ум-0,00092-Сд+4,9952-2-5,3489 Ум2-0,0000025-вд--0,1854-22-0,000398-Ум Си+0,4148-Уи 2+0,000157-Сд 1.

Проверка значимости каждого коэффициента выполнена построением доверительного интервала, проверка однородности дисперсии параллельных опытов - по С-критерию Кохрена. Адекватность модели проверена с помощью /^-критерия Фишера. Все результаты выполнены при уровне значимости 5%, что даёт достоверность результатов с вероятностью, равной 0,95.

Для анализа математической модели поверхности отклика представлены в виде двумерных сечений (рисунок 6.1), дающие наглядное представление параметра оптимизации в зависимости от изменения факторов.

По двумерным сечениям поверхности отклика были определены оптимальные значения поступательной скорости, вертикальной нагрузки и число скребков-планок ротационной бороны в закодированном и раскодированном виде, обеспечивающие полноту уничтожения сорняков не менее 93.6%: Х1=0,5603 (Тм=2,45 м/с), Х2^0,3141 (С;Г 148,72 Н), Х3=0,5558 (2= 16 шт).

Рисунок 6.1 - Двумерные сечения поверхности отклика, характеризующие полноту уничтожения сорняков

.0,2 Xi

По оптимальным значениям вертикальной нагрузки и числа скребков -планок, уравнение отклика в зависимости от скорости движения агрегата принимает вид: Y=131,06 +6,58VM -5,35 VM2 и позволяет прогнозировать полноту уничтожения сорняков ротационным рыхлителем в зависимости от поступательной скорости агрегата.

Оптимизация технологического процесса измельчения ботвы картофеля. Полевые исследования процесса измельчения ботвы картофеля проводились в условиях ОАО «Путь Ильича» Завьяловского района Удмуртской Республики.

В качестве параметра оптимизации принята полнота удаления ботвы: v=£zixioo%,

L

где I, - средняя длина ботвы на опытном поле до экспериментов, м; /¡, -средняя высота остающихся черешков ботвы на i-ой делянке, м.

Для оптимизации полноты удаления ботвы использовали трехуровневый план второго порядка Бокса-Бенкина. В качестве основных управляемых факторов для оптимизации технологического процесса измельчения ботвы были приняты: Xi - поступательная скорость движения (машины); х2- окружная скорость ножа; х3- угол постановки лезвия ножей.

Расчеты коэффициентов математической модели выполнены при помощи программы «STATGRAPHICS Plus for Windows» на ЭВМ. В результате получена математическая модель процесса измельчения ботвы рабочим органом ботвоизмельчителя, в следующем виде:

у=85,59-2,51х)+3,07875x2+Q,95375х3-2,72х,2-3,4675х22 -2,0125х32 -1,5875xix2+0,55х2х3

По двумерным сечениям поверхности отклика (рисунок 6.2) получена полнота удаления ботвы картофеля (не менее 85% по агротехническим требо-

ваниям) при поступательной скорости движения ботвоизмельчителя в закодированном и раскодированном виде х1=-0,625 Ут= 1,62м/с; окружной скорости ножа х2=0,609 (Кд=23,65 м/с); угле наклона лезвия ножа х3=0,276 (т=27,7 град).

Рисунок 6.2 - Двумерные сечения поверхности отклика характеризующие полноту удаления ботвы

-1 -0,6 -0,2 0,2 0,6 1 Х2

в

По значениям частоты вращения ротора и углу резания математическая модель принимает вид:

у=74,651 +13,06Ри -3,68 Ут2

Формула позволяет по заданной скорости движения ботвоизмельчающей машины прогнозировать полноту удаления ботвы картофеля.

Глава 7. Результаты производственных исследований машин и рабочих органов для возделывания картофеля

Сравнительная оценка комбинированного пахотного агрегата. Качество работы комбинированного агрегата оценивалось степенью крошения почвы, полнотой заделки растительных остатков, выравненное™ почвенного фона, коэффициентом глыбистости верхнего слоя. По сравнению с контролем (комбинированный пахотный агрегат МТЗ-82+ПЛН-3-35 с зубовыми боронами БЗС-1) работа нового комбинированного агрегата характеризовалась повышением производительности, за счет маневренности агрегата и качественных показателей. Результаты исследований приведены в таблице 7.1

Таблица 7.1 - Результаты производственной оценки комбинированного агрегата МТЗ-

82+ПЛН-3-35+БВ-1

Показатели МТЗ-82+ ПЛН-3-35+ БЗСС-1 МТЗ-82+ ПЛН-3-35М+ БВ-1

1.Влажность почвы, % 18,5

2.Твердость почвы, МПа 0,15

4. Степень крошения почвы, % с содержанием фракций, мм; МенееЮ 58 86

10-25 25 8

25-50 12 3

50-100 5 3

5.Выравненность почвенного фона, % 73 96

б.Заделка растительных остатков, % 89 97

7.Глыбистость почвы, % 5 3

Данные производственных испытаний, показали, что комбинированный агрегат МТЭ-82+ПЛН-3-35М + БВ-1 по сравнению с контрольным МТЗ-82+ПЛН-3-35 + БЗС-1 имеет преимущества по степени крошения почвы (86%, против 63%), заделке растительных остатков (97%, против 89%), выравненное™ почвенного фона (96%, против 73%), глыбистости почвы после обработки (3%, против 5%).

По результатам технико-экономических показателей наблюдается:

- повышение сменной производительности - на 6,25 %.

- снижение погектарного расхода топлива, а следовательно, энергозатрат на 13,14 %

- снижение затрат труда 5,87 %

- снижение эксплуатационных затрат на 3,64 %.

Сравнительная оценка культиватора и ротационного рыхлителя для ухода за посадками картофеля. Исследования и испытания выполнены на производственных площадях учебно-опытного хозяйства «ФГОУП УОХ Июльское» Ижевской ГСХА.

Анализируя результаты проведенных исследований, установлено, что у сравниваемых культиваторов повышение скорости движения агрегата сопровождается увеличением степени выкорчевывания клубней (рисунок 7.1). Рост степени выкорчевывания клубней при увеличении скорости движения объясняется увеличением интенсивности отброса почвы скребками-планками. Причем у серийного рабочего органа (контрольного) этот показатель выше в сравнении с опытным рабочим органом и составляет 10,9% против 6,5% у опытного. Такая разница объясняется тем, что у серийной (контрольной) бороны, в сравнении с опытной, повышение степени выкапывания клубней происходит из за штырей, приваренных к скребкам-планкам, проникающим в гребень до глубины посадки клубней.

2 15

ю >>

о;

I 10

га ш л ш

ш ^

л ш л

| о

¿5 0,8 1,2 1,6 2 2,4

м/с

—О— - серийный культиватор КОН - 2,8 с БРУ-0,7;

2 " экспериментальный культиватор КОН - 2,8М с БРУ-0,7М;

Рисунок 7.1 - Степень выкорчевывания клубней картофеля в зависимости от скорости поступательного движения культиватора

При сравнительных опытах были проведены исследования степени уничтожения сорняков ротационными боронами (таблица 7.2).

Таблица 7.2 - Результаты исследования степени уничтожения сорняков культиватором

с ротационной бороной БРУ-0,7М в сравнении с серийной - БРУ-0,7

Показатели Количество уничтоженных сорняков

Культиватор с экспериментальными боронами БРУ - 0,7М Культиватор с серийными боронами БРУ-0,7

% шт. % шт.

Через 4 дня после первой обработки 93,4 163 82,8 144

Контроль 100 174 100 174

Через 4 дня после второй обработки 72,7 8 36,7 11

Контроль 100 11 100 30

Результаты исследования степени уничтожения сорняков модернизированным культиватором с боронами БРУ-0,7М в сравнении с контрольным культиватором показали, что модернизированный культиватор в сравнении с контрольным имеет преимущества и по степени уничтожения сорняков (93,4% против 82,8%) - при первой обработке междурядий и (72,7% против 36,7%) - при второй обработке.

Такой результат объясняется тем, что конструкция ротационной бороны БРУ-0,7М, в отличие от бороны БРУ-0,7 вычесывает сорняки, разрушая связь

25

корневой шейки сорняков с почвой, оставляя их на поверхности междурядья без возможности заново укорениться в почве.

Для оценки структуры урожая, полученного в результате междурядной обработки картофеля модернизированным культиватором в сравнении с культиватором контрольным с серийными ротационными боронами БРУ-0,7, перед уборкой урожая был собран картофель на площади 10 м2 с 4-х кратной по-вторностью в различных местах участка. Результаты представлены в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Выход клубней при уходе за посадками картофеля

Показатели Культиватор с экспериментальными боронами БРУ - 0,7М Культиватор с серийными боронами БРУ-0,7

шт. кг. % шт. кг. %

Фракция картофеля:

мелкая (масса клубня менее 50 г) 36 1,24 7,2 78 2,74 18,1

средняя (масса клубня 50... 80 г) 61 4,3 24,9 43 2,99 19,8

крупная (масса клубня более 80 г) 115 11,01 63,7 91 8,2 54,2

позеленевшие клубни 7 0,73 4,2 13 1,19 7,9

Всего 219 17,28 100 244 15,12 100

Урожайность, ц/га 172,8 114,3 151,2 100

На контрольном участке получена урожайность картофеля 151,2 ц/га, а на опытном 172,8 ц/га, т.е. на 14,3% больше. Выход клубней по фракциям отличается тем, что на опытном участке масса клубней крупной фракции (масса клубня более 80 г) составила 63,7% от общей массы, а на контрольном -54,2%. .Масса мелкой фракции (менее 50 г) составила на опытном 7,2%, а на контрольном-18,1%, что свидетельствует о том, что в гребне, сформированном модернизированным культиватором, были созданы более благоприятные условия для развития растений.

80

5

§• 60

^

га а

■е-

Ф 40 ^

I ГО

I20 §

о _

18,1

24,9

— .19.8

□

63,7

4,2

7,9

Менее 50 г

50-!

Более ?

Позеленевшие клубни

- экспериментальный культиватор КОН - 2,8М с БРУ-0.7М; ■ серийный культиватор КОН - 2,8 с БРУ-0,7;

Рисунок 7.2 - Выход клубней в зависимости от приемов возделывания

Сравнительная оценка машин для удаления ботвы картофеля. В

Ижевской ГСХА с 1998 года по настоящее время велась работа над созданием и совершенствованием ботводробителя. Все исследования и испытания проводились на производственных площадях «ФГУП УОХ Июльское» Ижевской ГСХА и в пригородном хозяйстве ОАО «Путь Ильича» Завьяловского района Удмуртской Республики.

Первоначально был изготовлен 4-х рядный ботводробитель (рисунок 7.3 а) с вертикальной осью вращения рабочих органов, который нашел широкое применение во многих хозяйствах Удмуртской республики. Ботводробитель имеет раму, на которой установлены три конических редуктора, связанных между собой цепными муфтами. Рабочими органами являются сферические диски диаметром 0,4 м, с внешней стороны которых закреплены шарнирно три цепи длиной 0,5 м

в г

Рисунок 7.3 Схемы ботводробителей а - рабочий орган (хлесталка) с вертикальной осью вращения, б - рабочий орган с горизонтальной осью вращения, с цепями подвешенными над междурядьем; в - рабочий орган с шарнирно подвешенными ножами-лентами над междурядьем; г - рабочий орган комбинированный с горизонтальной и с вертикальной осями вращения

Привод рабочих органов осуществляется от вала отбора мощности трактора через конические редукторы. Частота вращения рабочих органов составляет (п = 540 мин"'). Достоинством цепного ботводробителя (хлесталки) является простота конструкции, высокая производительность. Недостатком - низкая полнота удаления ботвы (50...60%), особенно при полёглой ботве. Далее,

с целью повышения полноты удаления ботвы, были изготовлены и исследованы опытные 2-х рядные бо'Гводробители с горизонтальной осью вращения с цепями (рисунок 7.3 б) и ножами-лентами (рисунок 7.3 в), подвешенными над междурядьем, а также комбинированный ботводробитель (рисунок 7.3 г) с рабочими органами с горизонтальной и вертикальной осями вращения.

Исследования полноты удаления ботвы проводились при следующих режимах:

1. С изменением окружной скорости ножа У„ (14; 20; 26 м/с) при постоянной поступательной скорости агрегата 1,94 м/с;

2. С изменением поступательной скорости агрегата Ут (1,02; 1,39; 1,94; 2,61; 3,02 м/с) при постоянной окружной скорости ножа 26 м/с.

Результаты исследований представлены в виде графических зависимостей (Рисунок 7.4 и 7.5).

с горизонтальном осью вращения

комбинированный

с вертикальном осью вращения

14 20 26

Окружная скорость ножа Ун. м/с

Рисунок 7.4 - Полнота удаления ботвы рабочими органами ботвоизмельчителей в зависимости от окружной скорости ножа при поступательной скорости агрегата У„=1,94 м/с

90

ГС 85

I Ф ^ 80

с; (тз 75

ч: 3 70

Р р 65

0 1 £ 60

о 55

с: 50

Т-

Г-г

I- •г

-с— с вертикальной осью вращения

-□-комбинированны й

-¿г-с горизонтальной осью вращения

1.02 1,39 1,94 2,61 3,02 Скорость движения машины \/т.м/с

Рисунок 7.5 - Полнота удаления ботвы в зависимости от поступательной скорости движения машины при окружной скорости ножа К„=26м/с, массе ботвы 91,4 ц/га

и её полеглости 74%

Наилучшие качественные показатели получены ботводробителем с горизонтальной осью вращения с рабочим органом в виде ножей-лент, обтекающих геометрическую профиль гребня.

Результаты экспериментальных данных свидетельствуют о том, что с повышением поступательной скорости агрегата полнота удаления ботвы у всех трех вышеприведенных ботводробителей понижается, однако более лучшие показатели получены ботводробителем с горизонтальной осью вращения и рабочим органом в виде ножей-лент, обтекающих геометрическую профиль гребня. При этом полнота удаления ботвы при поступательной скорости агрегата от 1,02 м/с до 3,02 м/с составила от 68,7 до 83,4 %.

Глава 8. Технико-экономическая оценка технологий возделывания картофеля в условиях фермерских и личных хозяйств населения

Результаты показателей структуры затрат на производстве картофеля сравниваемых технологий и их технико-экономические показатели сведены в таблицу 8.2.

Таблица 8.2- Структура затрат и экономические показатели сравниваемых технологий

Удельные затраты Технология массового применения Предлагаемая технология Изменение

руб/га в% к итогу руб/га в % к итогу +/- %

Урожайность, т/га 14,5 20 +6,5 +37,9

Эксплуатационные затраты: 28 426 33,3 25 155 30,7 -3 271 -11,5

в т.ч. амортизация 7 254 8,5 6 388 7,8 -866 -11,9

ТО и ремонт 4 559 5,3 3 956 4,8 -603 -13,2

ГСМ 5 604 6,6 5 432 6,6 -172 -3,1

заработная плата 11009 12,9 9 379 11,5 -1 630 -14,8

Материалы: в т.ч. 49 300 57,6 49 300 60,2 0 0

минеральные удобрения, 5 000 5 000 0 0

семена, 30 000 27 900 2100 -2100 -7,0

органические удобрения, 9 000 9 000 0 0

гербициды, 3 000 3 000 0 0

фунгициды, инсектициды 2 300 2 300 0 0

Материально-эксплуатационные затраты 77 726 90,9 74 455 90,9 -3 271 -4,2

Накладные расходы, 10% 7 773 9,1 7 446 9,1 -327 -4,2

Производственные затраты 85 499 100 81 901 100 -3 598 -4,2

Себестоимость, руб/т 5 897 4 095 -1 802 -30,6

Цена реализации, руб/т 10 000 10 000 0 0

Прибыль 59 501 118 099 +58598 +98,5

Уровень рентабельности,% 69,6 144,2 +74,6 207,2

Затраты труда, чел-час/га 149,8 141,3 -8,5 -5,7

Основная доля суммарных затрат в обоих технологиях приходится на материалы, при этом её доля в усовершенствованной и традиционной технологиях составляет от общих затрат соответственно 62,7 и 59,51%.

Предлагаемая технология с величиной междурядья 75 см с использованием комплекса усовершенствованных машин в сравнении с технологией массового применения с величиной междурядья 70см позволяет обеспечить:

- повышение урожайности на 37,9%;

- экономию семян на 7,0%;

- снижение суммарных эксплуатационных затрат на технологических операциях на 11,5%;

- снижение себестоимости картофеля на 30,6%;

- повышение уровня рентабельности с 69,6 до 141,3%;

- снижение затрат труда на 5,7%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. В настоящее время сельскохозяйственной наукой и практикой разработаны разные технологии и технологические приемы возделывания картофеля, однако, в сложившихся производственных условиях они не находят эффективного применения в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения. Требуется специальная система малогабаритных машин, отвечающих условиям работы в фермерских и личных подсобных хозяйствах населения.

2. Для повышения эффективности производства картофеля разработаны конструктивно-технологические схемы: комбинированного пахотного агрегата (патент № 2224394); ротационного рыхлителя (патент № 2388199); ботвод-робителя (патент №2216902); способ и устройство для ухода за посадками картофеля (патент №2271644).

3. В результате полевых экспериментальных исследований комбинированного трехкорпусного плуга ПЛН-3-35 с бороной-выравнивателем оптимизированы: расстояние между бороной-выравнивателем и диагональным брусом плуга 800 мм, длина бороны-выравнивателя - 1150 мм, длина и диаметр зубьев соответственно 150 мм и 18 мм. Производственные испытания опытного комбинированного агрегата МТЗ-82+ПЛН-3-35М + БВ-1 показали, в сравнении с контрольным МТЗ-82+ПЛН-3-35 + БЗТС-1, преимущества по степени крошения почвы (86%, против 63%), заделке растительных остатков (97%, против 89%), выравненное™ почвенного фона (96%, против 73%), глы-бистости почвы после обработки (3%, против 5%). По результатам технико-экономических показателей наблюдается повышение сменной производительности на 6,25%; снижение погектарного расхода топлива - на 13,14%; снижение затрат труда -5,87% ; снижение эксплуатационных затрат - 3,64%.

4. Графо-аналитическими исследованиями ротационной бороны установлено, что скребок-планка бороны в момент начала контакта с почвой расположена под острым углом, в середине рабочего хода, принимает вертикальное положение, а в конце рабочего хода отрывается от поверхности почвы

под тупым углом. Таким образом, на первой половине рабочего хода скребки-планки набирают на себя почву и сорняки, а на втором - протаскивают их и сбрасывают с себя.

Установлены размерно-геометрические параметры ротационной бороны - диаметры кольцевых ободьев большого, среднего и малого диаметра соответственно 340, 245 и 150 мм. Расстояние между кольцевыми ободьями 60 мм. Длина, ширина и толщина скребка-планки соответственно 245, 30 и 5 мм. Рассчитаны скорость и ускорение скребка - планки в зоне контакта с почвой при показателе кинематического режима работы X = 0,5 в начале контакта с почвой, в среднем положении и в момент отрыва от поверхности почвы соответственно: Г&„ = 2,2м/с, Г&сР=1,8м/с, Г6с.и,=2Д«/с; Я<а = ~ 2,5м/с2] аср = 0м/с1: atba = -2,5м/с1. Выполнено обоснование условия вычёсывания сорняков и рыхления почвы без пропусков, при этом установлено, что при условии перекрытия траекторий движения число скребков-планок на ротационной бороне должно быть не менее 12.

5. Методом математического моделирования технологического процесса уничтожения сорняков ротационной бороной установлены условия максимальной полноты уничтожения сорняков при поступательной скорости агрегата FM=2,45 м/с, вертикальной нагрузке на борону Gjf-148,72 Н, и количестве скребков-планок Z=16 шт. По значениям вертикальной нагрузки и числу скребков - планок, при которых обеспечивается наибольшая эффективность процесса уничтожения сорняков, математическая модель полноты уничтожения сорняков в зависимости от скорости движения агрегата принимает вид Y=131,06 +6,58VM -5,35 Vj и позволяет прогнозировать полноту уничтожения сорняков ротационным рыхлителем в зависимости от поступательной скорости движения агрегата.

6. С помощью компьютерного твердотельного моделирования в системе KoMnac-3D смоделирована рабочая секция ротора ботвоизмельчителя и получена его массо-центровочная характеристика: мрот=8,830 кг; масса ножа тя=0,805 кг; момент инерции ротора относительно оси вращения Jp0T=0,0204 кгхм2; момент инерции ножа относительно оси подвеса Joiyi =0,022 кгхм".

По удельной работе резания ботвы Ауд=19...63 кДж/м2, полученной экспериментальными исследованиями, а также по данным массо-центровочной характеристики ротора получена минимально допустимая (критическая) угловая скорость ротора ботводробителя в зависимости от радиуса вращения лезвия ножа в пределах от 119 до 216 рад/с, которой соответствует частота вращения ротора и= 1137... 2064 мин"1.

7. Методом математического моделирования технологического процесса удаления ботвы определены условия полноты удаления ботвы не менее 85% при поступательной скорости ботводробителя Vm= 2,35 м/с, линейной скорости ножа Vif= 20,0 м/с и угла резания г =27,7...28,8°. Математическая модель полноты удаления ботвы в зависимости от поступательной скорости агрегата Y=74,65+13,06VU -3,68 VM2 позволяет прогнозировать полноту удаления ботвы в зависимости от поступательной скорости агрегата.

8. Усовершенствованная технология и рекомендуемый комплекс машин для возделывания картофеля экономически оправдывает себя применительно в условиях фермерским и личным подсобным хозяйствам населения, при этом применение усовершенствованной технологии с предлагаемым комплексом машин обеспечивает:

- повышение урожайности на 37,9%;

- экономию семян на 7,0%;

- снижение эксплуатационных затрат на 11,5%;

- снижение себестоимости картофеля на 30,6%;

- повышение уровня рентабельности с 69,6 до 141,3%;

- снижение затрат труда на 5,7%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. В изданиях, рекомендованных высшей аттестационной комиссией

1.Первушин, В.Ф. Усовершенствованная технология возделывания картофеля в фермерских и личных подсобных хозяйствах / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов, Н.Г. Касимов // Техника в сельском хозяйстве - №4,2011. - С.29 - 31.

2.Первушин, В.Ф. Моделирование измельчителя ботвы картофеля / В.Ф. Первушин, А.Г. Иванов, М.З. Салимзянов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -№6,2010,-С. 2-3.

3.Первушин, В.Ф. Определение частоты вращения ротора измельчителя ботвы картофеля / В.Ф. Первушин, А.Г. Иванов, М.З. Салимзянов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -№ 9, 2010. - С. 4 - 5.

4.Первушин, В:Ф. Кинематические параметры ротационного рыхлителя / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - №6, 2009.-С. 37.

5.Первушин, В.Ф. Кинематический анализ ротационных рабочих органов для ухода за растениями картофеля / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов // Вестник ФГОУ ВПО Московского ГАУ. - Выпуск №3 (28), 2008. - Агроинженерия, С. 86 - 88.

6.Первушин, В.Ф. Условие перекатывания ротационной бороны для ухода за растениями картофеля без пробуксовки / В.Ф. Первушин // Механизация и электрификация сельского хозяйства.-№7, 2006.-С. 10-И.

7.Первушин, В.Ф. Теоретические предпосылки к обоснованию конструкции ротационной бороны для ухода за посадками картофеля / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов, Н.Г. Касимов // Техника в сельском хозяйстве. -№1,2006. - С. 4-6.

8.Первушин, В.Ф. Основные предпосылки к обоснованию параметров ротационного рабочего органа к культиватору для ухода за растениями картофеля /В.Ф. Первушин // Вестник ФГОУ ВПО Московского ГАУ. - Выпуск №4, 2004, Агроинженерия. - С. 75-77

9.Первушин, В.Ф. Совершенствование технологических операций по уходу за растениями картофеля / В.Ф. Первушин // Вестник ФГОУ ВПО Московского ГАУ. - Выпуск №4,2004, Агроинженерия.- С. 37-41

ЮЛервушин, В.Ф. Особенности усовершенствованной технологии возделывания картофеля в Удмуртии / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов, Н.Г. Касимов // Картофель и овощи.-№1,2004,- С. 19-21.

Н.Первушин, В.Ф. Комбинированные пахотные агрегаты / В.Ф. Первушин // Сельский механизатор. - №9, 2004. - С. 6-7.

12.Первушин, В.Ф. Две операции одновременно / М.Е Карлов, В.Ф. Первушин // Сельский механизатор. -№10, 1998. - С.21.

13.Первушин, В.Ф. Удаление ботвы / В.Ф. Первушин, Л.М Максимов //Техника в сельском хозяйстве -№ 10,1987. - С. 22.

2. В монографиях, брошюрах, учебных пособиях

1.Первушин, В.Ф. Повышение эффективности механизированной технологии возделывания картофеля в условиях малых форм хозяйствования: монография / В.Ф. Первушин. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011 - 212 с.

2.Первушин, В.Ф. Рекомендации по использованию новых конструктивно - технологических решений при возделывании картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения / М.З.Салимзянов, Н.Г. Касимов - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011-68с.

3.Первушин, В.Ф. Механизация производства картофеля / ЮЛ.Колчинский, Ю.Г. Корепанов - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2004 - 200 с.

4.Первушин, В.Ф. Механизация производства и переработки продукции растениеводства: учебно-методическое пособие / М.З. Салимзянов - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006-48с.

5.Первушин, В.Ф. Сборник методических указаний для учебной практики по сель? скохозяйственным машинам / В.Ф. Первушин. - Ижевск: ИжГСХА, 2000 - 54с.

3. В патентах и авторских свидетельствах на изобретение

1 .Патент РФ №2388199 А01В 21/00 Ротационный рыхлитель / Первушин В.Ф. Салимзянов М.З. Фатыхов И.111. // Опубл. 20.10.2009 Бюл. №13.

2.Патент. РФ №2271644 А01В 79/02; 49/02; 39/02. Способ ухода за посадками картофеля и устройство для ее осуществления / Первушин В.Ф. Касимов Н.Г. // Опубл. 20.03.2006 Бюл №8.

ЗЛатент РФ № 2224394, А 01 В 49/02. Комбинированное почвообрабатывающее орудие / Первушин В.Ф. Мельников В.А. Никитин В.А. и др // Опубл. 27.05.2003 Бюл №15.

4.Патент РФ №2216902, А0Ш 23/02 Ботвоудаляющая машина (ботводробитель) / Первушин В.Ф., Салимзянов М.З., Мельников В.А. // Опубл. 27.11.2003 Бюл.№ 33.

5.Авторское свидетельство № 1628902 СССР, А 01Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / Первушин В.Ф. // 0публ.23.02.1991. - Бюл. № 7.

4. В материалах международных, российских, межрегиональных конференциях и других изданиях

1.Первушин, В.Ф. Перспективная технология возделывания картофеля в фермерских и в приусадебных хозяйствах / В.Ф. Первушин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.Т.1. - Ижевск: ИжГСХА, 2004. -С. 424-433.

2.Первушин, В.Ф. Об агрегатировании тракторов в условиях Удмуртской Республики /

B.Ф. Первушин // Труды научно-практической конференции. - Ижевск: ИжГСХА, 2001. -

C. 253 - 260.

3.Первушин, В.Ф. Направление развития конструкций машин для возделывания картофеля /В.Ф. Первушин // Материалы 20 научно- практической конференции. - Ижевск: ИжГСХА, 2000.-С.273.

4.Первушин, В.Ф. Направление совершенствования конструкций машин для возделывания картофеля / В.Ф. Первушин // Машинные технологии и новая с/х техника для условий евро- северо-востока России // Материалы II Международной научно-практической конференции с 20-го по 22-е июня 2000 г. - Киров, 2000. - С. 98.

5.Первушин, В.Ф. Обоснование конструкции универсальной машины для возделывания картофеля / В.Ф. Первушин // Материалы 19 научно-практической конференции. -Ижевск: ИжГСХА, 1999. - С. И1.

6.Первушин, В.Ф. Комбинированные почвообрабатывающие машины / В.Ф. Первушин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсоэнергосбере-гающие приемы и технологии возделывания с.х. культур». - Рязань, 1998. - С. 306.

7.Первушин В.Ф. К обоснованию схемы конструкции ботвоуборочной машины / В.Ф. Первушин // Труды научно- практической конференции - Ижевск: ИжГСХА, 1998. - С. 39.

8.Первушин, В.Ф. Механизированная уборка моркови с использованием нового доочи-стителя головок корнеплодов / В.Ф. Первушин // Вузовская наука - сельскохозяйственному производству. - Ижевск: ИжевскаяГСХА, 1991.

9.Первушин, В.Ф. Приставка к картофелеуборочным машинам для уборки корнеплодов / В.Ф. Первушин // Пути повышения эффективности с.-х. производства в системе АПК. -Пермь, 1988.

ЮЛервушин, В.Ф. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов / В.Ф. Первушин // Молодежь Удмуртии - ускорению научно-технического прогресса. - Ижевск: Ижевская ГСХА, 1987.

На правах рукописи

Первушин Владимир Федорович

Повышение эффективности механизированной технологии возделывания картофеля в условиях малых форм хозяйствования (фермерские и личные подсобные хозяйства населения)

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать_2011 г.

Формат 60x84/ 16 Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 2,1 Уч.-изд. л. 1,8 Тираж 100 экз. Заказ № ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11

Общая характеристика работы.

Глава 1. Состояние отрасли и агротехнологические особенности возделывания картофеля.

1.1 Состояние отрасли.

1.2 Биологические и почвенно-климатические условия, предопределяющие технологию возделывания картофеля.

1.3 Сорняки, вредители и болезни растений.

1.4 Технологии и технические средства для возделывания картофеля.

1.5 Возделывание картофеля за рубежом.

1.6 Возделывание картофеля по зарубежной технологии в России.

1.7 Структурное содержание исследований.

Глава 2. Пути повышения эффективности механизированной технологии возделывания картофеля.

2.1 Основные факторы, определяющие урожай картофеля.

2.2 Направление совершенствования технологии возделывания картофеля.

2.3 Обоснование способа и устройства для предпосадочной подготовки почвы.

2.4 Обоснование способа и устройства для посадки картофеля.

2.5 Обоснование способа и устройства для ухода за растениями картофеля.

2.6 Обоснование устройства культиватора для ухода за растениями картофеля.

2.7 Обоснование устройства ротационной бороны для уничтожения сорняков и рыхления почвы.

2.8 Обоснование устройства для удаления ботвы картофеля.

Глава 3. Теоретические исследования технологических процессов рабочих органов и машин для возделывания картофеля.

3.1 Общие закономерности воздействия рабочих органов на почву.

3.2 Классификация ротационных машин и орудий для возделывания картофеля.

3.3 Кинематический анализ ротационной бороны для ухода за растениями картофеля.

3.4 Обоснование конструктивно-технологической схемы ротационной бороны для уничтожения сорняков и рыхления почвы.

3.5 Абсолютная траектория движения, скорость и ускорение рабочих элементов ротационной бороны культиватора.

3.6 Теоретические исследования перемещения, абсолютной скорости и ускорения скребка-планки ротационной бороны в зоне контакта с почвой.

3.7 Обоснование числа скребков-планок на ротационной бороне культиватора.

3.8 Обоснование условия перекатывания ротационной бороны без пробуксовки в плоскости обода почвозацепов.

3.9 Обоснование угла расстановки скребков-планок на ротационной бороне.

3.10 Теоретические исследования к обоснованию параметров ботводробителя.

3.10.1 Обоснование параметров гребня.

3.10.2 Динамика шарнирно закрепленного ножа ботводробителя.

3.10.3 Обоснование частоты вращения ротора ботводробителя.

Глава 4. Программа и методика лабораторных и полевых исследований.

4.1 Программа лабораторных и полевых исследований.

4.2 Методика исследований показателей, характеризующих состояние поля при междурядной обработке растений картофеля.

4.2.1 Методика исследования влажности, твердости и гранулометрического состава почвы.

4.2.2 Методика лабораторных исследований технологического процесса уничтожения сорняков и рыхления почвы ротационной бороной.

4.3 Методика исследований показателей, характеризующих состояние поля и ботвы картофеля при ее удалении.

4.3.1 Методика исследования размещения растений в поле, полеглости, биологической урожайности ботвы и засоренности участка сорняками.

4.3.2 Методика исследования продольного микрорельефа поверхности гребня к моменту уборки урожая.

4.3.3 Методика лабораторных исследований технологического процесса резания (рубки) ботвы картофеля.

Глава 5. Результаты лабораторных и полевых исследований.

5.1 Результаты исследования состояния поля при междурядной обработке посадок картофеля.

5.1.1 Результаты исследования гранулометрического состава, влажности, твердости почвы при междурядной обработке растений.

5.1.2 Результаты исследований геометрических параметров гребня при уходе за растениями картофеля.

5.1.3 Результаты лабораторных исследований коэффициента буксования ротационной бороны в зависимости от вертикальной нагрузки.

5.1.4 Результаты лабораторных исследований уничтожения сорняков ротационной бороной.

5.2 Результаты исследования состояния поля при удалении ботвы картофеля.

5.2.1 Результаты исследования размещения растений в поле, полеглости, засоренности участка сорняками и биологической урожайности ботвы и картофеля.

5.2.2 Результаты исследования поперечного и продольного микрорельефа поверхности гребня при удалении ботвы картофеля.

5.2.3 Результаты лабораторных исследований технологического процесса резания (рубки) ботвы картофеля.

Глава 6. Оптимизация технологических процессов для возделывания картофеля.

6.1 Планирование многофакторных экспериментов по оптимизации технологических процессов и проведения опытов.

6.2 Обоснование критерия оптимизации и выбор значимых факторов.

6.3 Обоснование математической модели и описание его функции отклика.

6.4 Интервалы варьирования факторов.

6.5 Выбор плана многофакторного эксперимента и методика проведения опытов.

6.6 Обработка результатов многофакторного эксперимента (регрессионный анализ).

6.7 Оптимизация технологического процесса уничтожения сорняков и рыхления почвы ротационным рабочим органом.

6.8 Оптимизация технологического процесса измельчения ботвы картофеля.

Глава 7. Результаты производственных исследований рабочих органов и машин для возделывания картофеля.

7.1 Сравнительная оценка комбинированного пахотного агрегата.

7.2 Сравнительная оценка культиватора для ухода за посадками картофеля.

7.3 Сравнительная оценка ботвоизмельчителя.

7.4 Определение топливно-энергетических показателей ботвоизмельчителя.

7.5 Определение топливно-энергетических показателей культиватора для междурядной обработки растений картофеля.

Глава 8. Технико-экономическая оценка технологий возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения.

Актуальность темы.

По объёму производства картофеля Россия занимает одно из ведущих мест в мире, при этом на долю РФ приходится около 13% его общего производства. Объём ежегодного производства картофеля в России на протяжении последних 15 лет стабилизирован на уровне примерно 35 миллионов тонн. Для населения России и многих зарубежных стран картофель является ценным и незаменимым продуктом питания. О перспективности культуры свидетельствует и тот факт, что 2008 год назван Международным годом картофеля.

Средняя урожайность картофеля в России по всем категориям хозяйств составляет 120—140 ц/га, что в 3—4 раза ниже урожайности данной культуры, чем в Англии, Голландии, Германии, Финляндии, и не наблюдается тенденция повышения урожайности, как в личных подсобных хозяйствах, так и в с.-х. предприятиях. Это объясняется тем, что экономическое состояние личных и большинства коллективных хозяйств не позволяет на должном уровне поддерживать плодородие почвы, закупать посадочный материал хорошего качества и возделывать картофель на современном технологическом уровне.

Децентрализация производства картофеля из крупных коллективных хозяйств в фермерские и личные подсобные хозяйства населения, а также массовый отвод земель для садово-огородных и дачных целей, практически привела к увеличению производства картофеля в условиях мелких сельхозтоваропроизводителей, на долю которых приходится более 90% всего производства картофеля. В то же время трудозатраты на производство картофеля в этой категории хозяйств превышают в 2 — 3 раза, чем в специализированных предприятиях с интенсивной технологией производства.

Решение данной проблемы требует разработки новых технологических приемов, конструкций рабочих органов и принципов взаимодействия их элементов с обрабатываемой средой, рациональное построение последовательности технологических операций возделывания картофеля в соответствии с зональными экологическими требованиями.

В результате анализа состояния производства картофеля и существующих отечественных и зарубежных технологий возделывания картофеля была выработана следующая рабочая гипотеза: увеличение урожайности картофеля, улучшение его качества, снижение затрат труда, получение экологически чистого урожая может быть достигнуто за счет изыскания новых технологических приемов направленных:

- на создание благоприятных почвенных условий для прорастания клубней и развития растений за счет создания мелкокомковатой структуры почвы;

- на обеспечение условий для дружного (одновременного) прорастания сорняков с целью уничтожения их при технологических операциях по уходу;

- на полное исключение использования гербицидов;

- на повышение полноты удаления ботвы перед уборкой с целью снижения потерь урожая при уборке.

Цель работы: повышение эффективности возделывания картофеля в условиях малых форм хозяйствования на основе совершенствования технологии и рабочих органов комплекса машин.

Задачи исследований:

1) выявить и обосновать пути совершенствования технологии и рабочих органов машин для возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения, разработана структурная схема исследований;

2) исследовать технологические характеристики почвы и растений картофеля в период выполнения технологических операций;

3) теоретически и экспериментально исследовать процессы взаимодействия рабочих органов машин с почвой и растениями картофеля;

4) обосновать конструктивно-технологические схемы комбинированного плуга, культиватора для ухода за посадками картофеля, ротационной бороны, ботводробителя и обосновать оптимальные параметры рабочих органов;

5) оптимизировать технологические операции для возделывания картофеля;

6) определить технико-зкономическую эффективность применения разрабатываемой технологии и усовершенствованных машин для возделывания картофеля;

7) разработать практические рекомендации по использованию новых технических средств при производстве картофеля в условиях малых форм хозяйствования.

Объекты исследований: растения картофеля, рабочие органы и машины для его возделывания: комбинированный пахотный агрегат с бороной-выравнивателем; переоборудованная картофелесажалка с барабанами-комкодавителями; модернизированный культиватор для ухода за посадками картофеля и ботводробитель с комбинированным сочетанием рабочих органов.

Предмет исследования. Технология возделывания картофеля и оптимизация параметров и режимов работы рабочих органов.

Методика исследований. Методической основой является комплексный подход, который заключается в анализе конструктивных особенностей рабочих органов и характера их взаимодействия с растительным материалом. Теоретическая часть исследований базируется на закономерностях земледельческой механики, теоретических основах кинематики и динамики, а также тригонометрических функций. Теоретические исследования взаимодействия рабочих органов с почвой и растительным материалом выполнены графо-аналитическим путем с использованием программы «МаЛСАБ»

Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с общеизвестными методиками по определению физико-механических и технологических характеристик почв и растительных материалов, а также согласно ОСТ-10.1.3.-2000; ОСТ 10.2.11-2000; ОСТ-10.4.3.-99. Испытания с,-х. техники. Машины и орудия для обработки пропашных культур. Методы оценки функциональных показателей,- М: Минсельхоз России, 1999. Оптимизация технологических процессов выполнена с применением теории планирования экспериментов по плану 2 (ПФЭ). Были разработаны собственные методы исследований микрорельефа поля, степени скольжения ротационного рыхлителя, процесса разрушения растительных материалов, топливно-энергетических показателей МТА. Обработка результатов экспериментов выполнена методом математической статистики с использованием программы «8ТАТ18Т1СА».

Научная новизна заключается в технологическом обосновании комплекса машин для возделывания картофеля в фермерских и личных подсобных хозяйствах населения и оптимизации конструкционных параметров рабочих органов с учетом состояния почвы и технологических свойств растений.

Практическая ценность и реализация результатов исследований

Усовершенствованная технология и рекомендуемый комплекс машин для возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйствах населения обеспечивает повышение урожайности и уровня рентабельности, снижение эксплуатационных затрат, себестоимости картофеля и затрат труда.

Разработана методика и лабораторно-полевая установка для исследования микрорельефа почвы.

Теоретические модели рабочего процесса позволили обосновать параметры и режимы работы рабочих органов и машин для возделывания картофеля (комбинированного пахотного агрегата ПЛН-3-35М+БВ-1; универсального культиватора КОН-2,8М; ботводробителей БД-2 и БД- 4.).

Найдены новые технические решения на уровне изобретений: комбинированное почвообрабатывающее орудие; способ посадки клубней картофеля и устройство для его осуществления; способ ухода за посадками картофеля и устройство для ее осуществления; ротационный рыхлитель; культиватор; ботвоудаляющая машина (ботводробитель).

Результаты исследований внедрены и используются на ОАО «Шарканское РТП», в Удмуртском государственном НИИСХа, а также в фермерских и личных подсобных хозяйствах населения Удмуртской Республики.

Усовершенствованная механизированная технология возделывания картофеля для условий фермерских и личных подсобных хозяйств населения включена в регистр технологий производства картофеля Удмуртской Республики (Система машин для возделывания и уборки картофеля).

Результаты научной работы опубликованы в учебно-методических пособиях «Рекомендации по использованию новых конструктивно-технологических решений для возделывания картофеля в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения» ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2011) и «Механизация производства картофеля» (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2004) и используются в учебном процессе при изучении курсов «Эксплуатация МТП» и «Сельскохозяйственные машины».

Апробация Результаты диссертационной работы обсуждены и одобрены на II и III Российских Форумах «Российским инновациям -Российский капитал» в г. Саранске, 9-10 июня 2009 г и в г. Ижевске, 1-3 июня 2010; на Всероссийских специализированных выставках «Картофель -2002» и «Овощеводство России - 2003», и отмечены Дипломами и благодарственными письмами на имя ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА; на Всероссийских научно-практических конференциях (ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 1998 - 2011г.г, ФГОУ ВПО Московский ГАУ им. Горячкина 2002

2010 г.г, ГОСНИТИ, ФГОУ ВПО Рязанский ГАУ им. П.А. Костычева), Международной научно-практической конференции «Машинные технологии и новая с.-х. техника для условий евро-северо-востока России» (г. Киров 2000 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 32 печатных работы, в том числе: 13 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ; 5 - патентов на изобретения; 1 - монография; 1 - рекомендации по использованию новых конструктивно-технологических решений; 1 - учебное пособие с грифом УМО; 2 - учебно-методических пособия; 10 - научных работ, изданных в региональных изданиях.

Структура и объём работы. Общий объем диссертационной работы составляет 280 страниц и состоит из общей характеристики, восьми глав, восьми общих выводов, списка литературы (131 источник, из них 5 иностранных), 16 приложений. В приложениях представлены копии патентов, документы о внедрении, акты хозяйственных испытаний и др.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обоснование технологии и технологических операций для возделывания картофеля применительно к производственным условиям малых форм хозяйствования.

2. Механико-технологические основы совершенствования технологии и технических средств для возделывания картофеля.

3. Основные параметры и режимы работы рабочих органов и машин для возделывания картофеля (комбинированного пахотного агрегата ПЛН-3-35М+БВ-1; универсального культиватора КОН-2,8М; ботводробителей БД-2 и БД- 4.)

4. Результаты исследований опытных (экспериментальных) машин для возделывания картофеля.

5. Оптимизация технологических операций для возделывания картофеля.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 В настоящее время сельскохозяйственной наукой и практикой разработаны разные технологии и технологические приемы возделывания картофеля, однако, в сложившихся производственных условиях они не находят эффективного применения в условиях фермерских и личных подсобных хозяйств населения. В настоящее время требуется специальная система малогабаритных машин, отвечающих условиям работы в фермерских и личных подсобных хозяйствах населения.

2 Для повышения эффективности производства картофеля разработаны конструктивно-технологические схемы:

- комбинированного пахотного агрегата (патент № 2224394);

- ротационного рыхлителя (патент № 2388199);

- ботводробителя (патент №2216902);

- способ и устройство для ухода за посадками картофеля (патент №2271644);

3. В результате полевых экспериментальных исследований комбинированного трехкорпусного плуга ПЛН-3-35 с бороной-выравнивателем оптимизированы: расстояние между бороной-выравнивателем и диагональным брусом плуга 800 мм, длина бороны-выравнивателя - 1150 мм, длина и диаметр зубьев соответственно 150 мм и 18 мм. Производственные испытания опытного комбинированного агрегата МТЭ-82+ПЛН-3-35М + БВ-1 показали, в сравнении с контрольным МТЗ-82+ПЛН-3-35 + БЗТС-1, преимущества по степени крошения почвы (86%, против 63%>), заделке растительных остатков (97%, против 89%), выравненное™ почвенного фона (96%, против 73%), глыбистости почвы после обработки (3%, против 5%). По результатам технико-экономических показателей наблюдается повышение сменной производительности на 6,25%; снижение погектарного расхода топлива - на 13,14%; снижение затрат труда -5,87% ; снижение эксплуатационных затрат - 3,64%.

4 Графо - аналитическими исследованиями ротационной бороны установлено, что скребки-планки бороны в момент начала контакта с почвой расположены под острым углом, в середине рабочего хода принимает вертикальное положение, а в конце рабочего хода отрываются от поверхности почвы под тупым углом. Таким образом, на первой половине рабочего хода скребки-планки набирают на себя почву и сорняки, а на втором - протаскивают их и сбрасывают с себя.

Установлены размерно-геометрические параметры ротационной бороны -диаметры кольцевых ободьев большого, среднего и малого диаметра соответственно 340,245 и 150 мм. Расстояние между кольцевыми ободьями 60 мм. Длина, ширина и толщина скребка - планки соответственно 245, 30 и 5 мм. Рассчитаны скорость и ускорение скребка - планки в зоне контакта с почвой при показателе кинематического режима работы X = 0,5 в начале контакта с почвой, в среднем положении и в момент отрыва от поверхности почвы соответственно:

Va0tia=2,2м/с, Г'%=\,Ям/с, Г'бсвш = 2,2м/с; авх = 2,5м/с2; аср = 0м/с2: аьых = 2,5м/с2. Выполнено обоснование условия вычёсывания сорняков и рыхления почвы без пропусков, при этом установлено, что при условии перекрытия траекторий движения число скребков-планок на ротационной бороне должно быть не менее 12.

5. Методом математического моделирования технологического процесса уничтожения сорняков ротационной бороной установлены условия максимальной полноты уничтожения сорняков при поступательной скорости агрегата Км=2,45 м/с, вертикальной нагрузке на борону Gjf= 148,72 Н, и количестве скребков-планок Z=16 шт. По значениям вертикальной нагрузки и числу скребков - планок, при которых обеспечивается наибольшая эффективность процесса уничтожения сорняков, математическая модель полноты уничтожения сорняков в зависимости от скорости движения агрегата принимает вид Y=131,06 +6,58VM -5,35 VM2 и позволяет прогнозировать полноту уничтожения сорняков ротационным рыхлителем в зависимости от поступательной скорости движения агрегата.

6. С помощью компьютерного твердотельного моделирования в системе KoMnac-3D смоделирована рабочая секция ротора ботвоизмельчителя и получена его массо-центровочная характеристика:

-трот=8,830 кг, -масса ножа тн=0,805 кг,

-момент инерции ротора относительно оси вращения 7рОТ=0,0204 кгхм2. -момент инерции ножа относительно оси подвеса У01У1 =0,022 кгхм2. По удельной работе резания ботвы Ауд=19.63 кДж/м2, полученной экспериментальными исследованиями, а также по данным массо-центровочной характеристики ротора получена минимально допустимая (критическая) угловая скорость ротора ботводробителя в зависимости от радиуса вращения лезвия ножа в пределах от 119 до 216 рад/с, которой соответствует частота вращения ротора п— 1137. 2064 мин"1.

7. Методом математического моделирования технологического процесса удаления ботвы определены условия полноты удаления ботвы не менее 85% при поступательной скорости ботводробителя Ут= 2,35 м/с, линейной скорости ножа У/^=20,0 м/с и угла резания г =27,7.28,8°. Математическая модель полноты удаления ботвы в зависимости от поступательной скорости агрегата У= 74,65+13,06УМ -3,68 Ум, позволяет прогнозировать полноту удаления ботвы в зависимости от поступательной скорости агрегата.

8. Усовершенствованная технология и рекомендуемый комплекс машин для возделывания картофеля экономически оправдывает себя применительно в условиях фермерским и личным подсобным хозяйствам населения, при этом применение усовершенствованной технологии с предлагаемым комплексом машин обеспечивает:

- повышение урожайности на 37,9%)

- экономию семян на 7,0%

- снижение эксплуатационных затрат на 11,5%;

- снижение себестоимости картофеля на 30,6%;

- повышение уровня рентабельности с 69,6 до 141,3%;

- снижение затрат труда на 5,7%).

1. Абдрахманов, Р.К. Машины и орудия для междурядной обработки почвы (конструкция, теория, расчёт, эксплуатация) / Р.К. Абдрахманов. -Казань: Изд-во Казанск, ун-та, 2001. - 148 с.

2. Анисимов, Б.В. Картофелеводству интенсивный путь развития / Б.В. Анисимов // Картофель и овощи. - 1996. - № 1. - С. 2.

3. Анисимов, Б.В. Решаем вопросы производства семенного картофеля / Б.В. Анисимов // Картофель и овощи. 1995. - № 4. - С. 2-3.

4. Анисимов, Б.В. Сортовые ресурсы и качество семенного картофеля / Б.В. Анисимов. М., 2001. - 108 с.

5. Бахтин, П.У. Исследование физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР / П.У. Бахтин. М.: Колосс, 1969. -270 с.

6. Бекаревич, Л.К. Прогрессивные технологии на полях Вологодчины / Л.К. Бекаревич, Н.С. Сердцелюбова // Картофель и овощи. 1996. - № 3. - С. 15-16.

7. Бишоп, К.Ф. Механизация производства и хранения картофеля / К.Ф. Бишоп, У.Ф. Мондер. М.: Колос, 1983. - 250 с.

8. Васильченко, П.М. Программа, рабочий план и частная методика научного исследования / П.М. Васильченко // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1967, № 11. С. 53-54.

9. Верещагин Н.И. и др. Уборка картофеля в сложных условиях. М.: Колос, 1983.-208 с.

10. Верещагин, Н.И.Рабочие органы машин для возделывания, уборки и сортирования картофеля / Н.И. Верещагин, К.А. Пшеченков М.: Машиностроение, 1965. - 267 с.

11. И.Виноградов, В.И. Ротационный сепаратор к картофелекопателю / В.И. Виноградов, А.П. Дорохов, А.Д. Погуляев // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1974, № 5. С. 42.

12. Ганичкина, O.A. Защита растений сада и огорода от вредителей и болезней / O.A. Ганичкина, A.B. Ганичкин. -М.: Эксмо, 2003. 160 с.

13. Герасимов, С.А.Особенности развития технологии уборки картофеля и конструкции картофелеуборочных машин / С.А. Герасимов, М.Ф. Прохорова // Тр. ВИМ. Т. 80. М., 1978. С. 41-54.

14. Глухих, Е.А. Исследования по механизации возделывания и уборки картофеля / Е.А. Глухих // Результаты исследования по механизации картофелеводства. М.: НИИКХ, 1980. - С. 3-210.

15. Илларионов, А.Н. Механизированная уборка картофеля в Нечерноземной зоне / А.Н. Илларионов, JI.M. Ямбаев. М.: Россельхозиздат, 1981 - 95 с.

16. Интенсивная технология производства картофеля: сборник. М.: Московский рабочий, 1987. - 160 с.

17. Интенсивные технологии возделывания полевых культур в Нечерноземной зоне /Л.А. Синякова, В.Т. Васько и др. Д.: ВО «Агропромиздат»,1987. - 224 с.

18. Интенсивные технологии на полях Удмуртии. Опыт и рекомендации. -Устинов: Удмуртия, 1986. 120 с.

19. Информационно-аналитический бюллетень. Ижевск: Arpo Вестник № 1, 2002.

20. Канарев, Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия / Ф.М. Канарев. М.: Машиностроение, 1983. - 144 с.

21. Карлов, М.Е. Две операции одновременно / М.Е. Карлов, В.Ф. Первушин // Сельский механизатор. 1998, №10 - С.21.

22. Карманов, С.Н. Влияние равномерности раскладки клубней в рядках на урожай / С.Н. Карманов / Тр. НИИКХ, № 6. М., 1969. - С. 76-82.

23. Картофелеводство: сборник научных трудов. Выпуск 11. Минск: Мерлит, 2002.-С.143-187.

24. Картофель на Южном Урале: сборник. Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1997. - 175 с.

25. Кириллов, E.H. Справочник механизатора-картофелевода / E.H. Кириллов. -М.: Московский рабочий, 1983. 159 с.

26. Кононов, A.M. Об агротехнической проходимости тракторов по почве / A.M. Кононов // Совершенствование технологических процессов и рабочих органов сельскохозяйственных машин. Тр. УСХА, вып. 212. -Киев, 1978.-С. 54-56.

27. Кубышев, В. А. Задачи инженерно-аграрной науки в обеспечении продовольственной программы / В.А. Кубышев // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1982, № 7. С. 2-7.

28. Кузнецов, А.Е. Выбор технологии зависит от конкретных условийхозяйства / А.Е. Кузнецов // Картофель и овощи. 2001, №5. - С. 29-30.254

29. Кушнарев, А.Г. Ресурсосберегающая технология в Забайкалье / А.Г. Кушнарев // Картофель и овощи. 2002, №5 - С. 10.

30. Мазитов, Н.К., Хазиев Р.Г. и др. Прогрессивная технология возделывания картофеля / Н.К. Мазитов, Р.Г. Хазиев и др. // Земледелие, 2001, №3. -С.10-11.

31. Максимов, Б.И. К вопросу совершенствования подкапывающих рабочих органов картофелеуборочных комбайнов / Б.И. Максимов, А.И. Баталов // Тракторы и сельхозмашины, 1972, № 4. С. 29-30.

32. Материалы XX научно-практической конференции ИжГСХА, 2000. 273 с.

33. Мацепуро, В.М. Плуги вчера, сегодня, завтра / В.М. Мацепуро // Земледелие, 2001, №3. С. 28-29.

34. Мацепуро, М.Е. Научные основы проектирования картофелеуборочных машин / М.Е. Мацепуро. Минск: Изд-во АН БССР, 1950. - 301 с.

35. Мацепуро, М.Е. Технические основы механизации уборки картофеля / М.Е. Мацепуро. Минск: Изд-во АН БССР, 1949. - 136 с.

36. Матяшин, Ю.И. Ротационные почвообрабатывающие машины (теория, конструкция, расчет) / Ю.И. Матяшин, Н.Ю. Матяшин. Казань: Казанский аграрный университет, 2008. - 203 с.

37. Мельников, В.А. Машины для возделывания картофеля. Изд. 3-е, переработанное и дополненное / В.А. Мельников. М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1953.

38. Механизация защиты растений: Справочник / И.Н. Велецкий, А.К. Лысов, Н. С. Лепехин и др. М.: Агропромиздат, 1992. - 223 е.: ил.

39. Настенко, H.H. Исследование процесса забора пласта почвы при уборке картофеля ротационными рабочими органами / H.H. Настенко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. Киев, 1965. - С. 63-69.

40. Научные основы ведения сельского хозяйства в Удмуртской Республике.

41. Книга 1. Экономика, организация и управление: учебное пособие /255

42. Научные редакторы М.И. Шишкин, Ю.А. Ильин. Ижевск: Ижевская ГСХА, 2002. - 262 с.

43. Носко, Б.С.Уплотнение почвы движителями тракторов и машин / Б.С. Носко, П.У. Бахтин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1981, № 2. - С. 34.

44. Опыт применения зарубежных технологий возделывания картофеля в России / Ю.Л. Колчинский, Л.М. Колчина. М., 1997. - 44 с.

45. Организационно-технологический проект производства картофеля по интенсивной технологии. М: Россельхозиздат, 1988. - 80 с.

46. Орлова, Л. Сказку можно сделать былью / Л. Орлова, Н. Никуличев // Независимая крестьянская газета «Российский фермер». 1996. -№25.

47. Отчет об изучении технологии и машин для производства овощных культур с использованием материалов, семян и оборудования, представленных в АПК «Каширский» кооперативом «Себеко» (Нидерланды) / Владимирская МИС. Покров, 1988. - 38 с.

48. Отчет о производственной проверке внедрения зарубежной технологий возделывания картофеля в совхозе «Любань» Ленинградской обл. / НИПТИМЭСХ НЗ. РСФСР. 1989. - 32 с.

49. Охотников, Б.Л. Производственные условия и технические средства повышения рентабельности возделывания картофеля / Б.Л. Охотников. -Екатеринбург, 2002. 136 с.

50. А.С.№ 1342448 СССР, А 01Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин // Опубл. 07.04.1988.-Бюл. № 13.

51. А.С.№ 1386081 СССР, А 01Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин // Опубл.07.04.1988. Бюл. № 37.

52. А.С.№ 1445602 СССР, А 01Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню. / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин // Опубл. 07.04.1988.-Бюл. № 13.

53. А.С.№ 1639461 СССР, А 01Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин // Опубл. 07.04.1991.-Бюл. № 13.

54. А.С.№ 1628902 СССР, А 01Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / В.Ф. Первушин // Опубл.23.02.1991. Бюл. № 7.

55. А.С.№ 1667071 СССР, А 01 Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин // Опубл. 01.06.1991.-Бюл. № 14.

56. А.С.№ 1687071 СССР А 01 Д 23/02. Устройство для отделения ботвы от корнеплодов на корню / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин // Опубл. 30.10.1991.-Бюл. №40.

57. Патент РФ № 2037992 , А 01 Д 17/20. Корнеклубнеуборочный комбайн / Л.М. Максимов, В.Ф. Первушин и др. // Опубл. 27.06.1995. Бюл. № 18.

58. Патент РФ № 2224394, А 01 В 49/02. Комбинированное почвообрабатывающее орудие / В.Ф. Первушин // Опубл. 27.02.2004 -Бюл. №6.

59. Патент РФ №2216902. Ботвоудаляющая машина (ботводробитель) / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов и др. // Опубл. 27.11.2003 Бюл. №33.

60. Патент РФ №2271644. Способ ухода за посадками картофеля и устройство для ее осуществления / В.Ф. Первушин, Н.Г. Касимов Н.Г. и др. // Опубл. 20.03.2006 -Бюл №8.

61. Первушин, В.Ф. Перспективная технология возделывания картофеля в фермерских и в приусадебных хозяйствах / В.Ф. Первушин // Материалы Всероссийской научно- практической конференции ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.Т. 1. Ижевск: ИжГСХА, 2004. - С. 424-433.

62. Первушин, В.Ф. Комбинированные пахотные агрегаты / В.Ф. Первушин // Сельский механизатор. 2004. - № 9. - С. 6-7.

63. Первушин, В.Ф. Особенности усовершенствованной технологии возделывания картофеля в Удмуртии / В.Ф. Первушин, М.З. Салимзянов,

64. Н.Г. Касимов Н.Г., В.Г. Медведев // Картофель и овощи, 2004. № 1. - С. 19-20.

65. Первушин, В.Ф. Совершенствование технологических операций по уходу за растениями картофеля / В.Ф. Первушин // Вестник ФГОУ ВПО Московского ГАУ, 2004.

66. Первушин, В.Ф. Основные предпосылки к обоснованию параметров ротационного рабочего органа к культиватору для ухода за растениями картофеля / В.Ф. Первушин // Вестник ФГОУ ВПО Московского ГАУ, 2004.

67. Первушин, В.Ф. Теоретические предпосылки к обоснованию конструкции ротационной бороны для ухода за посадками картофеля / В.Ф. Первушин // Техника в сельском хозяйстве. 2006. - № 1. - С. 4-6.

68. Первушин, В.Ф. Условие перекатывания ротационной бороны картофеля без пробуксовки / В.Ф. Первушин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2006. - №7. - С. 10-11.

69. Первушин, В.Ф. Кинематический анализ ротационных рабочих органов для ухода за растениями картофеля / В.Ф. Первушин // Вестник ФГОУ ВПО Московского ГАУ, 2008 г.

70. Первушин, В.Ф. Кинематические параметры ротационного рыхлителя / В.Ф. Первушин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2009,-№6.-С. 37.

71. Пермякова, А.Е. Исследования по технологии уборки картофеля и разработка новых рабочих органов / А.Е. Пермякова // Результаты исследований по технологии возделывании картофеля. М., 1970. - С. 197.

72. Перспективные технологии производства картофеля для Нечерноземной зоны Российской Федерации: Организационно-технологический проект / Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ, ЦНТИПР. М., 1995. - 95 с.

73. Петраускас, Р.Ю. Исследование и обоснование параметров ротационного рабочего органа для удаления картофельной ботвы по поступлении массы на картофелеуборочные машины: дис. канд. тех. наук / Р.Ю. Петраускас. -Каунас, 1973,- 174 с.

74. Петров, Г.Д. Задачи комплексной механизации уборки картофеля и овощей / Г.Д. Петров // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1978. - № 10. - С. 13-14.

75. Петров, Г.Д. Картофелеуборочные машины / Г.Д. Петров. М.: Машиностроение, 1984. - 267 с.

76. Петров, Г.Д. Основы расчета технологического процесса картофелеуборочного комбайна / Г.Д. Петров / Тр. ВИСХОМ, вып. 55, 1967.-С. 309-382

77. Петров, Г.Д. Современные принципы и технические средства комбайновой уборки картофеля: автореф. дисс. док. тех. наук / Г.Д. Петров.-Л., 1970.-51 с.

78. Петров, Г.Д. Состояние отечественной и зарубежной картофелеуборочной техники и прогноз ее развития в СССР / Г.Д. Петров // Основные направления конструкции машин для возделывания и уборки картофеля. -М., 1974. С.13-30

79. Петров, Г.Д. Механизация производства картофеля и овощей в Нечерноземье / Г.Д. Петров, П.В. Бекетов. М.: Московский рабочий,1980.-224 с. ил.

80. Петрягин, И.М. Перспективы развития технологий и технических средств для возделывания картофеля / И.М. Петрягин // Механизация производства картофеля в регионе Урала, Сибири и Дальнего Востока.1981.-С. 3-5

81. Писарев, Б.А. Книга о картофеле / Б.А. Писарев. М.: Московский рабочий, 1977. - 230 с.

82. Писарев, Б.А. Агротехника высоких урожаев картофеля / Б.А. Писарев и др. М.: Колос, 1969. - 198 с.

83. Пласов, В.И. Возделывание картофеля по интенсивным технологиям / В.И. Пласов // Технический сервис в АПК. 1992. - № 2. - С. 9-12.

84. Повышение эффективности производства картофеля / Сост. Д.В. Заикин. -М: Россельхозиздат, 1987. 223 с.

85. Пономарев, А.Г. Можно рассчитывать на успех при разных технологиях / А.Г. Пономарев, Н.С. Кабаков, Р.Д. Джавадов // Картофель и овощи. -2001. №5. - С.27-28.

86. Постановление Правительства Российской Федерации от 7 апреля 1995 г. № 320 // Российская газета. 1995. - С.25

87. Постиков, Н.М. Картофелепосадочные машины / Н.М. Беляев, Е.А. Постников, М.И. Кан. М.: Машиностроение, 1981. - 229 с.

88. Постников, Н.М. Научные основы совершенствования технологических схем и рабочих органов картофелепосадочных машин: дисс. док. техн. наук / Н.М. Постников. Пермь, 1978.

89. Постников, Н.М. Картофелепосадочные машины. Теория, конструкция и расчет. Изд. 2-е, исправленное и переработанное / Н.М. Постников, З.С. Торбеев. -М.: Машиностроение, 1968.

90. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по ее реализации // Материалы майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС. М.: Политиздат, 1984. - 111 с.

91. Производство раннего картофеля в Нечерноземье. Л.: Колос, 1997.

92. Проспект Solana Pura Finuica/Oy Viestinta-Perkkio. 1996. - 12 с.

93. Проспект ЗАО «Колнаг». 1996. - 2 с.

94. Проспекты фирмы «Juko» 1996. - 6 с.

95. Пупонин, А.И. Обработка почвы в интенсивном земледелии Нечерноземной зоны / А.И. Пупонин. М.: Колос, 1984. - 184 с.

96. Пшеченков, К.А. К вопросу совершенствования технологии возделывания и уборки картофеля / К.А. Пшеченков / Тр. НИИКХ, вып. XIX. 1974. - С. 128-137

97. Пшеченков, К.А. Операционная технология производства и хранения картофеля / К.А. Пшеченков. М.: Россельхозиздат, 1978. - 200 с.

98. Пшеченков, К.А. Оптимальные параметры картофелепосадочных агрегатов / К.А. Пшеченков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1970. - № 5. - С. 35-37.

99. Пшеченков, К.А. Посадочно-транспортный комплекс / К.А. Пшеченков // Картофель и овощи, 1978. № 2. - С. 7-9.

100. Пшеченков, К.А.Уборка картофеля на тяжелых почвах / К.А. Пшеченков, B.C. Чугунов, И.П. Шостаковский // Техника в сельском хозяйстве. 1977. - № 9. - С. 42-44.

101. Размыслович, И.Р. Обоснование некоторых параметров сферических дисковых лемехов многорядного картофелеуборочного комбайна / И.Р. Размыслович, A.A. Лептеев // Пути совершенствования с/х техники. -Минск, 1973.-С. 3-11.

102. Реализация программы «Внедрение высокоэффективных технологий производства картофеля и картофелепродуктов в Российской Федерации в 1995-1999 годах»/Управление сельского хозяйства и продовольствия администрации Самарской области. Самара, 1996. - 16 с.

103. Ревут, И.Б. Физика почв / И.Б. Ревут. Л.: Колос, 1972. - 368 с.

104. Рослов, Н. Особенности развития картофелеводства за рубежом / Н. Рослов // Международный с/х журнал. 1994. - № 5. - С. 31-33.

105. Свирщевский, Б.С. Эксплуатация машинно-тракторного парка / Б.С. Свирщевский. М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1958.

106. Системы менеджмента и производства // Проспект СМП. Самара. -Б.г.-4 с.

107. Современные отечественные и зарубежные технологии производства картофеля: обзор, информ. / Министерство сельского хозяйства РФ. Информагротех / Ю.Л. Колчинский, Л.М. Колчина. М., 1992. - 28 с.

108. Сорокин, A.A. Улучшение качественных показателей работы картофелеуборочного комбайна / A.A. Сорокин // Основные направления совершенствования конструкции машин для возделывания и уборки картофеля. -М., 1974.-С. 187-194.

109. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. Приложение к журналу «Защита и карантин растений». 2004. - № 5.

110. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства: учебное пособие. М.: ФГНУ «Росинформагротех». - 4.1. - 2003. - 340 с.

111. Сравнительная оценка технологий и комплексов машин для производства картофеля / Материалы НТС Госагропрома СССР. М., 1989.-12 с.

112. Старовойтов, В.И. Природоохранная ресурсосберегающая грядовая технология возделывания картофеля / В.И. Старовойтов, H.H. Чернецов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2003. - №5. - С. 15 - 17

113. Трофимов, С.Н. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений / С.Н. Трофимов / Тр. ВИСХОМ, 1970. С. 409-410.

114. Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Система технологий. -М.: Информагротех, 1999.

115. Феоклистова, JI.A. Исследование энергетических и качественных показателей картофелепосадочных машин / JI.A. Феоклистова, А.П. Дорохов // Вопросы механизации с/х производства: Тр. ЧИМЭСХ, вып. 43. -Челябинск, 1970.-С. 102-106.

116. Чаус, В.М. Рабочие органы картофелеуборочных машин / В.М. Чаус -М.: Машиностроение, 1966.

117. Чаус, В.М. Рабочие органы картофелеуборочных машин / В.М. Чаус. -М.: Машиностроение, 1966. 84 с.

118. Четверня, В.Н. Краткий справочник по механизированным полевым работам. 2-е изд. / В.Н. Четверня. -М.: Московский рабочий, 1981. 240 с.

119. Шаткин, В. Второй хлеб: от поля до стола (из опыта Голландии) / В. Шаткин // Международный сельскохозяйственный журнал. 1995. - № 2. -С. 52-57

120. Широбоков, Н.В. Соседи должны сотрудничать / Н.В. Широбоков // Сельскохозяйственные вести. 1996. - № 3. - С. 3-4

121. Шледингер, Ф. Промышленное производство картофеля в ГДР / Ф. Шледингер, X. Хегерт, Ф. Вирзинг // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1976. № 10. - С. 54-58

122. Шпаар, Д. Картофель / Д. Шпаар, В. Иванюк, П. Шуман П. и др. -Мн.: «ФУАинформ», 1999. 272 с.

123. Maykuß F. Möglichkeiten der Unkrautbekämpfung nach Schadensschwellen in Kartoffeln. Gesunde Pflanze 37, 1985. 99.

124. Maykuß F. Herbizide bleiben erste Wahl. Pffanzenschutz-Praxis 2, 1993. 22.

125. Petelkau H. Grenzparameter für die Bodenbelastung beim einsatz von Traktoren und Landmaschinen aus der Sicht der Bodenfruchtbarkeit. B: Tagungsberichte der AdLNr. 250, Berlin, 1986. 25.36.

126. Peters R. Qualitätserhaltung bei Speisekartoffeln. KTBL-Arbeitspapier 144, Landwirtschaftsverlag Münster-Hiltrup, 1990.

127. Peters R. Technik im Kartoffelbau. KTBL-Schrift 276, Landwirtschaftsverlag Münster-Hiltrup, 1991.

128. Wirsing F. Kartoffeln. B: Seiffert M. Drusch- und Hackfruchtproduktion. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag Berlin, 1981. 399 S.