автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности технологии основной обработки почвы совершенствованием рабочих органов плугов общего назначения

На правах рукописи

/у/

1631

Уфаеа Алексей Геннадьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПЛУГОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О 6 НОЯ №

Саратов 2008

003451631

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор

Бойков Василий Михайлович

доктор технических наук, профессор

Ивженко Станислав Андреевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Соколов Николай Михайлович

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологичсскнй институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ГНУ ВИИТиН)

Защита диссертации состоится 28 ноября 2008 года в 12 часов на заседании совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, д. 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Отзывы направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., 1.

Автореферат разослан «££» октября 2008 г. и размещен на сайте: www.sgau.ru октября 2008 г.

Ученый секретарь совета .

по защите докторских и ■ Н.П. Волосевич

кандидатских диссертаций I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основная обработка почвы является самой ре-сурсозатратной и энергоемкой операцией при производстве растеневодче-ской продукции. На ее долю приходится около половины всех энергоресурсов сельского хозяйства. Вместе с тем, основная обработка существенно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур.

В настоящее время, как у нас в стране, так и за рубежом, для основной обработки почвы традиционно применяются плуги общего назначения, агре-гатируемые с тракторами различного тягового класса, которые комплектуются корпусами для выполнения отвальной и безотвальной обработки почвы. Применяемые плуги обеспечивают требуемое качество обработки почвы с минимальным тяговым сопротивлением только в случае обработки пахотного слоя, находящегося в оптимальном физическом состоянии. При высокой и низкой влажности или твердости почвы, качество крошения почвы и другие показатели не всегда соответствуют агротехническим требованиям.

Основными деталями плуга, определяющими качественные и энергетические показатели выполнения технологического процесса основной обработки почвы, являются лемеха и отвалы корпусов плугов.

Обработка пахотного слоя плугами общего назначения сопровождается образованием у лемеха затылочной фаски, при этом на дне борозды образуется уплотненный слой почвы или плужная «подошва», которая отрицательно влияет на качество обработки почвы и является причиной увеличения тягового сопротивления плуга и недопустимого износа лемехов. При обработке почв высокой влажности происходит интенсивное залипание корпусов плугов. Для разрушения плужной «подошвы» применяются различные чи-зельные плуги, которые по качественным показателям обработки почвы уступают плугам общего назначения.

Следовательно, актуальность научной задачи заключается в объединении положительных сторон корпусов плугов общего назначения и чизель-

ных рабочих органов, путем создания новых комбинированных отвальных и безотвальных рабочих органов, что повысит эффективность технологического процесса основной обработки почвы. Исследования выполнены в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» им. Н.И. Вавилова по теме №4 «Разработка технического обеспечения аграрных технологий», раздел №4.2. «Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин для основной обработки почвы» и «Региональной программой развития сельского хозяйства Саратовской области до 2012 года» (№260 ПР распоряжение правительства Саратовской области).

Цепь работы. Повышение качества основной обработки почвы и снижение тягового сопротивления плугов общего назначения, за счет применения комбинированных отвальных и безотвальных рабочих органов.

Объект исследований. Технология основной обработки почвы пахотными агрегатами с плугами общего назначения, оснащенными комбинированными рабочими органами.

Предмет исследовапнй. Закономерности снижения энергоемкости и повышения качества основной обработки почвы при взаимодействии с обрабатываемым пахотным слоем новым комбинированным лемехом и комбинированными отвальными и безотвальными рабочими органами плугов общего назначения.

Методика исследования. Общая методика исследований предусматривала разработку механико-технологического обоснования комбинированных рабочих органов плугов общего назначения. Теоретические исследования рабочих органов выполнялись с использованием основных положений классической механики, математики и сопротивления материалов. Экспериментальные исследования проводились в лабораторных, лабораторно-полевых и эксплуатационных условиях в соответствии с действующими ГОСТами и частными методиками. Обработка результатов экспериментов выполнялась с использованием статистических методов с применением ПК.

Научная ноппзиа. Разработана и обоснована конструктивно-технологическая схема нового комбинированного лемеха и комбинированных рабочих органов для основной отвальной и безотвальной обработок поч-. вы плугов общего назначения. Получены аналитические выражения, позволяющие определить основные параметры данных рабочих органов.

Практическая значимость. Разработанные новый комбинированный лемех и комбинированные рабочие органы к плугам общего назначения, снижают себестоимость механизированных работ на 7,5 - 8%. Плуги, укомплектованные новыми комбинированными лемехами и комбинированными рабочими органами, обеспечивают повышение качественных показатели обработки почвы на 7-11% при соблюдении всех агротехнических требований, имеют более низкие энергетические затраты в сравнении с серийными, что ведет к снижению погектарного расхода дизельного топлива на 13%. Опытные комбинированные лемеха и комбинированные рабочие органы испыты-вались на Поволжской МИС г.Кинель Самарской области и внедрены в ряде хозяйств Саратовской области.

Реализация результатов исследований. Новые комбинированные лемеха и комбинированные рабочие органы, установленные на плуги общего назначения использовались для отвальной и безотвальной обработки почвы на полях СХА «Алексеевская» Б.-Карабулакского района Саратовской области, на полях крестьянско-фермерского хозяйства «И.П. Н.В.Бессчетнов» Ека-териновского района Саратовской области. Результаты теоретических исследований рекомендуется использовать научно-исследовательскими институтами, конструкторскими бюро и машиностроительными заводами при разработке корпусов почвообрабатывающих машин, а также в учебном процессе по дисциплине «Сельскохозяйственные машины».

Апробации. Результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях кафедр «Сельскохозяйственные машины» и «Технология металлов и материаловедения» СГАУ им. Н.И. Вавилова в

2002-2008 гг, Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора А. Г. Рыбалко, Саратов, 11-12 июля 2006 г, Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора В.В.Красникова. Саратов, 1-3 октября 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ общим объемом 2,12 печатных листа, из них лично соискателю принадлежат 1,545 п.л., в том числе 1 статья - в издании, поименованном в «Перечне ведущих журналов и изданий...» ВАК РФ, объемом 0,3 п.л. полностью принадлежащая автору и патент на изобретение РФ № 2195093. Остальные работы опубликованы в сборниках научных трудов и материалах научных конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 46 рисунков, 6 фотографий и 14 приложений. Библиографический список включает 137 наименований, в том числе 12 на иностранных языках.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- исследование технологических процессов отвальной и безотвальной обработки почвы, выполняемых плугами общего назначения и чизельными плугами;

- теоретическое обоснование ращюнального технологического процесса основной обработки почвы;

- конструкторско-технологические схемы комбинированных лемехов повышенного ресурса и рабочих органов к плугам общего назначения;

- аналитические зависимости для определения основных параметров комбинированного лемеха и комбинированных рабочих органов плугов общего назначения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении обоснована актуальность и значимость темы.

В первом разделе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования», рассмотрены результаты исследований плугов общего назначения и чизель-ных плугов, применяемых для основной отвальной, безотвальной и чизель-ной обработки почвы и произведен анализ их работы. Рассмотрены пути повышения эффективности основной обработки почвы.

Исследованиями В.П. Гсрячкина, Н.В. Щучкина, П.Н. Бурченко, П.У. Бахтина, М.Н. Летошнева, И.М. Панова, Г.Н. Синеокова, В.А. Сакуна, А.Б. Лурье, А.И. Зеленина, В.И. Виноградова, В.А. Бахмутова, В.М. Бойкова и др. установлено, что при обработке почв высокой влажности происходит интенсивное залипание корпусов плугов общего назначения, а при обработке почв высокой твердости происходят частые поломки лемехов. В результате качество выполнения технологического процесса основной обработки почвы значительно снижается, т.е. не полностью соответствует агротехническим требованиям.

При движении плуга в почве происходит интенсивное уплотнение дна борозды, образуется так называемая плужная «подошва», которая отрицательно влияет на качество обработки почвы и урожайность сельскохозяйственных культур. Для ликвидации плужной «подошвы» применяется глубокое рыхление почвы, которое обычно выполняется чизельными плугами. Однако применение чизельных плугов и приспособлений к ним вместо плугов общего назначения не обеспечивает высокое качество основной обработки почвы. Поэтому, актуальной задачей является объединение положительных сторон корпусов плугов общего назначения и чизельных плугов в виде создания комбинированного рабочего органа, обеспечивающего повышение качественных показателей работы и снижение тягового сопротивления плуга, которым будет комплектоваться рама плугов общего назначения, является актуальной задачей.

В соответствии с результатами анализа и поставленной целью в работе предусмотрено решить следующие задачи:

- исследовать технологические процессы отвальной и безотвальной обработок почвы, выполняемых плугами общего назначения и чизельиыми плугами и наметить направления их совершенствования;

- теоретически обосновать рациональный технологический процесс основной обработки почвы и конструкторско-технологические схемы комбинированных лемехов повышенного ресурса и комбинированных рабочих органов плугов общего назначения, улучшающих качество обработок почвы;

- разработать аналитические зависимости для определения основных параметров комбинированного лемеха повышенного ресурса и рабочих органов плугов общего назначения;

ч,-в лабораторно-полевых и хозяйственных условиях провести экспериментальные исследования пахотных агрегатов с плугами общего назначения укомплектованных предложенными рабочими органами в сравнении с серийными корпусами;

- определить экономическую эффективность применения плугов общего назначения с предложенными рабочими органами в хозяйственных условиях.

Во втором разделе «Теоретические исследования повышения эффективности технологического процесса основной обработки почвы и обоснование комбинированных рабочих органов общего назначения» проведен анализ технологических процессов, выполняемых плугами общего назначения и чи-зельными плугами, рассмотрен процесс образования плужной «подошвы», обоснован рациональный технологический процесс основной обработки почвы и обоснованы конструктивные схемы новых комбинированных лемехов и рабочих органов, и определены их основные параметры.

При выполнении технологических процессов отвальной и безотвальной обработки почвы лемешными корпусами на дне обрабатываемого пахотного

Ял

слоя образуется уплотненный слой почвы или плужная «подошва». Процесс образования плужной «подошвы» (рисунок 1) происходит следующим образом: сила тяжести плуга в через затылочную фаску 4 лемеха 1 или поверхность п-п, расположенную под отрицательным углом /? к направлению движения плуга, уплотняет или «замазывает» дно борозды на величину С.

В этом случае, твердость плужной «подошвы» будет определяться твердостью подпахотного слоя, деформациями и напряжениями, возникающими в плужной «подошве» от действия силы тяжести плуга. Принимаем, что на глубине обработки почвы а, где происходит взаимодействие затылочной фаски лемеха с обрабаты-

Рисунок 1. Схема образования плуж-

„ к _ } ваемым слоем почвы, почва имеет

ной «подошвы» лемешными рабочими органами плугов общего назначе- определенную твердость Н. Тогда,

ния: 1 — лемех; 2 - пахотный слой; - ,

„ твердость плужной «подошвы» будет

3 - подпахотный слои;

4 - затылочная фаска лемеха. определяться по следующему выра-

жению:

Нп = Н + у V в С08р/2яЬп? (1)

где Нп - твердость плужной «подошвы», МПа; Н - твердость почвы на глубине взаимодействия затылочной фаски лемеха с пахотным слоем, МПа; у - коэффициент пропорциональности; V - коэффициент концентрации почвы; в - сила тяжести плуга, Н; р - угол затылочной фаски лемеха, град;

- расстояние от плоскости затылочной фаски лемеха до места, в котором определяется напряжение почвенного слоя, м.

Анализируя полученную формулу (1), можно сделать вывод, что величина твердости плужной «подошвы», возникающей при взаимодействии затылочной фаски лемехов корпусов плуга с пахотным слоем пропорциональна твер-

дости почвы на глубине взаимодействия затылочной фаски лемеха с пахотным слоем, силе тяжести плуга, углу затылочной фаски лемехов и обратно пропорционально квадрату расстояния от плоскости затылочной фаски лемехов до места, в котором определяется твердость почвы. Можно заключить, что интенсивность уплотнения почвы затылочной фаской лемеха неравномерна по глубине подпахотного слоя, т.е. структура плужной «подошвы» отличается от структуры пахотного слоя. Величина уплотнения почвы в плужной «подошве» нелинейно уменьшается с увеличением глубины подпахотного слоя. Максимальное уплотнение подпахотного слоя будет в месте контакта затылочной фаски лемеха и подпахотного слоя. Расчет зоны уплотнения среднесуглипистых почв на основании выражения (1) составляет 4 — 5 см, при этом твердость почвы в этой зоне может достигать 5,5 МПа.

Одним из приемов почвоуглубления и разрушения плужной «подошвы» является чизелевание. Рассматривая основную обработку почвы в агрономическом аспекте, целесообразно объединить технологический процесс основной обработки почвы, выполняемый корпусами плугов общего назначения и чизельными рабочими органами. Такая комбинация технологических процессов будет положительно влиять на качество основной обработки почвы.

Возможны следующие два варианта комбинаций технологических процессов основной обработки почвы (рисунок 2 и рисунок 3). По первому варианту, первоначально ведется обработка почвы отвальным рабочим органом рисунок 2(а), а затем чизельным рабочим органом рисунок 2(6). По второму варианту, обработка почвы производится первоначально чизельным рабочим органом рисунок 3(а), а затем отвальным рабочим органом рисунок 3(6).

Используя рациональную формулу академика В.П. Горячкина, тяговое сопротивление почвообрабатывающего орудия, выполняющего технологический процесс по первому варианту, будет иметь следующий вид:

Кп=в/ + п[каЪ + тЫ 2 + кАаЬ2 + еАаЬ^2] . (2)

Тяговое сопротивление почвообрабатывающего орудия, выполняющего, технологический процесс по второму варианту: Кп ^С/+п[ки(а+Ла)Ь2+£(а+Аа)Ь2о2+кпа(Ь-Ъ2)+еа(Ь-Ь2)о2], (3)

где: - тяговое сопротивление плуга, Н; б - сила тяжести плуга, Н;/— коэффициент трения материала корпуса плуга о почву; п — число корпусов плуга, шт; к к кп — коэффициенты, характеризующие способность почвенного пласта сопротивляться деформациям при обработке почвы лемешно-отвальными и чизельиыми рабочими органами, Н/м2; а — глубина обработки почвы, м; Да — глубина почвоуглубления, м; Ь — ширина захвата корпуса плуга, м; ¿ь — ширина долота чизельного рабочего органа, м; £ - коэффициент, зависящий от формы отвала и свойств почвы, кНс2/м4; о - поступательная скорость плуга, м/с.

У V У

V _ У ^ / * V

а IV

Ь 1 г

><7

Рисунок 2. Схема выполнения комбинированного технологического процесса основной обработки почвы. Первый вариант.

Рисунок 3. Схема выполнения комбинированного технологического процесса основной обработки почвы. Второй вариант.

Расчет тягового сопротивления плугов выполняющих технологический процесс по первому варианту и по второму варианту показал, что тяговое со-гротивление имеет одинаковую величину, т.к. площадь сечения обрабаты-вгемого пахотного слоя в первом и втором вариантах одинакова. При распо-локении чизельного рабочего органа впереди или на отвальном рабочем орган* представляется возможность исключить влияние образующейся за ле-

11

мешными рабочими органами плужной «подошвы» на тяговое сопротивление чизельного рабочего органа, а за счет снижения тягового сопротивления чизельного рабочего органа, возможно снизить общее тяговое сопротивление комбинаций чизельного и отвального рабочих органов.

Рассматривая процесс деформации пласта почвы чизельным рабочим органом на основании механики разрушения материалов, можно заключить, что деформация пласта имеет сложный характер, т.е. разрушение пласта происходит вследствие упругих и пластических деформаций, возникающих первоначально при сжатии, а затем при «вырыве» за счет растяжения пласта почвы плоским долотом.

Исследуя процесс обработки почвы установлено, что минимальную энергоемкость и максимальную степень крошения почвы, возможно получить при разрушении пахотного горизонта за счет чистого сдвига, при этом одновременно реализуются деформации растяжения и сжатия в обрабатываемом пахотном слое. В этом случае, исходя из теории сопротивления материалов: С) -(-сгз)=аэя1, где О) и -Оз - главные напряжения, Н/м2, аэи> - эквивалентное напряжение, Н/м2. Принципиальное решение этого вопроса основано на решении определения перемещения и напряжения в толстостенном цилиндре. В случае, когда цилиндр имеет бесконечно большую толщину, напряжения в цилиндре, нагруженного внутренним давлением, определяется из следующего условия:

аП=±Ра2/Г2' (4)

где - разрушающее напряжение цилиндра, Н/м2; р - внутреннее давление

в цилиндре, МПа; а2 - внутренний радиус цилиндра, м; г2 - текущий радиус цилиндра, м; сгэкв - эквивалентное или приведенное напряжение, Н/м2.

При этом эквивалентное напряжение будет определяться по следующему выражению: оэет =2р, т.е., разрушение материала происходит при напряжениях, величина которых в два раза меньше внутренних давлений. У

цилиндра с бесконечно большой толщиной стенки радиальное напряжение в любой точке равно окружному и все точки находятся в состоянии чистого сдвига. Используя полученный результат и объединяя полевую доску корпуса плуга с долотом чизелыюго рабочего органа, комбинированный лемех будет иметь следующий вид (рисунок 4). Техническая новизна комбинированного лемеха подтверждена патентом РФ №210245(автор Бойков В.М. и др.). При этом прочность полевой доски будет определяться по следующему выражению:

бЯ^^азЬ^ЬМ, (5)

где - сила, действующая на наральник комбинированного лемеха, Н; С.) — длина долота, м; Сг — длина полевой доски, м; щ — ширина полевой доски, м; Ь5 - высота полевой доски, м; к2 - коэффициент запаса прочности; [сг(] — предельное напряжение разрушения материала лемеха, Н/м2.

На базе комбинированного лемеха была разработана рабочая часть серийного отвального (корпус ПЛЕ-21) и безотвального рабочего органа (лапа подрезающая ЛП-0,35 (стойка СибИМЭ)) (рисунок 5). Техническая новизна предлагаемого решения подтверждена патентом РФ №2169998 (автор Бойков В.М. и др.).

Рисунок 4. Схема комбинированного Рисунок 5. Схема рабочей части лемеха: 1 - полевая доска; 2 - долото отвального корпуса плуга общего выпуклой формы. назначения: 1 - полевая доска;

2 - долото; 3 - лемех (нож).

Установлено, что налипание почвы на отвал происходит при условии:

Р'вп+А >Со+еп^<р, (6)

где Ц -коэффициент внутреннего трения почвы при высокой влажности почвы; Сп — нормальное напряжение, действующее на почвенный элемент, Н/м2; А - адгезия, Па; Со - сила сцепления частиц почвы, приходящая на единицу площади (когезия), Па; ф - угол внутреннего трения почвы при оптимальной влажности почвы.

Анализ процесса залипания отвала корпуса плуга на основании неравенства (6) показал, что за счет уменьшения площади контакта отвала с пахотным слоем, повышается величина нормального давления или нормального напряжения и снижается залипание отвала корпуса плуга. При этом увеличение нормального давления приводит к уменьшению коэффициента трения - скольжения почвы по металлической поверхности. На основании полученных результатов схемы отвальных и безотвальных комбинированных рабочих органов будут иметь следующий вид (рисунок 6 и рисунок 7). Техническая новизна предлагаемых комбинированных рабочих органов подтверждена патентами РФ №2130245 и №2154928 (автор Бойков В.М. и др.).

го отвального рабочего органа: го безотвального рабочего органа:

1 - долото; 2 - лемех (нож); 3 - от- 1 - долото; 2 - лемех (нож); вал; 4 - стойка. 3 - полевая доска; 4 - стойка.

Тяговое сопротивление плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами определится по следующему выражению: Лп = 0,75(0/+каЬп+еаЬт2)Н),5п[ф61(!г-Ь<Я)-ЪЬ</8Н),5(л/2-1)(ег--Ь/2)], (7)

где п - число корпусов плуга, шт; [о] — предельное напряжение растяжения пахотного слоя (почвы), Н/м~; —длина долота, м; Ьб —ширина долота, м. Второй член формулы (7) определяет усилия, затрачиваемые при разрушении пахотного слоя долотом, а первый член определяет силу, необходимую на дальнейшее разрушение или крошение пахотного слоя лемехом (ножом) и перемещение раскрошенной почвы плоским отвалом. Для анализа формулы (6) был проведен расчет тягового сопротивления плуга общего назначения ПЛН-5-35, с серийными и отвальными комбинированными рабочими органами. Результаты расчетов представлены графиком (рисунок 8).

Анализ зависимостей (рисунок 8) показывает, что при обработке пахотного слоя комбинированными рабочими органами, у которых отвальный рабочий орган движется на глубине 0,25 м, а долото на глу-

Йи

кН 37

33

29

25

р- X 2 Р

1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 1Хм/с бине 0,3 М (рисунок 8 - ПОЗИ-

Рисунок 8. Зависимость тягового сопро- ция 1), по сравнению с плугом,

тивления Яп плуга ГШН-5-35 от скорости

, комплектованным серииными

движения и агрегата: 1 - тяговое сопротив- г

ление плуга ПЛН-5-35 с комбинированны- корпусами, производящим об-

мн рабочими органами (при глубине обра- , А ос

, . „ ^ „ „ работку почвы на 0,25 м, а за-ботки 0,3 м); 2 и 3 - тяговое с противление

плуга ПЛН-5-35 с серийными корпусами тем на 0,3 м (рисунок 8 - пози-

(при глубине обработки 0,25м и 0,3м соответственно).

ция 2 и 3), тяговое сопротив-

ление плуга с комбинированными рабочими органами в первом случае меньше на 7,36%, а во втором случае меньше на 20,9%, чем у плуга с серийными корпусами.

Основные параметры комбинированного лемеха (рисунок 4): радиус долота г3 0,05 м, длина долота £) = 0,2 м; комбинированного отвального рабочего органа (рисунок 6): размер шели между ножом и отвалом И1 = 0,07 м, высота отвала Ь2 ~ 0,45 м, длина лемеха (ножа) £3 = 0,44 м, угол постановки отвала к направлению движения плуга Д = 45°, передний угол долота а! = 30°; комбинированного безотвального рабочего органа (рисунок 7): длина ножа £3 = 0,44 м.

В третьем разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена программа экспериментальных исследований с описанием оборудования, применяемого в лабораторно-полевых исследованиях и методика исследований. При проведении лабораторно-полевых исследований руководствовались методиками Поволжской МИС и методиками, изложенными в ОСТ 10 4.1-2001, ОСТ 10 2.2-2002, ГОСТ 24057-88 «Испытания сельскохозяйственной техники», на полях, находящихся в зоне деятельности ФГУ Поволжской МИС Самарской области и хозяйствах Саратовской области. Условия проведения испытаний определялись согласно ГОСТ 20915-75.

В четвертом разделе «Результаты и анализ экспериментальных исследований» представлены основные результаты лабораторных и лабораторно-полевых исследований, дан их анализ.

Лабораторно-полевые исследования новых комбинированных лемехов ЛК-2М проводились на поле Поволжского Научно-исследовательского института селекции и семеноводства (НИИСС) (Самарской области) после уборки зерновых культур при зяблевой вспашке в сравнении с серийными лемехами П-702. Тип почв и механический состав участка, на котором проходили исследования лемехов - чернозем обыкновенный среднесуглини-етый. Было установлено, что плуг укомплектованный новыми комбиниро-

16

ванными лемехами, имеет удельное тяговое сопротивление на 6,3% меньше, чем плуг, укомплектованный серийными лемехами П-702.

Лабораторно-полевые исследования рабочих органов КБЩ-40 проводились на полях Поволжского НИИСС при весновспашке и зяблевой обработке почвы в сравнении с серийными корпусами ПЛЕ-21. Тип почв обрабатываемых полей - чернозем обыкновенный среднесуглинистый. Влажность поля по горизонтам 0-10; 10-20; 20-30 и 30-40 см составляла соответственно 32,5%; 32,1%; 31,5% и 31,5%. В результате агротехнической оценки работы пахотного агрегата Т-150К + ПЛН-5-35 с рабочими органами КБЩ-40 и корпусами ПЛЕ-21 было установлено, что пахотный агрегат Т-150К + ПЛН-5-35 с рабочими органами КБЩ-40 при скорости движения 2,16 м/с и средней глубине обработки 32,5 см имеет фактическое отклонение ширины захвата от установленной на 6,9%, крошение почвы (размер фракций до 50 мм) на 85,4%, заделку растительных и пожнивных остатков 88,8%, а пахотный агрегат Т-150К + ПЛН-5-35 с корпусами ПЛЕ-21 при скорости движения 2,25 м/с и средней глубине обработки 25,7 см имеет фактическое отклонение ширины захвата от установленной на 16,6%, крошение почвы на 76,0%, заделку растительных и пожнивных остатков - 82,0%. Запипание рабочих органов

КБЩ-40 почвой не наблюдалось.

/

Анализ диаграмм (рисунок 9) износа серийного и нового лемеха по сечениям и рабочим частям показывает, что лемех ЛК -2М имеет меньше линейный износ, чем серийный лемех П-702.

Lo L>i ¿> Lit

Рисунок 9. Диаграмма износа серийного и но- В результате агротехниче-

вого лемеха по рабочим частям L0 и Lh и сече- СК£)Й оценки боты пах№ ниям, L2, L3, L4.: 1- серийный лемех П-702;

2 - комбинированный лемех ЛК-2М. ного агрегата Т-150К +

U.мм 50 40 30 20 10

гНгЕПЧЗ

ПЛН-5-35 с рабочими органами КБЩ-40Б и стойками СибИМЭ установлено, что качество крошения почвы плугом, оснащенным рабочими органами КБЩ-40Б соответствовало, агротехническим требованиям и находилось в пределах 69,3 - 72,8%, при этом сохранность стерни составила 70 - 75% и соответствовало АТТ (70%).

На рисунке 10 представлены зависимости удельного тягового сопротивления рабочих органов КБЩ-40 при средней глубине обработки 32,5 см и корпусов ПЛЕ-21 при средней глубине обработки 25,7 см от скорости агрегата. Из характера зависимостей видно, что удельное тяговое сопротивление плуга, укомплектованного предлагаемыми комбинированными отвальными рабочими органами меньше на 8,4% удельного тягового сопротивления плуга, оснащенного серийными отвальными корпусами ПЛЕ-21.

Удельное тяговое сопротивление рабочих органов КБЩ-40Б и стоек СибИМЭ представлено на рисунке 11. Плуг с опытными рабочими органами КБЩ-40Б в среднем имеет меньшее удельное тяговое сопротивление на 7,5%, чем плуг, оснащенный стойками СибИМЭ.

2,7 2,91% м/с

2,5 О,м/с

Рисунок 10. Зависимость удельного Рисунок 11. Зависимость удельного тягового сопротивления Куд плугов тягового сопротивления Куд плугов от скорости движения г> агрегатов, от скорости движения и агрегатов, оснащенных новыми отвальными и оснащенных новыми безотвальными серийными рабочими органами: и серийными рабочими органами: 1 - плуг ПЛН-5-35 с корпусами 1 - плуг ПЛН-5-35 со стойками Си-ПЛЕ-21; 2 - плуг ПЛН-5-35 с рабо- 6ИМЭ; 2 - плуг ПЛН-5-35 с рабочими органами КБЩ-40. чими органами КБЩ-40Б.

Вышеизложенные результаты с достаточной вероятностью подтверждают теоретические результаты исследований.

В пятом разделе «Результаты исследований эффективности применения плугов общего назначения с новыми рабочими органами» приведены результаты сравнительных испытаний агрегатов Т-150К+ПЛН-5-35 с новыми комбинированными и серийными рабочими органами.

Эксплуатационно-технологическая оценка рабочих органов КБЩ-40 и КБЩ-40Б проводилась на вспашке зяби. Было установлено, что средняя рабочая скорость агрегата Т-150К+ПЛН-5-35+КБЩ-40 составила 2,38 м/с, при этом основная производительность получена 1,66 га/ч, при погектарном расходе топлива 16,44 кг/га. Удельная величина затрат топлива пахотного агрегата с плугом ШШ-5-35 и новыми комбинированными рабочими органами на 13% меньше, чем с серийными корпусами. В процессе работы пахотного агрегата залипание отвалов комбинированных корпусов не происходило. Корпуса КБЩ-40 обеспечивают возможность выполнения технологического процесса комбинированной обработки почвы на глубину до 30 см, с углублением почвенного горизонта на 5 - 7 см и разрушением плужной «подошвы». По удельным энергозатратам, на безотвальной обработке почвы, плуг ПЛН-5-35 с рабочими органами КБ1Ц-40Б имеет более низкие показатели: 57,0 кВт ч/га и 5,57 Н/см2 против 64,7кВт ч/га и 6,09 Н/см2, аналога - подрезающей лапы ЛП- 0,35 (стойки СибИМЭ).

Поволжская МИС предлагает выпускать рабочие органы КБЩ-40 и КБЩ-40Б серийно и включить изделие в Федеральный технический регистр,

В шестом разделе «Экономическая эффективность использования плуга ПЛН-5-35 с рабочими органами КБЩ-40 и КБЩ-40Б, и внедрение в производство» приведена экономическая эффективность применения плуга ПЛН-5-35 с серийными корпусами ПЛЕ-21 и стойками СибИМЭ в сравнении с комбинированными рабочими органами КБЩ-40 и КБЩ-40Б. Экономическая эффективность плуга ШШ-5-35 с новыми предложенными рабочими органами показала снижение себестоимости пахотных работ на 7,5 - 8%, что способствует получению годового приведенного экономического эффекта за

счет применения серийного плуга ПЛН-5-35, оснащенного новыми отвальными комбинированными рабочими органами в сумме 34091 рублей и 35407 рублей для этого же плуга, укомплектованного новыми безотвальными комбинированными рабочими органами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследовании по повышению эффективности технологического процесса основной обработки почвы новыми комбинированными рабочими органами можно сделать следующие выводы.

1. Анализ литературных источников показал, что большое влияние на эффективность работы плугов общего назначения оказывает затылочная фаска лемеха корпуса плуга, образующаяся в результате износа лемеха, при этом происходит уплотнение подпахотного слоя почвы или образование плужной «подошвы», а при обработке почв высокой влажности наблюдается залипа-нне отвалов корпусов.

2. Установлено, что величина твердости плужной «подошвы», возникающей при взаимодействии затылочной фаски лемехов корпусов плуга пропорциональна твердости почзы на глубине взаимодействия затылочной фаски лемеха с пахотным слоем, силы тяжести плуга, углу затылочной фаски лемехов и обратно пропорционально квадрату расстояния от плоскости затылочной фаски лемехов до места, в котором определяется твердость почвы.

3. Теоретически установлено, что толщина плужной «подошвы» зависит от физико-механических свойств почвы и в среднем составляет 4-5 см, а твердость почвы неравномерно распределена по глубине в зоне плужной «подошвы» и может достигать 5,5 МПа.

4. Рациональный технологический процесс основной обработки почвы, обеспечивающий повышение качества обработки почвы за счет разрушения плужной «подошвы» и снижения энергоемкости обработки почвы, должен включать процесс обработки почвы, выполняемый первоначально элемента-

ми чизельного рабочего органа, а затем лемешно-отвальным рабочим органом.

5. На основании рационального технологического процесса и схем чн-зельных и лемешно-отвальных рабочих органов разработаны кострукторско-технологические схемы новых рабочих органов для отвальной и безотвальной обработки почвы, состоящих из комбинации основных элементов чи-зельных и лемешно-отвальных рабочих органов, при этом глубина хода долота чизеля должна быть на 5 - 6 см больше глубины обработки почвы, чем лемехом, а долото должно быть соединено с полевой доской.

6. Теорегическими исследованиями установлено, что разрушение подпахотного слоя, осуществляемое за счет чистого сдвига, который реализуется посредством создания долота выпуклой формы с радиусом поперечного сечения 0,05 м, повышает степень крошения, снижает энергоемкость процесса обработки почвы и увеличивает ресурс комбинированного лемеха, а щель шириной 5 - 7 см между нижним обрезом отвала и лемехом уменьшает зали-пание лемешно-отвальной поверхности почвой высокой влажности.

7. Экспериментальными исследованиями были подтверждены результаты теоретических исследований и было определено, что комбинированные рабочие органы при обработке пахотного слоя повышают качество обработанной почвы, вследствие углубления подпахотного слоя на 5 - 7 см и разрушения плужной «подошвы», улучшают основные агротехнические показатели на 7 - 11%, снижают удельное тяговое сопротивление плуга на 7,5-8,4% и повышают ресурс комбинированного лемеха на 31% по сравнению с плугами общего назначения, оснащенными серийными корпусами.

8. Экономическая эффективность серийного плуга ПЛН-5-35 с новыми комбинированными отвальными и безотвальными рабочими органами снизила себестоимость пахотных работ на 7,5% - 8%, что способствует получению годового приведенного экономического эффекта в сумме 34091 рублей для плуга оснащенного новыми комбинированными отвальными рабочими

органами и 35407 рублей для этого же плуга, укомплектованного новыми комбинированными безотвальными рабочими органами.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Уфаев, А.Г. Анализ конструкторских особенностей лап отечественных культиваторов / А.Г. Уфаев // Молодые ученые СГАУ им. Н.И.Вавилова

- агропромышленному комплексу Поволжского региона: сб.науч.трудов Саратов: изд.-во СГАУ им. Н.И.Вавилова.- 2001 - С.225 - 227 (0,4 печ. л.).

2. Уфаев, А.Г. Некоторые результаты испытаний щелевого корпуса плуга /А. Г. Уфаев // Повышение эффективности процессов механизации и электрификации в АПК: сб.науч.трудов Саратов: изд.-во СГАУ им. Н.И.Вавилова.- 2001. - С.213 - 215 (0,45 печ. л.).

3. Уфаев, А.Г. Некоторые результаты испытаний безотвального корпуса плуга КБЩ-40Б / А.Г. Уфаев // Молодые ученые ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И.Вавилова - агропромышленному комплексу Поволжского региона: сб.науч.работ/ ФГОУ ВПО Саратовский ГАУ. - Саратов,- 2003. -С.561 -563 (0,19 печ. л.).

4. Уфаев, А.Г. Комбинированный лемех отвальных плугов общего назначения / В.М. Бойков, A.B. Павлов, А. Г. Уфаев, Ю.В. Иванов // Материалы международной научно- практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора Александра Григорьевича Рыбалко. Саратов, 11

- 12 июля 2006. - Часть 1 - С.69 - 72 (0,2/ 0,05 печ. л.).

5. Уфаев, А.Г. Направление повышения эффективности производства сельскохозяйственных культур / В.М. Бойков, A.B. Павлов, А.Г. Уфаев, Ю.В. Иванов // Материалы международной научно- практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора Александра Григорьевича Рыбалко.СаратовЛ 1 - 12 июля2006-Часть I-C. 72-75 (0,2/0,05 печ. л.).

6. Уфаев, А.Г. Новые лемешно-отвальные корпуса для основной обработки почвы / В.М. Бойков, A.B. Павлов, А.Г. Уфаев, Ю.В. Иванов // Материалы международной научно- практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора Александра Григорьевича Рыбалко. Саратов, 11 - 12 июля 2006.-Часть I-C. 75-78(0,18/ 0,045 печ. л.).

7. Уфаев, А.Г. Высокоэффективный корпус лемешно-отвального плуга общего назначения / А.Г. Уфаев // Вестник Саратовского госагроуниверсите-та им. Н.И. Вавилова №5. 2006, - С.59 - 61 (0,3 печ. л.).

8. Патент на изобретение Российской Федерации № 2195093. Многокорпусный плуг / В.М. Бойков, C.B. Старцев, А.Н. Беднов, E.H. Плешков, А.Г. Уфаев / Опубл. 27.12.02. Бюл. №36. - 6 е.: ил.

9. Уфаев. А.Г. Некоторые результаты исследований процесса образования плужной «подошвы» / В.М. Бойков, A.B. Павлов, А.Г. Уфаев // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора В.В.Красникова. Саратов, 1-3 октября 2008 г. - С. 12-16 (0,2/0,06 печ. л.).

Подписано к печати 24.10.2008 г. Объем - 1 печатный лист. Тираж 100. Заказ № 97 Отпечатано в типографии ООО «Техно-Декор», 410012, г. Саратов, улица Московская 160. Тел.26-34-48

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Агротехнические требования, предъявляемые к основной отвальной и безотвальной обработке почвы.

1.2. Лемешно-отвальные плуги общего назначения, применяемые для основной обработки почвы.

1.3. Анализ и результаты исследований корпусов лемешно-отвальных плугов общего назначения.

1.4. Взаимодействие плугов общего назначения с пахотным слоем.

1.5. Направления повышения эффективности основной обработки почвы.

1.6. Выводы. Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ КОРПУСОВ ПЛУГОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ.

2.1. Технологические процессы основной обработки почвы, выполняемые плугами общего назначения и чизельными плугами.

2.2. Обоснование рационального технологического процесса основной обработки почвы.

2.3. Конструктивно-технологические схемы корпусов для выполнения комбинированного технологического процесса основной обработки почвы.

2.4. Обоснование основных параметров комбинированных корпусов.

2.5. Снижение залипания рабочей поверхности комбинированного отвального корпуса.

2.6. Основные параметры комбинированного лемеха и комбинированного корпуса.

Выводы по разделу.

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа экспериментальных исследований.

3.2. Объект исследования.

3.3. Технические средства, используемые для экспериментальных исследований.

3.3.1. Экспериментальный лемех ЛК-2М.

3.3.2 .Отвальный корпус КБЩ-40 плуга общего назначения.

3.3.3 . Безотвальный корпус КБЩ-40Б плуга общего назначения.

3.4. Методика определения ресурса серийных и комбинированных лемехов.

3.5. Методика проведения лабораторно-полевых исследований новых корпусов.

3.6. Методика лабораторно-полевых исследований технологического процесса, выполняемого плугами общего назначения с комбинированными корпусами.

3.6.1. Определение качественных показателей технологического процесса, выполняемого плугами общего назначения с комбинированными корпусами.

3.6.2. Определение энергетических показателей технологического процесса, выполняемого плугами общего назначения с комбинированными корпусами.

3.6.3. Эксплуатационная оценка работы плугов общего назначения с комбинированными корпусами.

3.6.4. Оценка надежности работы плугов общего назначения с комбинированными корпусами.

3.7. Методика обработки результатов исследований.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Условия, результаты и анализ лабораторно-полевых исследований комбинированных лемехов ЛК-2М.

4.2. Условия, результаты и анализ лабораторно-полевых исследований корпусов КБЩ-40.

4.3. Условия, результаты и анализ лабораторно-полевых исследований корпусов КБЩ-40Б.

Выводы по разделу.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛУГОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ С НОВЫМИ

КОМБИНИРОВАННЫМИ КОРПУСАМИ.

5.1. Условия проведения исследований, результаты и анализ работы комбинированных лемехов ЛК-2М.

5.2 Условия проведения исследований, результаты и анализ работы корпуса КБЩ-40.

5.3 Условия проведения исследований, результаты и анализ работы корпуса КБЩ-40Б.

Выводы по разделу.

6. ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО КОРПУСОВ КБЩ-40, КБЩ-40Б И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ПРИМЕНЕНИЯ ИХ С ПЛУГАМИ ПЛН-5

6.1. Результаты внедрения плугов общего назначения с комбинированными корпусами.

6.2. Расчет экономической эффективности применения плуга

ПЛН-5-35 с комбинированными корпусами КБЩ-40 и КБЩ-40Б.

6.3. Экономические показатели, формирующие основные параметры эффективности.

6.4. Эффективность использования новых орудий.

Выводы по разделу.

Основная обработка почвы является самой ресурсозатратной и энергоемкой операцией при производстве растениеводческой продукции. На ее долю приходится около половины всех энергоресурсов сельского хозяйства. Вместе с тем, основная обработка существенно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур.

В настоящее время, как у нас в стране, так и за рубежом, для основной обработки почвы традиционно применяются плуги общего назначения, агрегатируемые с тракторами различного тягового класса, которые комплектуются рабочими органами для выполнения отвальной и безотвальной обработки почвы. Применяемые плуги обеспечевуют требуемое качество обработки почвы с минимальным тяговым сопротивлением только в случае обработки пахотного слоя, находящегося в оптимальном физическо-механическом состоянии. При высокой и низкой влажности или твердости почвы, качество крошения почвы, а также некоторые показатели не соответствуют агротехническим требованиям.

Отечественные и зарубежные производители выпускают различные марки плугов для основной обработки почвы: Г1ЛН-5-35, ПНЛ-8-40, ПТК-9-35, ПНИ-8-40, EuroDiamant 8, EuroTitan 10, Herkules 1000 и др., которые состоят из корпусов, с закрепленными на них лемехами, отвалами и другими элементами. Основными деталями плуга, определяющими энергетические и качественные показатели выполнения технологического процесса основной обработки почвы, являются лемеха и отвалы корпусов плугов.

Обработка пахотного слоя плугами общего назначения сопровождается образованием у лемеха затылочной фаски, вследствие его износа, при этом на дне борозды образуется уплотненный слой почвы, называемый плужной «подошвой», которая отрицательно влияет на качество обработки почвы, водно-воздушные режимы в слое, а фаска является причиной увеличения тягового сопротивления плуга. В результате уплотнения этот слой почвы содержит минимальное количество пор, являющихся основными путями для поступления воды и воздуха к растениям. Корни культурных растений не могут пробить уплотненный слой подошвы и получить почвенную влагу из более глубоких слоев.

Таким образом, научная задача состоит в объединении положительных сторон корпусов плугов общего назначения и чизельных рабочих органов, путем создания новых комбинированных отвальных и безотвальных корпусов, что является средством повышения эффективности технологического процесса основной обработки почвы. Такое совмещение послужит средством повышения качества основной обработки почвы и снижения тягового сопротивления плуга.

В связи с вышеизложенным, исследования комбинированных корпусов представляют собой актуальную научно-техническую задачу, имеющую важное хозяйственное значение.

Объект исследований — технологический процесс обработки почвы пахотными агрегатами с плугами, оснащенными новыми комбинированными лемехами и новыми комбинированными отвальными и безотвальными корпусами.

Предметом исследований являются закономерности повышения качества и снижения энергоемкости основной обработки почвы при взаимодействии с обрабатываемым пахотным слоем новым комбинированным лемехом и новыми комбинированными отвальными и безотвальными рабочими органами плугов общего назначения.

Научная новизна заключается в аналитическом обосновании новых конструктивно-технологических схем комбинированного лемеха и новых комбинированных рабочих органов для основной отвальной и безотвальной обработки почвы плугов общего назначения. Получены теоретические выражения, определяющие их основные конструктивные параметры.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» по теме №4 «Разработка технологического обеспечения аграрных технологий», раздел №4.2. «Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин для основной обработки почвы» и «Региональной программе развития сельского хозяйства Саратовской области до 2012 года».

На защиту выносятся следующие научные положения:

- анализ технологических процессов отвальной и безотвальной обработки почвы, выполняемый плугами общего назначения и чизельными плугами;

- теоретическое обоснование оптимального технологического процесса основной обработки почвы;

- конструкторско-технологические схемы комбинированных лемехов повышенного ресурса и комбинированных корпусов к плугам общего назначения для основной отвальной и безотвальной обработок почвы;

- аналитические зависимости для определения основных параметров комбинированного лемеха и комбинированных корпусов плугов общего назначения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований по совершенствованию технологического процесса основной обработки почвы новыми комбинированными корпусами можно сделать следующие выводы.

1. Большое влияние на эффективность работы плугов общего назначения оказывает затылочная фаска лемеха корпуса плуга, образующаяся в результате износа лемеха, при этом происходит уплотнение подпахотного слоя почвы или образование плужной «подошвы» и залипание почвой высокой влажности отвалов корпусов.

2. Установлено, что величина твердости плужной «подошвы», возникающей при взаимодействии затылочной фаски лемехов корпусов плуга пропорциональна твердости почвы на глубине взаимодействия затылочной фаски лемеха с пахотным слоем, силы тяжести плуга, углу затылочной фаски лемехов и обратно пропорционально квадрату расстояния от плоскости затылочной фаски лемехов до места, в котором определяется твердость почвы. Г) г'

3. В результате теоретического анализа установлено, что толщина плужной «подошвы» зависит от физико-механических свойств почвы и в среднем составляет 4-5 см, а твердость почвы неравномерно распределена по глубине в зоне плужной «подошвы» и может достигать 5,5 МПа.

4. Оптимальный технологический процесс основной обработки почвы, обеспечивающий повышение качества обработки почвы за счет разрушения плужной «подошвы» и снижения энергоемкости обработки почвы, должен включать процесс обработки почвы, выполняемый первоначально чизельпыми рабочими органами, а затем лемешно-отвальными.

5. На основании оптимального технологического процесса и схем чизельных и лемешно-отвальных рабочих органов разработаны \ кострукторско-технологические схемы новых рабочих органов для отвальной и безотвальной обработки почвы, состоящих из комбинации основных элементов чизельных и лемешно-отвальных рабочих органов, при этом глубина хода долота чизеля должна быть на 5 - 6 см больше глубины обработки почвы, чем лемехом, а долото должно быть соединено с полевой доской.

6. Теоретическими исследованиями установлено, что разрушение подпахотного слоя, осуществляемое за счет чистого сдвига, который реализуется посредством создания долота выпуклой формы с радиусом поперечного сечения 0,05 м, повышает степень крошения, снижает энергоемкость процесса обработки почвы и увеличивает ресурс комбинированного лемеха, а щель шириной 5-7 см между нижним обрезом отвала и лемехом уменьшает залипание лемешно-отвальной поверхности почвой высокой влажности. ф

7. Экспериментальными исследованиями ^были^) подтверждены результаты теоретических исследований и 'дбылоу определено, что комбинированные плужные корпуса при обработке пахотного слоя повышают качество обработанной почвы, вследствие углубления подпахотного слоя на 5 - 7 см и разрушения плужной «подошвы», увеличивают величину основных агротехнических показателей на 7 - 11%, снижают энергоемкость обработки почвы на 13% и повышают ресурс комбинированного лемеха на 31%) по сравнению с плугами общего назначения, оснащенных серийными рабочими органами.

8. Экономическая эффективность серийного плуга ПЛН-5-35 с новыми комбинированными отвальными и безотвальными корпусами снизила себестоимость пахотных работ на 7,5% - 8%, что способствует получению годового приведенного экономического эффекта в сумме 34091 рублей для плуга оснащенного новыми комбинированными отвальными корпусами и

35407 рублей для этого же плуга, укомплектованного новыми комбинированными безотвальными корпусами.

1. Буров, Д .И. Обработка почвы как фактор улучшения структурных качеств и строения пахотного слоя черноземных почв Заволжья.// «Теоретические вопросы обработки почв» Ленинград, Гидрометеоиздат,1968. - С. 19-24.

2. Воробьев, С. А. Земледелие. Москва ВО 1991.-С. 271 -306,-364 С.

3. Панов, И. М. Актуальные проблемы развития современного земледелия и земледельческих орудий.// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1993. №1. С. 1-6.

4. РТМ 10 13.001 87. Термины и определения, применяемые при агротехнической оценке сельскохозяйственной технике.

5. Агротехнические требования на корпусы и винтовые отвалы к серийным плугам общего назначения. Том XI С. 71 - 73.

6. ГОСТ 26677 85. Плуги общего назначения. Общие технические требования.

7. Сборник агротехнических требований на тракторы и сельскохозяйственные машины. Том 28 М., ЦНИИ ТЭН, 1981. -240 С.

8. Протокол № 03 72 - 99 (101 0052) приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПБ-5 /Владимирская МИС. - Покров, 1999. - 32 С.

9. Протокол № 08 50 - 97 (401 0262) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПБ-1 (ПБ-5) / Поволжская МИС. -г.Кинель, 1997.-30 С.

10. Протокол № 08 51 - 97 (401 0282) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПБ-9 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1997.-32 С.

11. Протокол № 08 58 - 93 (980 00076) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПРНС-5/ Поволжская МИС. - г. Кинель, 1993.-34 С.

12. Протокол № 08 60 - 96 (4010322) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПБ-1 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1996.-29 С.

13. Протокол № 08 63 - 99 (1010032) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПБ-9 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1999.-38 С.

14. Протокол № 11 24 - 00 (1010312) приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПБ-5 / Северо-Кавказская МИС. - Зерноград, 2000. - 62 С.

15. Протокол № 19 77 - 90 (1061810) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПРНС-9-50/ Поволжская МИС. — г. Кинель, 1990.-35 С.

16. Протокол № 19 95 - 91 (401000132) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ПРНС-7-50 / Поволжская МИС. -г. Кинель, 1991.-31 С.

17. Сельскохозяйственная техника: Каталог. Под. ред. В.И. Черноиванова. -М., 1991.-Т.1.-364 С.

18. Бойкое, В. М. Механико-техническое обоснование эффективных способов и технических средств основной обработки почвы. Диссертация доктора технических наук. Саратов 1998. - 370 С.

19. Лурье, А. Б., Любимов, А. И. Широкозахватные почвообрабатывающие машины. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1981. - 270 С.

20. Ю.Лурье, А. Б., Гусин11ев, Ф. В., Давидсон, Е. И. Сельскохозяйственные машины. Л.: Машиностроение. Ленинградское отд. 1983. - 383 С.

21. Кленин, Н. И., Сакун, В. А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Колос, 1994. - 750 С.

22. Рыбалко, А. Г., Волосевич, Н. П., Федоро,в В .А., Чарушников, В. А. Машины для обработки почв, посева и посадки растений. Саратов, 1987.-80 С.

23. Карпенко, А. Н., Халанский, В. М. Сельскохозяйственные машины. -ВО «Агропромиздат», 1989. 527 С.

24. Халанский, В. М, Горбачев, И. В. Сельскохозяйственные машины М.: Колосс, 2003.-623 С.

25. Современные сельскохозяйственные машины и оборудование для растениеводства (конструкции и основные тенденции развития): По материалам Международного салона сельскохозяйственной техники 81МА-97. М.: ИНФРА-М, 1997. С. 14-23.

26. Современные сельскохозяйственные машины и оборудование для растениеводства (конструкции и основные тенденции развития): По материалам Международного салона сельскохозяйственной техники 81МА-2001. М.: ИНФРА-М, 2001. С. 14-26.

27. Протокол № 19 162 - 88 (1060510) государственных приемочных испытаний плуга фронтального ПФН-2 к тракторам класса 3./ Поволжская МИС. -г. Кинель, 1988.

28. Протокол № 19 162 - 86 (1060110) государственных приемочных испытаний плуга с регулируемой шириной захвата к тракторам класса 5 ПНИ-8-40 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1986. - 34С.

29. Протокол № 08 162 - 97 (4010282) государственных приемочных испытаний плуга-рыхлителя ГТБ-9/ Поволжская МИС. - г. Кинель, 1997.-31С.

30. Еськов, А. И., Пликутин, Н. Г., Скобликов, В. Ф. Технология мелиорации и машины для обработки солонцовых почв. // Земледелие. 1991. - №11. - С.31 -35.

31. Рябов, Е. И., Белозеров, А. М., Бурыкин, С. И. Почвозащитная система земледелия па основе минимальной обработки//Земледелие.-1992.-№1.-с.31-35.

32. Яковлев, В. X. Основная обработка солонцов. // Земледелие. 1984. -№5.-С. 30-31.

33. Коваленко, Ю. Г. Тенденции развития конструкции тракторов и почвообрабатывающих машин. // В кн. «Проблемы качества продукции в XXI веке». М., Росинформагротех, 2003. - С.417 - 420.

34. Новое в оценке технического уровня сельскохозяйственной техники. -М., 1973. Часть!. С. 28-44.

35. Афонин, Е. Д., Фрибус, В. Ф. К вопросу оптимальной расстановки плужных корпусов с углоснимами. // В кн.: «Машины почвообрабатывающие, посевные и для внесения удобрений». Выпуск 2.-М., 1978.-С. 10-12.

36. Механико-технологические основы оптимизации технологических параметров обрабатываемого слоя почвы. Совершенствование почвообрабатывающей техники агропромышленного комплекса целинного земледелия. - Алма-Ата, 1989. - С. 43.

37. Протокол № 08 131 - 2000 (4010492) государственных приемочных испытаний корпуса КБК-80. / Поволжская МИС. - г. Кинель, 2000.

38. Протокол № 19 127 -90 (2060210) периодических испытаний плуга полунавесного оборотного Еиго01атап1 8 51Л00 / Поволжская МИС. -г. Кинель, 1990.

39. Сельскохозяйственная техника. Справочник. М., 1962. - С.26 - 35.

40. АЪ.Бурченко, П. Н., Кузнецов, Ю. И., Катаев, Б. А. Подготовка почвы длявозделывания зерновых культур. // Техника в сельском хозяйстве. -1986,-№2, С.3-8.

41. Бурченко, П.,Н. Основные технологические параметры почвообрабатывающих машин нового поколения. // В кн.: «Теория и расчет почвообрабатывающих машин». Том 120. М, 1989. - С. 12-43.

42. Буряков, А. Т., Просвирин, В. Г. Прогрессивные машины и технологии основа высокоэффективного сельскохозяйственного производства. // Земледелие, 2001. - № 1 - С. 2-4.

43. Василъковский, С. М., Клюев, В. В. Исследование сопротивления почвы движению культиваторной лапы. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987. № 4 - С. 37-39.

44. Вопросы земледельческой механики. Т V под редакцией Мацепуро М.Е.-Минск, 1960.-С. 152-178.

45. Вериго, С. А., Разумова, 77. А. Почвенная влага, Ленинград. Гидрометеоиздат, 1973. -С. 215-224.

46. Панов, И. М., Орлов, Н. М. Основные пути снижения энергозатрат при обработке почвы. Тракторы и сельхозмашины, 1997 - №8 - С.27 - 30.

47. Чмиль, А. И., Селезнев, А. А., Кенжебекова, Н. Д. Глубокое рыхление почвы в Северном Казахстане// Земледелие, 1992. -№11-12. С.21-22.51 .Шварц, А. А. Механизация почвозащитного земледелия//3емледелие.-1983 .-№11.- с.42-49.

48. ГОСТ 18509 88 Метрологическое обеспечение оборудования и приборов для испытания и контроля.

49. ГОСТ 20915 88 Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний.

50. ГОСТ 24057 88 Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки машин на этапе испытаний.

51. Веденянин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1965. - 135 С.

52. Гордеев, А. М., Выогииа, С. И., Белокопытов, В. Н. Эффективность разуплотнения.// Земледелие. 1990. -№2. - С. 34 - 35.

53. Гуреев, II. Н. Энергоемкость обработки почвы//Техника в сельском хозяйстве, 1988. -№3. С. 22 - 26.

54. Дьяков, В. П. Усилие вертикального резания почвы// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987. —№4 С.34 — 37.

55. Зенкевич, Е. И. К вопросу влияния формы и параметров отвальной поверхности корпуса плуга на перемещение пласта. Труды научной конференции 1959 г. Минск, 1961.

56. Зеленин, А. И., Баловнев, В. Н., Керров, И. П. Машины для земельных работ. М. Машиностроение, 1975. - С.94 - 97.

57. Иофинов, С. А., Лышко, Г. П. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Колос, 1984-351 С.

58. Федоров, Д. И. Рабочие органы землеройных машин. М.: Машиностроение, 1989. - 368 С.

59. Щучкин, Н. В. Лемешные плуги и лущильники. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. -1952.-290 С.

60. Горячкин, В. П. Собрание сочинений Т 2 М.: Наука, 1970. - 544 С.

61. Гаврилов, Ф. И., Корушкин, Е. Н. О затылочной фаске лемеха.// Сельхозмашины. 1954. -№3. - С.9 - 11.

62. Х.Ларин, Г. И. Исследование изнашивания рабочих органов плугов на почвах лесной зоны: Автореф. дис. . канд.техн.наук., М.:1974. С.21.

63. Панов, И. М. Теория пахотных орудий В.П. Горячкина и современные проблемы механизации обработки почвы.// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1968. —№1— С.20 23.

64. Пронин, А. Ф., Ларин, Г. И. Износ лемехов и удельное сопротивление подзолистой почвы.// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1974 №11. С.6 - 8.

65. Пронин, А. Ф. Износ лемехов и показатель пахоты.// Техника в сельском хозяйстве, 1977. №4. - С.25.

66. Курбак, Н. А. О работе двухслойных лемехов.// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1952. №3 - С. 12 - 16.

67. Иофинов, С. А., Агеев, А. Е. Эксплуатация машинно-тракторного парка. М.: Колос, 1984. С.340.

68. Бахтин, П. У. Исследования физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР. М., «Колос», 1969. 270 С.

69. Бахмутов, В. А. Исследование влияния залипания рабочих органов почвообрабатывающих машин и борьба с ним. Сб. тр. по земледельческой механике. Сельхозиздат, 1961. 289 С.

70. Бахтин, П. У. Физическая спелость почвы и скорость вспашки. «Почвоведение», 1962- №5.

71. Кулен, А., Куиперс, X. Современная земледельческая механика. Перевод с английского А.Э. Габриэляна. Под. ред. Ю.А. Смирнова. М., Агропромиздат, 1986. - 349 С.

72. Устинов, А. Н. Исследование влияния чистоты работы поверхности лемехов и отвалов на основные показатели работы плуга.// Автореф. .дисс. канд. техн. наук. — М., 1960.

73. Бредун, М. И. Тяговое сопротивление плуга С различными покрытиями корпусов.// Вестник сельскохозяйственной науки. 1963. №7.

74. Мальцев, А. И. Способы борьбы с залипанием плужных корпусов. Изд. ЦИНТИАМ, М.,1963 -169 С.

75. Могильный, И. П. Влияние влажности на удельное сопротивление трения металлов корпуса плуга о почву. Научные труды Украинской сельскохозяйственной академии. Т.9. - 1957. - 405С.

76. Федосъев, В. И. Сопротивление материалов. — М.: Издательство «Наука», 1970.-543 С.

77. Бахтин, Г1. У. Удельное сопротивление почвы плуга при вспашке и методы его определения. — Тр. Почвенного института им. Докучаева. Т.17, 1954. - С.66 - 69.

78. Гаврылов, Ф. И. О лемехах плуга. В сб.: В помощь сельскохозяйственному производству. Воронеж. «Коммуна», 1970.-Вып. 2, 3,4.-С.13- 16.

79. Radkliffe, D. К, Clark, R. L., Langdale, G. W. The effect of traffic in the soil and tillage cone index in two Georgia soils// ASAE Paper No. 85 -1041. 14p.

80. Эффективность Применения орудий типа Paraplaw при минимальной обработке почвы. Сельскохозяйственные машины и орудия. -Вып. 15. — ЦНТИИТтракторосельхозмаш, 1986

81. Subsoiling as an aid to drainage// MAFF. ADAS, 1981. Lefleat 730. N.10. 14p.

82. Garner, Т. H., Reinolds, W. R., Musen, H. L. Energy requirments for subsoiling Coastal plain soil// ASAE Paper No. 84 1025, 22 p.

83. Kuipers, A. The challenge of soil cultivations and soil water problems// Journal of Agricultural Engineering Research. 1984. V.29. .3. P. 177 190.

84. Труфанов, В. В. Глубокое чизелевание почвы. Москва ВО «Агропромиздат», 1989. С. 139.

85. Сенченко, С. И., Сергеева, Р. Я., Найденов, А. С. Чизелевание почвы на Северном Кавказе // Земледелие. 1986. - №2, с. 19.

86. Санковский, В. И. Чизелевание в условиях Белорусси// Земледелие. 1985. - №9. - с.40-41,

87. Иванов, Ю. В. Совершенствование технологического процесса основной обработки почвы плугами рыхлителями. Диссертация на соиск уч. Ст. кандидат техн. наук. Саратов. 2002 - 152 С.

88. Вайнруб, В. И. Чизельные орудия для Нечерноземной зоны// Земледелие. 1984. -№2. - с.23-24.

89. Эффективность разуплотнения.// Земледелие. 1990.-№2.-с.34-35.

90. Гордеев, А. М., Въюгина, С. И., Прудникова, А. Г, Белокопытов, В. Н. Разуплотнение корнеобитаемого слоя почвы.// Земледелие. -1989.-№9.-с.49-51.

91. Плющев, Г. В., Прокопенко, Г. М. Конструктивно-технологические параметры чизельных плугов//Тракторы и сельхозмашины.-1991 .-№3.-с.84.

92. Труфанов, В. В. Чизелевание почвы. // Земледелие. 1986. - №2, -с.8.

93. Шлычков, Ф. А. Чизельная обработка почвы. // Земледелие. -1987.-№10.-с.62-63.

94. Ревякин, Е. Л., Просвирин, В. Г. Система орудий для чизельной обработки почвы//Земледелие.-1990.-№4.-с.51-55.

95. Чмиль, A. Ii., Селезнев, А. А., Кенэ/себекова, Н. Д. Глубокое рыхление почвы в Северном Казахстане// Земледелие.-1992.-№11-12,-с.21-22.

96. Вагин, А. Т. Механизация защиты почв от водной эрозии в нечерноземной полосе.-Л.: Колос, 1977. -270с.

97. Кострицин, А. К. Основные типы параметров рабочих органов к плугам и безотвальным рыхлителям для щелевания дна борозды. //Тр. ВИМ,-1974. Т. 66.

98. Ide, G., Hofman, G., Ossemerct, С. Influence of subsoiling on the growth of cereals// Pedologie. 182. V.32. N.2. P. 193 207.

99. Techniques et outillages modernes de préparation des sois// FAO/ECE/AGRI/WP.2. 1984. N.60. 26p.

100. Winter, S. R. Efficient deep tillage for sugerbeets on Pullman clay loam// Journal of the American Society of Sugar Beet Technologists. 1983. V.22. N. 1. P. 29-34.

101. Цытович, H. А. Механика грунтов (краткий курс) Учебник для вузов. 4 изд. перераб. и доп. - М.; Высшая школа, 1983. -288 с.

102. Ветров, Ю. А. Резание грунтов землеройными машинами. М., Машиностроение, 1976, с.281.

103. Söhne, Ж (1953) Druckverteilung im Boden und Bodenverformung unter Schlepperreifen. Gründl Landtechnik 5:49 63

104. Söhne, W (1953) Reibung und Kohäsion bei Ackerboden. Gründl Landtechnik 5:64 80

105. Синеокое, Г. П. Проектирование почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1965, с.311.

106. Грибановскгш, А. П., Бидл ингмайер, Р. В. Комплекс прогивоэрозионных машин (теория, проектирование) Алма-Ата, Кайнар, 1990.-256с.

107. Афонин, Е. Д., Береславский, С. Л. и др. Метод определения коэффициентов рациональной формулы Горячкина В.П.// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982 - №4. - С.42 - 44.

108. Павлов A.B. Совершенствование технологического процесса послойной обработки почвы и плугом-рыхлителем с комбинированным рабочим органов. // Автореф. дис. канд. техн. паук. Саратов 1995 -20 с.

109. Солнцев, С. С. , Морозов, Е. Н. Разрушение стекла. М.: Машиностроение, 1978. - 152 с.

110. Эван, А., Хъюр, А., Портер, Д. Трещиностойкость керамик/ Механика разрушения: Сб. статей 1997. (Пер. с англ.; Под ред Р.В. Гольдштейна. М.: Мир, 1979. - 239 с.

111. Иванов, Н. И. Сопротивление материалов. Д.: ОГИЗ, 1942. 646 с.

112. Беляев, Н. М. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1976. -608 с.

113. Зеленин, А. Н. Физические основы теории резания грунтов. М.: Изд-во АН СССР, 1950. - 354 С.

114. Протокол № 08 132 - 2000 (4010502) от 25 декабря 2000 г государственных приемочных испытаний корпуса КБЩ-40 / Поволжская МИС. -г. Кинель, 2000. - 37 С.

115. Протокол № 08 116 - 2001 (4010842) от 14 декабря 2001 г государственных приемочных испытаний корпуса КБС-50 / Поволжская МИС. -г. Кинель, 2001. -36С.

116. ОСТ 10 4.1-2001. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей. М.: Издательство стандартов, 2001. -214 С.

117. ОСТ 10 2.2-2002. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки.

118. ОСТ 10 2.18-2001. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки.