автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПОДПОЧВЕННО-ПРЕССОВЫМ СПОСОБОМ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР' :';

рязанский сельскохозяйственный институт имени профессора п. а. костычева

На правах рукописи, \ . АЛЕЕВ Рифкат Мухаметшович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ; КОМБИНИРОВАННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ПОСЕВА СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПОДПОЧВЕННО-ПРЕССОВЫМ СПОСОБОМ

Специальность 05.20.01 — механизация' сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань — 1978

Работа выполнена ? Казанском ордена «Знак Почета», сельскохозяйственна институте имени М. Горького в 197-1—78 гг.

Научный руководитель — кандидат технических наук,

" доцент ГАИ Н AHO В Хаэнп Сабнровнч.

. Официальные оппоненты:

I. Доктор технических наук, профессор А. И. Тимофеев. ■-■ ч 2, Кандидат технических наук В. И; Швед нов.

Ведущее.предприятие — научно-исследовательский ордена Трудового Красного'Знамени институт сельского хозяйства Юго-Востока,

,3ащита диссертации состоится 14 февраля 1979 года на заседании специализированного Совета К-120-09-01 по присуждению ученых степеней Рязанского сельскохозяйственного . института имени профессора П. А. Костычсеа. »

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные печатью.

1 просим направить ученому секретарю Совета по адресу: 390000. Рязань, ул. Ленина, 53, РСХИ, ученому секретарю Совета,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « . » января 1979 г, Т П " ■

" . / Ученый секретарь специализированного

-нентв. . , . Совета, канд. техн. наук, доцент ■ И. Е. Ли' -

041- " ■ ■ V- ■

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

■ Актуальность работы. Июльским .1978;. года;гПл£нзшом ' ЦК. КПСС предусмотрено , довести ^-среднегодовой сбор зерна

по стране в-1981..^ ■ 1985 годах до.238... 243 млн. тонн.......*----

'^Решению этой задачи посвящается, "важное : направление интенсификации производственных процессов в земледелии— совершенствование технологии и средств.механизации для об-,' работки почвы ;ii посева сельскохозяйственных культур на основе' использования прогрессивных методов- взаимодействия -рабочих органов с почвой. Однимиз_:эффектнвных;путей вэтом плане-является осуществление подпо_чвенно-прессового способа посева семян, обладающего-большнми.резервамив'повышеннн' урожайности сельскохозяйственных.культур и 'улучшении тех-нико-экономнческих' показателей; рабочего процесса/"Однако до настоящего времени этот' прогрессивный метод не находит :внедрення_в производстве, из-за:отсутствия -' работоспособных, рабочих органов для его осуществления; Поэтому вопросы совершенствования существующих' и ¡'разработка новых рабочих :Органов;комбинированного типа; предназначенных для pea-, лнзацни прогрессивной тех1Юлогин посева, приобретают особую г ■значимость. Актуальность.этих:вопросов ^повышается еще.тем, -что конструктивные схемы ^применяемых в настоящее 'время-рабочих органов посевных машннне соответствуют современным",требованиям комплексного .решения.тважных агротехнических,. инженерных н ^экономический задач 'и сдерживают процесс- дальнейшей интенсификации;- сельскохозяйственного'

- производства.• v; г'. - _:vr; ■■./:■ í.....' ;

Цель п задачи исследования. Целью данной работы: является разработка,"исследование'и,обоснование:;важнейших па-" :;раметров' основных 'элементов 'и. режима работы комбинированного-рабочего органа^посевной машины;:предназначенной г для совмещения предпосевной обработки почвы;, с посевом "сельскохозяйственных- культур подпочвенно-прессовым способом с безрядковым расположением семян по ширине захвата

- органа..В этой связи перед настоящей работой были поставле--ны,следующие основные задачи;" ' :;■.

; - - ; 1,_ Обосновать характер. взаимодействия с' почвой уплотняющего звена комбинированного рабочего органа для посева --семян сельскохозяйственных культур ,подпочвенно-прессовым " способом; . . / . .■'."-. : - '

;: .2/}Установить 'важнейшие'параметры основных элементов комбинированного рабочего органа, исходя из физико-механи-

" -L у . ' ' ■■■' ■-

1 i'"^^изяВг^тааЕеЗляагйзд; . : " ' ■* ' ^ ■'." ■ ^ ^г'-'-^кзЗ Г.иазаСаоьхсс.\ -'l..-'-,' '■ "„С -.-' . . -их ¡L JL

.. / чес кихсвойствпочвын; режима рабочего "процесса^/с' учетом _ .rs'v качества исполняемой операции и энергетических затрат; V. .' .' Г

'.' '•.'. '.Ч:* _ З.-Изучить влияние характера размещения семян в почве; : ' hi* ¿комбинированным рабочим- органом на развитие - растении - ir V :.\ формированнеурожаяпобосиовать режнм работы посевного; " " :

V^V-" С.*. ..д:■ "

■4.* Выявить закономерности изменения энергетических пока-

• ■■■*■^;зателей.работы комбинированных.рабочих; органов*-: посевной * -'.;;*■ ¿машины. и исследовать-эффективность ее' применения;вв кои-*;, v

■ '. V";™кретных почвенных условиях. . „_ Ч- '■;..'■ ■■ .'*•'/."..'*. • 'Г

• ; ' „ Объект исследования. Объектом, исследования был выбран j

V ^ .V''¿комбинированный'рабочий орган,' состоящий из: бороздооткры- . : _ вателя типа "культиваторной лапы, : совмещенной". со " сталь- - Л" ■■',. А. г .-ним- кожухом,' трубчатогорассеивателя семян/ оканчивающе-.г:,-"'. '. . • '.".'->■ ,'гося в нижней части веером,ги уплотняющего каткас эластич-Чг •■' ^ ■■■■'■ Л >ным ободом.";.- ' ,• • -Г J. /У';-;'; L'.i.V'li-V''""' — - ^'г-.-

^ : ' *'. Научная новизна. Разработан комбинированный рабочий •

орган сротационным звеном для осуществления подпочвенно- • ; : - прессового способа посева семян, основанный на новом.прин-. ■ " ■■ :V^^-гдцнпе взаимодействияс,-обрабатываемой,средой,- который поз- -'•-'. ." \ : воляет комплексно реализовать важнейшие, требования arpo- ' "*'■:'■ : - -техники по рациональному размещению." семян*: в' период : ' ' посева и совмещению отдельных операций обработки почвы. • ; Г-^^-Экспернментальнбгподтверждена 'Эффективность^новой техно--. CvJ: " " ; ; . логин посева семян сельскохозяйственных культур. • '-.. .. ,''V ^-¿' Впервые получены теоретические зависимости для оиреде- • -'_

'„;' ' ления,конструктивных.параметров уплотняющего катка с обо-'. _ ! '; ч дом переменной жесткости и сопротивления его'перекатыва- ' " ^ 'V ^ . пню в зависимости от параметров обода^фнзико-механическнх' : ; ." "С . свойств почвы и режима рабочего процесса. Теоретически -';»;■: •. обоснованы' устойчивость движения комбинированного рабо-Ч- : ' -чего органа mv глубине; размеры заделывающих приспособлен..'.'- : ..ннй н семярассеиватели/ . :.:■"'■■■ *.._ •-•- •• •. . i г.".-'-; Л - ; : ' Практическая.ценность. Обоснована!; возможность- зиачи- • .

, ; i ' ^"тельного повышения урожайности сельскохозяйственных куль- :г; ■ ; ' 7; , ;- тур^и сокращения энергетических затрат путем осуществления, ^ .

' V . прогрессивной технологии с использованием новых комбиннро: ; / - ванных;рабочих-органов,- подпочвенно-прессового посева.. По- - '"■■■'''": ; - лученные;теоретические зависимости позволяют ^ определять -.■ -.' - рациональные параметры, основных элементов комбинирован- .. :: ' " ных органов указанного типа н'подбирать режимы их работы' ; , • ' ■в'зависимости от конкретных почвенных условий и видов вы-; г' J.:;-, -" .' севаемых^ культур. Рпциоиальность - конструкции • разра- ; ^ *"

4 . бот а иного,- рабочего 'органа; подтверждается достаточной на' дежностью его в работе. ;.;■■ -1 Д' . '■■ '■ ■.:■.."' . ■■■:■■' ^ - Пути реализации результатов работы., Комбинированные ;-. -л .органы могут быть внедрены:-в сельскохозяйственное - пронз- '■.-■■■/.'■' - ^:: ^ водство как рабочие.органы универсальных- почвообрабаты- V. Лвающе-посевных машин-для посева зернобобовых и техничёс- ^ ; : ^ кнх культур, а также семян трав и различных почвенно-клнМа-\ . тических*зонах, Отдельные теоретические выводы могут быть -.■■;.'■ л ,. --Д./; использованы'проектногконструкторскими организациями при . "■■,' ■. ..разработке перспективных систем, машин с комбнннрованны-ми рабочими органами для совмещения операций, а также/ ' при создании конструкции катков,, обеспечивающих'высокока- -чественное уплотнение почв различной влажности. Аналитиче-, * ; . ; ^ "ские выражения по определению параметров и силы сопротив- .' ления катка могут быть полезными в более целесообразном ,-;';'" использовании движителей с эластичным ободом в различных -областях техники, где требуется плавное передвижение объек- - -:. та с учетом, физико-механических- свойств/опорной поверх-' А ности. '>. 4. - '■ ■ ■'■■;'".:.'■"■" ""Д-- л " . ■; ,' Апробация работы,- Результаты исследований апробирова- . ,. '-лпсь путем выступлений с-докладами с последующим"их об-■ суждением: на; научных конференциях-лрофессорско-препода- > . . . вательского состава Казанского и Ульяновского селъскохозяи-: ■ ; ственных институтов в-1974...78 годах, а также на зональной ^ . научной конференции по земледельческой механике — «Ин- . - ■ .,"-. тенсификация механизированных- процессов^ в " земледелии» ^ 'Г:' '..■■■' ;{Казань, 1977 г.). ■;;.'.-■■' Ч-.-,.^: : '■-■..--■/.-■ ч . ■ - Внедрение. Почвообрабатываюнге-посевные машины с.кои--бнннрованнымн рабочими органам"и в.навесном' и .прицепном вариантах.изготовлены в мастерской колхоза «Марс» Буин- .-.-'. ' Л ; ского района . Татарской АССР и используются с весны - ' ■ . 1975 года. В тот;же период аналогичные сеялки были изгото'в- ,* ':;/ - • „.лены Высокогорским.и Набережно-Челнинским-/районными.-

объединениями «Сельхозтехника», и.внедрены в ^'совхозах •

Д «Чернышевский» Высокогорского и «Гигант» Тукаевского рай-""' .„^ ' " ^ ' онов Татарской АССР. Образец органа -демонстрируется на

;"■■•.: пднх сссг. л1 V д ^Я,,,,;.,. . - -;/, .;;

- ' • " Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из ; Д..

7 введения, четырех глав и общих:выводов, которые .изложены - 'Д " , ил 168 страницах машинописного текста и содержат 36 рисун-Л'

ков и 8 таблиц. Список использованной литературы включает ,-ДД .142 источника Приложение состоит из 16 таблиц.

Основныеидеи-диссертационной работы/излагаются ниже.

> < - : ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ; Г ^

Подпочвешю-прессовьш посев., предусматривает;- вдавливание семян в дно, борозды без смещения относительно .частиц почвы и уплотнение этогодна до.оптимальной величины. Выполнен» еэтпх' условий, возможно органами ротационного тит .па, которые могут-нметь центр мгновенного'вращения элемён-: тов обода, в-зоне,'; близкой к впрессовываемому семени;- Каче-.ственное' исполнение -уплотнения ; почвы, как " указывает С, С. Саакян, связано с обеспечением вертикального перемещения почвенных^ частиц и минимального их передвижения, в горизонтальном "направлении. Степень плотности .контакта поверхности семян с почвой зависнт от величины скольжения обода уплотняющего катка До, дну борозды,-которая способствует появлению трещин в почве. При этом;установлено,-что ширина трещин и глубина их проникновения завнсят'от диаметра, .нагрузки," скорости^персдвнження катков-и состояния гючшл. : ■ ; •• -..'■- „,

Таким образом, качество,исполнения подпочвенно-прессового способа посева: характеризуется, направлением ; перемещения почвенных частиц, определяющим показателем которой может являться .относительная величина - скольжения - обода катка по почве, .что* связано с конструктивными параметрами уплотняющего катка: . ; . А - --

■ Акад.; В. П. Торячкин, величину скольжения предлагает оценивать выражением:' - - - . / „ ■ • '

. ■■■ '■■'..'.:.-. - - Л в - ..," ■'■."■" > "■■■ -■; «- дк ' •• Г ' Л " ^ . ■

откуда 1)д =П(1—е), (2) .

; . где-ЛИ — величина приращения действительного радиуса К до фиктивного; О;^ значение, фиктивного, (условного) диаметра катка Г движущегося по почве без скольжения; Б ¿> ,— действительное значение диаметра, уплотняющего катка. /

. При исследовании процесса взаимодействия обода катка с почвой также необходимо знать закономерности, характеризующие зависимость- вертикальных деформаций сжатия почвы-и обода, катка" от значения нхнор мал ьныхнапря женин о, " ~ С одной стороны, по В. П.; Горячкйну имеем: ";

" а-СХ, - ■ -.-■.: -V''.:' '.'■ (3)

где С—коэффициент объемного смятия почвы;" Х--— величина Деформации почвы' (значение смятия). ■

. •• С другой'стороны,' исходя из предложений Д. А/> Чуда ков а

V" н II.-Л. Ульянова, следует:,/ ;:;/."„/..■■;:т ; ■' .'■ .,■■■~ "

. ;; о=КУ, "К.Л V - (4) ;

'.:' " где У — величина полной^деформацш! обода;-К — показа-/.. ~ ■*■' тель жесткости обода катка. ■ - ..у-у ■"■". V \ " -" \ 1 ■ '■■..'.' у -Так как при взаимодействии обода катка с почвой.контакт- V у ное напряжение имеет одну и ту же величину о," то, можем . л:;; записать: ■ : " ■ ■ ■■: "V.. ;■'.-. .■ .-"■ ' у.."';..■

.Г.';.';^:. СХ-КУ ' или = (о)" .

; Зависимость (.5) выражает^закон совместной деформации ■ --'■. почвы н-упругого обода катка,- который указывает на возмож*-• ность достижения определенных «желаемых» величин деформации почвы путем нзменения показателя жесткости обода уп- у '-'■ лотняющего катка. , -у;:.■-.:■;■■ , Л, у■■* ' ■ . - -.'Закономерность перемещения п о чв е н й ы хч а ст 11 цне ко л ь- / ...-. ження отдельных элементов обода по 'почве : ; при уплотненпи у катками различного конструктивного исполнения ;можно.выявить,' пользуясь теорией ^клина,» методом В1Л.'Желпговского, '-'*■ .что сводится к сравнению углов вхождения „элементов их обо- V да'-в почву (№,'<»г по рис, 1), определению величины угла расхождения направления.скорости частиц почвы от направления ее вдавливания (а, а', «"): и. сопоставления последних с вели--чиной угла.трення ф. Для этого на рис.-1 представлена схема л взаимодействия катков одинаковых диаметров: с жестким обо- у : . . дом с "осью вращения в точке О' и с нежестким ободом с.цент-, ' ром в точке О, которые уплотняют почву,'образуя -".одну и ту ^ \ же колею. Ь„ . При-этом ■■■ каток,:с;нежесткдм ободом,взанмо- ' ' У действует с почвой п о у в е л и ч ен и о й дл11 н е'уо н т а кта* т и ¡п гч то :.

создает эффект', ееуплотнення-катком < бол ее.. увеличенного *;-"-. диаметра Э) с центром п точке О". ' ■■■■г^'/:^'--' ' '-:'

Сравнен не указанных углов показывает, что р'>р[, у

V:' Р1>Р", а,Следовательно, каток с .нежесткимобо-

- дом.вдавливает почвенные ,частицы *в направлении г-под мень--:, ^ " --шнм'углом'к вертикали; и способствует-уменьшению 'степени- , • скольжения обода по почве. ' " '■'■"*,■'»'■

: В случае," когда гжесткий каток армирован упругим -ободом . толщиной -Н/то он~взаимодействует с'почвой совершенно по у," .у." новому, принципу/Как' видно 'нз рис.' 1," толщина': эластичного ".слоя между жесткой час^ю обода "катка и'почвой имеет разную величину, она уменьшается,к середине линии- контакта.

т'-!:V ; г " '.■-■ .ч Рис. 1. Расчетная схема катка. ■■:' ; ■'■„■ Начиная: с момента соприкосновенияс почвой.Такое- воздеп-

■ ствне катка на почву' создает „эффект переменной~ жесткости его обода*и способствует предотвращению образования пред- '

• - кагкового почвенного-валика^и более благоприятному проте- "

каняю процесса"уплотнения почвы за счет постепенного нара-станин вдавливающего усилия к центру катка. При этом уве-*..личнвается■ время, необходимое для полной'«осадки» почвы -г.-.- за. счет-удлинения продолжительности взаимодействия (кон- „ .

■ такта) ее-с ободом, чем при уплотнении с жестким. „катком. '„.' " такого же диаметра. .-.. - •" :• ■■ .

- ■ V -• Конкретное значение диаметра катка может быть опрёде-ь V лено из расчетной схемы рис. 1 нижеследующим' образом. В общем случае,считаем, что каток.уплотняет, почву усилием-К, - ; тогда "значение элементарного усилиями равняется: -.

\ ' :: ___—.... <1М = ас15 = В(т<1|, --Л'. Г-.; (6)

• . где В — ширина - обода капка;\<33;—величина ' элемеигтар-.

■ '".• • . • кой п<л<нцадкк обода;. % —величина- расстояния. V

"-.. , ;_____ элементарной длощадкц -до.вертикали, опущен- • ..

••' .иэй череч центр катка. . . ' .

. г;' ' Зависимость между прикатывающим усилием и, контакт- "'.■'.'■ ним 'напряжением оарс>деояется;у.ра»нснмем:' • ■

• й / ^ <7>-. . .•.

..•где сп,: о^: — нй1гряж^1ННость"по л1!Н'Шг'к'онта^та нагрузочноП?! ■ разгрузочной зон обода катка;, а! а» — максимальное . рас- ~ ; .срйяике отклонен»« ^элементарной ' площадки -от вертикали, : опущеииои через центр катка.. " ;». • • , V у ч-.:'

• • . ' Решая этч> ураинение,'нспользуя'пролг1>р1и1ональяост1> от- .•.*

резкое и закон совместной; деформации упругого обода катка -и' почвы,.-получаем" зависимость юеличчи-ны-. диаметра катка в ' г.

• ■ оладующам вчгде: ."'¿''-Г/---.;..;/;'.'. • ''.'.':'.*'.;'"/ . „-":-• т- ■;/.'

'.: ' Значение-уплотняющего усилия N определяется как: ; ' ■

• ' ^ . ". N1, , . '' '<9) ■

где О — ^вертикальное вдавливающее усилие катка на почву;;:'"* ' ; Р ~ горизонтальная'; , сжта; ' согпротквленняперекатыванию.' ..'Д : катка. "-V- .■.-;."'■■ ^' л'''"-;-, . . '; -. '

.Величина, силы ' сопротивления передвижению - уплотняю-. ' " того"/катка*Р; определяется; из '."условия; чтоГработа^шрондво^ - г , ."димая этой* силой, равняется сумме; работ,; затрачиваемой на - смятие; почвы под катком на . глубину-колеи Ь а- также ие" > ; фармации такой же' .площади нежесткого обода: на а&л'лчн-;' ..' ■■■'■::,. : Ну, л.. С/учетам величины скорости ностунательного длнже-, , ; кия катка Уе и значения скорости, деформации .почвы : Уус ' \ она может'быть вычислена из следующей зависимости:: " " *

: '" ~ '-.Тогда 'выражение для определения. величины диаметра ;>-.:кат:;а с. нежестким ободом^ можетИметь следующий • . ;

(С+К)2

Г ~ Г . УусЮ "¡г) ./

П, --С'К'В'-.! ■ - и ...

.; ■ V. ■ - ■ \ •'+ (II „а + 2Ь„ X +

(11).:

Показатель жесткости катка/для случая его .различного ' конст!(>у;кт»щ-нопо 1юполнения, .тм числе и оси атония не-жостжим ободом, 413 однородного материала тол щт иной Н оп-/ ■ределяется исходя из условия пропорционального распреде- V. летгя деф'орма.щ[й1в рабочем секторе катка как: '-л-

' ^ о(и-х) - . •

.. . ....... ВЯЬСЛ.(Н—Я) Г -. -

' где' Ь*сл:—*'-длина . (слада) 'контакта обода: катка *на Жестком' оснсзанни псд дсГюРйшг.м с;глы О, - ■<.■:': .., » : 1 -

Используя зависимость (12), силу сопротивления передвижению катка:с ободом п ер е м е н н о й • жеспкост?I- можио,опре-дол.: 17ь из следующего,выражения: : ' < ; - ; 1 ^ . : _ ' ;'■ . Л.::

V". 1 [ * " • -УусСЧК—>.) 1 Г' ;> р = —I ва'"2-;-УЛ2Я+1|П)(П-Л) ■]: <13>

; Анализ -лоегученвой .теоретической Зависимости показы за- , ет, что прн^ одинаковых 'значениях скороста поступательного . движения катков,'для обеспечения полной деформации почвы 'при;уплотнении," обод с большим показателем жесткости Дол- . . жен иметь больший диаметр. При дальнейшем, повышении скорости их^ передвижения разница в потребных величинах диаметров катков - с различными ■ показателями - жесткости "обода значительно возрастает.-; ■ - '-..'-' .-.■■;-.-. > ,,";'

Для' "обеспечения ., равномерного распределения семян "по ширине: захвата" рабочего "органа «применяется: трубчатый .. ^ рассекатель, оканчивающийся в конце веер-ом, ширина: коте-"' -р'ого определяется.из .выражения: - - ■ ; -

' " ВР"--2Мкаи ; : • ' " (14) •

где 11 с —.расстояние -от .дна'; борозды до семярассспватеа-я: " ВР - - ширина полюсы рассева; ар— величина угла'

г. рассева семян по отношению к осп симметрии сг\:я- • ■',' .г ■ рассенватсля. - .' ' - ■ V ■■■".-.'■'.

" ГДля■ -укрытая;семян; .образованных комбинмровамньш ор-;

ганом борозд, применяются, «крылышки» или пластины, дл и - ' ну которых можно определнть^нсходя из'следующего ; выра-' ; жония: 'Г^:'-": ' ■.:.•■-'■■':/';■.:■ ,

' $¡11=4 Сое(эп +ф) +. 25т V. "5) '

где '«т— угол наклона заделывающей пластины к оси снимет-,.. ■/'■"^ рин ком-бннироиакного. органа; а„ — угол подъема . ' : - (жрошешя) папавото органа; Чр — угол трения-поч-; Г - V ¡вы о металл; о» „т- У1"01'1 'Внутреннего трення почвы;: --.; ~ Ь„— глубина обработки; В.,— ширина лапового ор-

.' гама. .-. -■-" :,' '...':■ ,

- Для об еоп ечв! ш я уст о йчч хвоста! да и ж еш I я ' ко<м б 11 н и р с® а н -нопо рабочего" органа ло. глубине^ важно определить значение ' равжидейстеующей ютл'реанимш; которая находится шз следующего" выражения: ;.". -.К,;.'* ." ^ ' ' . ..- . -

1/(0.,—р^тб-о,, )ч- (Рссо*б-Р)\ (16)

где ~ ~ значение силы тяжести лапового органа; Рс — -в®, личнна силы влечения комбинированного органа; Р — сила, сопротивления катка перекатыванию, которая определяется-, но'уравнению^ (13); 6 — угол наклона к горизонту силы вле-. чення Р Ол™. сила сопротивления пружины вдавлнваюте-. го'катка. '..'; ..У;' .■'-■''.''-'. -

* . Сила нажатия пружинь!- (в Ньютонах) может быть опре- -. делена :из выражения: : . г." .. ■ " ■"■■./'"

' ,-". а1)=(11...14)В-Ск, : . (17) .

где В —* ширина .уплотняющего катка;; О * ',—сила - тяжести уплотняющего звена. ■ ' , ' ! " '

Направление равнодействующей I? сил реакции..определи-' ется, углом наклона к горизонту, которая находится.:Из уело-

•••'..., : ¿с« ■■ . П8) •

* '.у Устойчнвость'-комбннированного органа" по глубине также. , зависит от его'отдаленности от ;точкн подвеса . к раме,.■„ что: можно определить по выражению; ." , "'■''-'

.....• Су!,—Оп (Ь—Ц)—Р1Г ' "... '■: . "

. Ч (О ,Л-РС Оп )'+ (Р.Собб—Р)! ^

где Ч -^: расстояние..от ^центра тяжести-лапового ■¡■органа'.; до; ■ ■<]"/ точки его подвеса к раме; Ь'.— высота точки ; подвеса над - -Л ' осью уплотняющего, катка; £1 —--расстояние центра тяжести - I I лапового органа:до вертикал11;чопущенноЙ через точку подве- :

са; - V —1 расстояние от .центра уплотняющего катка довер- ■ : „ тикали, опущенной-через ; центр. тяжести ."лапового^органа,^. ^ '

Исследования устойчивости комбинированного «рабочего-органа показали, что стабильность хода. органа" по „ глубине улучшается при уменьшении высоты точки подвеса органа . к раме и увеличении массы ланового органа. -Д: С".. -;7

' '. ^ МЕТОДИКА' ИССЛЕДОВМЖЯ ..." - .

С;'■' • Исходя из поставленных задач, общая методика', исследо- ■'.Д. '- _ ; . вания' включала гцелый ряд частных методик. . и приемов по, . 7 ; 'изучению технологии "процесса .укладывания" семянпочве! Для обоснования „теоретических, выводов; был и изготовлены ' и использованы лабораторные установки,;с"помощью которых ' * проводились исследования на почвенном-канале Казанского - ' ■ - ■ СХИ.Прн этом изучался процесс взаимодействия обода^ат-'- ; ' ■' ка различной жёсткости с^;почвой;в широком "диапазоне'ско-" :' "г

.' ростного режима работ(а. ' . Д 7 . ..\-v-y .-Л1 ■ >

• Методические, основы проведения полевых исследований' -

предусматривали как' поисковые опыты, так -Ди агротехниче- : . -"' - :,ские приемы® проверки' влияния важнейших параметров-кон- ,■'■'" 1 Л : I ■ -структивных элементов; комбинированного' рабочего/ органа* ■ ^ _иа результаты роста , и развития растений . согласно Л обшей '- -..' '--у', :■- - „.методики полевого опыта 'и ГОСТов '3019-54,' 3018-52. . Для - • "у. ' ' У-угой цели были-изготовлены-и,использованы полевая экспс-Д- :

; риментальная установка, имеющая раму для одновременного У У'у .'у.: навешивания экспериментальных и контрольных: рабочих ор- . '^, у -* - ганов,-а-также посевные машины, состоящие только из опыт. . . • ных образцов комбинированных органов. У * , Л ■ Указанные исследования.и производственные испытания .. • у сеялок с новыми рабочими, органши;проводились ■ на выше-. ,; .V:V лоченных черноземах и дерноволодзолнетых почвах средне- и - -

тяжёлосуглинистого механического: состава. Для измерения ■•у V -'■■- использовались современные ^приборы и аипаратура.;Опреде-> Д'* .У У

: 'ление ; урожайности; опытных участков 'осуществлялось .мето-' * дом сплошной уборки с'помощью комбайнов.. Повторность' > /.. - У • У йпытов " четырех-шестнкратная.' Энергетические. - пока за те-. ":. ' "лII определялись путем.тензометрироваН11я с- использованием .'.У . , лабораторнп.СТИЛ'конструкцин ВИСХОМа. """уД-," ■-у

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ К. ' 1. "Результаты", лабораторных исследований показывают, что^ при уменьшении показателя жесткости обода катка, так-' же.'.как и при увеличении диаметра, величина относительного скольжения его по'почве значительно снижается (рис, 2.). Однако "при уменьшении диаметра менее;. 0,22 м - коэффициент скольжения интенсивно возрастает при всех значениях жесткости обода, что можно объяснить ^появлением юза от образования предкаткового-.почвенного валика,.' Как -, видно

^ V- 25

•с • " • •• \ •

го

15.

Ж

--Результаты -тЬоршпорн, опытоб

\\ у- V Аз К,= 7,1 "Ан* Кг* 11,2 "/с»>' К, =55,8 Ус»*

\ \ ;

Ч \ V . ' —"

—| [ в* .- . "

. 0,2

0,3

0А

о.

м

: Рис. 2, Изменение показателя скольжения .в в зависимости от диаметра -уплотняющего катка при различных;значениях жесткости его обода.

из рис. "2; теоретические крииЫе, полученные' на •'основании ' расчета - по аналитическому ^выражению , (8>, располагаются достаточно^близко'«: эксмернментальным, -что наглядно .под- " тверждает достоверность полученной зависимости. • • • ■ Исследованиями также установлено, что удовлетворнтель-7 "ое.качество 'уплотнения почвы достигаете я.: при величинах относительного скольжения' обода по' иочое: ;не: " более 7...'10 ' ■ процентов:' ' • ' '• ' ■'-,' '■' "'Л-.:'. '.

2. Исследования", энергетики" процесса,образования' колен показали, что"снижение жесткости .обода "катка ведет ¿'закономерному уменьшению его тягового сопротивления. 7 , У, 3. Результаты, агротехнических : исследований /позволили; обосновать схему конструкции, . комбинированного' 'рабочего органа для .осуществления подпочвенно-прессового способа -'посева сельскохозяйственных- культур с "безрядковым рас по- ,

ложеннем; семян^ в засеваемой органом" полосе, - - Эта Л схема" {рис. 3) предусматривает,- рациональную ^компоновку --трех-

■ г - Рис, 3..Общая схема комбинированного' рабочего органа. " . ■ 1

основных -узлов: лапового, органа", 1,; выполненного совместно с защитным; кожухом; ; семяноправителя -3; уплотняющего ' , катка" с упругим ободом 4 и заделывающих; приспособлений ' ;6.. Равномерное распределениесемян-по ширине 'захвата ор--~ гана достигается с: помощью, конусного углубления , в труб-' /чатом рассеивателе;с :углом наклона - образующей к горизои- -:ту, равным 73°. :/ ' , -О.;/"; . ■ /у ■

-4.- Изучение; динамики появления всходов и накопления ' растительной массы сельскохозяйственными растениями?;вы-^

ссянньшп комбинированными- органами'н сошниками СЗП-3,6 в одни.н,те 'же сроки,"показали, чтов первом случае ра'-стення обеспечиваются лучшими условиями для прорастания и развития.'Они на 2...3 дня.раньше, .чем на: контрольных участках, .всходят и в последующих этапах развития интенсивнее наращивают растительную массу/Имея максимальное количество продуктивных стеблей .и растительной массы.дают больший урожай зерна. ". ' ■

" о. -Так как-определяющим условием образования необходимой уплотненности дна .борозды н плотности контакта наибольшей поверхности семян с почвой является величина вдавливающего усилия уплотняющих катков^то, с: помощью полевых: . исследований, проведенных в. течение 1974...1976 г. был обоснован: нагрузочный' режим их работы. Опыты были агроведены с соблюденнем_!принцнпа единственного различия велнчпньГдавлення катков на дно.борозды, а критерием для сравнения этих величин служила урожайность ;.высеваемых культур.;. П р поэтом установлено; что "на- каждый сантиметр Ш!фнны.уплотняющего катка - должна быть приложена/сила,' равная 1 1...14 II. .":г;-_-Г.' " 'чЧ - ■ :■ ;

6. Исследование; энергетических показателей- .'рабочего процесса сеялки с 15_комбинированными рабочими органам» показали,; что сила ее сопротивления передвижению возрастает с увеличением поступательной скорости и превышает тяговое сопротивление "сеялок. ^ЗП-3,6 . на скоростях выше 1,5 м/с.' А на более повышенных,скоростях сила ее сопротивления возрастает .гораздо интенсивнее, чем усравниваемой сеялки. . -'.■'../'"; . ■' ..'.■-,"■'.'„'' -".V ■" -'■". ■

Результаты многолетних; данных .производственных испытаний посевных машин с комбинированными - .рабочими органами приведены в таблице I. Как видно из данных таб-' л ним, урожайность посевов,-произведенных указанной машиной, превышает урожайность контроля, выполненной системой машин по обычной технологии, ; г . - .:

" .8. Исследования использования комбинированных* рабочих" органов "для подпочвенно-прессового способа посева семян показывают, что годовой экономический эффект от внедрения одной сеялкн с указанными органами засчет совмещения операций предпосевной обработки.и посева составляет 169 рублей.' ' '-'■'.•■■■•' "Г """.'" -''Л":: "Г ..„'

Таблица Л

Результаты произведетминых испытаний сеялок к '.'г с комбинированными органами -

щ G Наименование куль-"■ ■ ; туры' п сорта ■■."*■ M Я g» О ta -Í g tí Й.8 Урожайность зерна в ц/га ' я п о s § . з g ■ в С ш Точность ояы-,тав% , -■;■ ;.,. tí ■ " "5 -" е.'-' '.О *

" эксперимент ; коит-, роль

' '-. . 1974 год

< 1. . Гречиха. Майская• A 24'0 1*5.1". 8,9 - - 4,6 - " 2.14

\"„. 2. _ Пшегшца .Сарат,- 36 ■ '5'V 18,0- 12,7 5,3 ; 1-8 -;о,88

Горох' Казанский 38 ; 3 _ 22,7. 20,4- 2,3 , - '.5,0 1,25

1975 год г ■5 "

; i. .Гречиха Майская , , 24 10,6 : 6.6 " 4,0 7. " 2.7 : 0,92

■ ■ ■ 2. Пшеница Сарат. 36 ; 36 .14,6я ~ ил 3,8 • 2,6 • " -Л,29

• ' 3. Горох ^ Казанский - 38 "г, ■_■= *: 12 \ .10,5 • 8,2 "-'1 2,3 Ч: 3,2 U2Û

■■'..'■ ■ 4. Кукуруза ■ (зел/ масса) * \ 32: ' 257,5 2ÍKÍ.7 . 53,8 ;v " 2,8 25,50

5. . Опсс .Льговский -1026 " . ■ 2 ' 30. - V 23,7. 6,3 „3$ - 3,20

6. . Ячмень Московский^,125 "2- 40 - 31,6 м ;.. ' 3,6 ; 5,10

7- Горох (зел, >ласса) 1"-' 2 : 179.3 , 146.1 33,2 ; 2,6 16,80

1976 год 7

' 1.. Гречиха .^Майская ; ;'■ " 14 15,4 .11,5 3,9'" : 2,2. ■ 1.21

-2. Пшеница Сарат. 36 . ; 34;. 26,6 24,4 , 2,2 : - 0,9 ; 0,93

.■: з. Пшеница: ЗСарьковск.'46 40 ' 35,6 ; , 30,8 : 4,8 Г 0,7 - 0,79

4." Пшеница Миронов, 808 18;,. .56,1, 47.5 8,5. 0,5." ■■ 0,60

; -. ,-s; Горох ;■ Кйзансх. 38 - ~ ■',■■ ". 13 25.9 ■ 20,6 • 5,3 ; : ' 3,9 . "2,79

с. Кукуруза'' (зел. -масса) ■ ; v . 23 355,0 ' Г 230,0 125,0 "2.1 '. 27,00

1977 год* "-Л -7 ;

■ Гречиха Майская, „■■:■'■ 26 ■ 16,9 u 12.1 . '4,8 - ' 2,3 Л,32

■ " 2. Пшеница Сарат. 36 - 36 - 30,2 25,3 ,4,9 '■', 2,4 ' , 2,70

■ 3. Ячмень Московский1 125 38', 28,1, ■ 23,0 5,1 1 :2,4 ' ■ 2,36

" 4. ' Кукуруза -(эел,~ масса). ■■ ■ . ; 47 380,0/ 320,0 60,0 . 1,6. 22,80

1978 год

- "I. Гречиха Майская - ^ ; ■■ * 37 " 17.8 15,0 2.8' " 2,4 ■ 0,77

- , 2. „Пшеница ' Московск, 35 49 ■ 34,3 ' ; 30.4 ■ 3,9 2,3 1,76

3,- ,' Горох Каз'анск. 38 - . 26 313 7,29,3 7 ■ 2,2 . 1,7 1,19

4. Кукуруза (зел. масса) .'-. 58 ; 396,0 352,0 „44,0 ,.. 2,9 26,00

:>^ - : . , .общие выводы;

!•. »' М. На основании теоретических ', и экспериментальных, не- ' . ' .;* ^следований характера ^взаимодействия - уплотняющего" звена ■ ;„<-

,с- почвой выявлена; общая закономерность перемещения поч-' . венных частиц под действием элементов ■"'■'обода различной - *!'.'.;,' жесткости; и обоснована возможность применения нежестких • катков, для качественного уплотнения дна борозды в ^составе V ■'/комбинированных рабочих органов, при соблюдении' их кон- ,;*',:.<■> ■ ~структивно выгодных размеров. При этом установлено: . . .

--. - а) - Уменьшение ;жесткости обода способствует "снижению ' > глубины колеи, потребной1 енлы-на-его .'перекатывание, ве- V . '^. личины скольжения его обода: по дну борозды,' а. также: уве-1 V- : 5 гличенню длины контакта-с почвой,'которая обеспечивает не- ^обходимое время/для: ее уплотнения^при"малых - значениях \ : Г .'' ;/. ' ; диаметра:.катка, >При, этом. ; улучшается,; работоспособность V ' ■

катка в условиях повышенной влажности за счет: самоочище;-; г -л ; Гння обода. •. . "• : . о ••' " -

■■'-.;"'.Оснащение-катка' эластичным ободом на твердом' ос-• -; ; " '- . новании 'создает переменную: жесткость,По> лиинн контакта ; -

^почвой, что~оиределяет'новый принцип их взаимодействия," : -^'заключающийся в плавном изменении велн'шны :- уплотняю- , ..'.:..'■ % щей силы,; которая" возрастает с момента 'соприкосновения .■ ^ -■'-обода-с почвой до'вертикали, проходящей через центр-катка,, ' и' обеспечивает. более качественное проведение процесса уп- 'Г ' " ¿ лотнения:,почвы,'^препятствуя 'образованию -■:предкаткового : -; '^почвенного вал11ка.: Подобные "катки могут быть использова-' ны в'качестве движителей, взамен жестких в различных об-'" / ластях; техники," где требуется плавное передвижение объек- " 'та без сдвига и разрушения'опорной поверхности,„при 1умень- ^ . шейных энсргстических-затратах..; .;.: •. :..."• : ■;"._ ''■■г^ ;■"

;": в) получены аналитические выражения- для" определения г ' V ; оптимальных, значений диаметра катка и силы его со против- .: ■""^ления'перекатыванию, в ¡зависимости от. показателя жестко-; : :: ' •;' сти.обода, физико-механических свойств почвы скорости - -- ■ ¡"поступательного движения, которые мо!-ут быть,использованы ■ ;-:как, при, обосновании "конструктивных"размеров* уплотняющее;' . / го звена,;так и для;установления,рациональных режимов/его ; V. * „ - работы с учетом конкретных почвенных условий. ' ;: :';".,;ч .-V-'.. : 2.' Разработан-новый /комбинированный 'рабочий орган _ с - "

ротационным ^звеном^и обоснованы г- важнейшие " параметры.;; ': :, ■ его/основных элементов для посева "сельскохозяйственных -"; г >.культур подпочвенно-прессовым ; способом на основе приме-

'"'..;■."'■ . - . нения ногшх. принципов взаимодействия: органа с обрабаты- ■

- . -г-г ваемой «средой, что- способствует существенному повышению

: , ' 'урожайности высеваемых культур за ; ,;счст ■'. комплексного V1 : - ..исполнения-требований.;агротехники : по- рациональному раз-\: . 'Смещению семян .при,посевеи:совмещению: нескольких ^ехяо- '

-! ■ -.;. логических операций -по-о б работке-почвы, : -■ '

; С " • Результатами-теоретических и: агротехнических иссле-" ;

■ '.;- Аованни[1.обос110ва11а;<устойчпвость'движення комбинирован;.

- ? - нот- рабочего; органа^»; глубине при,'различных скоростях /и : /■.*.'-.; установлено, что при работе ¡комбинированных рабочих орга- • .•лов обеспечивается более равномерная заделка' семян по V.-' V. сравнению с-дисковимп-сошниками; Коэффициентывариации \ 7 . л;нф.авномёрйостн^^^ у- равняются —7.;, 12 и-17...24%/ .Всходы • на опытных участках .

- 1 • . появляются, на 2...3 дня раньше,-отличаются большей друж-

■ V ; -;• иостью и-накапливают увеличенное количество' растительной : . --'.■'■-- _ массы, ,чем на контрольных посевах, . При этом • полевая

„':" всхожесть: семян на-; опытных .участках' превышает; аналогич-' , . ные показатели-контрольных посевов на 20...25%'. * *= * "' Г'1'"- ' 4.* Производственные "испытания, проведенные н трек . • ;; . -районахАТатарской- АССР;, показали; ,что использование сея- \ - > ; - лок с^ комбинированными; рабочим к органами, дляподпочвен-:■;:' -но-ирессового посева семян-обеспечивает устойчивое повыше- ■■',-.■

ине урожайности сельскохозяйственных культур.' Годовой ;-; .. . ; ; - экономический эффект от. внедрения одной посевной машины,

'".: : оснащенной ~15 .комбинированными рабочими органами, со- 7 . - ставляет около 4,5.тысячи рублей с учетом стоимости дополни- ; 7 Л ' ^.тельной продукции; получаемой за счет •повышения урожай-■'■. Юности возделываемых культур. ' ; -у ; ■; . ■;- .■

РЕКОМЕНДАЦИИ^^

ч.'.' - ' При проектировании^и ^эксплуатации комбинированных У;

""; рабочих органов.для подпочвенно:прессового посева семян-

'к ' необходимо -у.чёсть, что значение скольжения обода;катка по -'■-'.-, -.: ; почве и величина его-давления .на .дно борозды,являются оп-' ; ■. ределяющнми; факторами , создания благоприятных условий -. для прорастания,семян и роста растений, поэтому необходн- ^ ■ мо выполнение следующих требований:' ' >'- 71' "- " ■■■'"■' * V : .'-г- величина относительною скольжения обода катка по . ,..*;■„ почве не должна быть более 7...10%; ..." > " ■ .'■■;"., -

— давление -уплотняющего катка на- дно борозды, отне- ■:."■'

сенное к единице ширины его обода, следует выдерживать в пределах П...14 Н/см;

;— значение диаметра обода уплотняющего катка должно быть не менее 0.22...0.25 м. .

2. Исходным параметром для обоснования конструктивных размеров комбинированного рабочего органа необходимо считать ширину обрабатываемой полосы, которая определяется с учетом размеров площади питания-высеваемой культуры, зоны действия удобрении н почвенно-климатиче-скнх условий. Для посева зерновых культур на выщелоченных черноземах при локальном внесении удобрений ширину лапового органа следует принимать в пределах 0,10„,0,16 м, а уплотняющего катка и семярассеивателя — 0,08...0,]4 м. Семярассенватель устанавливать на расстоянии 0,04,..0,05 м над дном борозды и углом наклона к горизонту, равным 40°...50®. , -

3. Для повышения устойчивости движения комбинированного рабочего органа по глубине поводок уплотняющего катка следуёт прикреплять шарннрно к лаповому органу на уровне высоты центра катка, а вдавливающую пружину на каток устанавливать в вертикальном положении.

Оеноаные положения - диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Важный резерв повышения урожайности. «Блокнот агитатора», 1976,, № 23 (соавтор X, С. Гайнанов).

2. Сеялка с комбинированными рсбэчнми ерганамп. Информационный листок Татарского ЦНТИ № 74—77. Казань, 1977 (соавтор X. С. Гайнанов). , ,

3. Новое в использования комбинированных машин. «Степные просторы», 1978, № 3 (соавтор X, С. Гайнанов),

4. Резервы повышения плодородия земли. «Блокнот агитатора», 1978, Л".' 14. , ....'-., - .. ..- - :

5. Совершенстве саинс технологии поссва. «Земледелие», 1978, № 11 (соавтор X, С. ГаГшэнов), . ■ , '

, Алеев Рифкат Мухамггшовнч

л - - •. Автореферат ' --- ..

; диссертации на.соисканне ученой степени кандидата технических наук :

ЗМ00502. Сдано в набор 5.1 1979 г. Подписано в печать 5.1 1979 г. Формат 60х84</1$.' Бумага газ. Усл. печ.л. ils 16, Уч. изд. л. 1,0. " '■.'■■■ Тираж 150 экз. Заказ 75. v

- , Облтипографня .Ульяновского облуирполиграфиздата, 432600, г, Ульяновск, ул. Ленина, 114, г -