автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка процесса и обоснования параметров активных рабочих органов при бесполочной обработке почвы комбинированной машиной

эац! I та електриф|каг^ I смльсыгсго гсоюцоргугиа Укра5>;ськоУ акэдеш У. аграрии* наук

6 ОД

С 11.Ш' УЛАН )

. 11а правах рукопису

ЛИТВИНШ ЛЕОЬП'ТЙ КАЛЕНИКОНИЧ

РОЗРОШ ПРОЩСУ I ОБГРУМ'УВАНИЯ ПАРЛМ2ТР1В А1СГИШШ РОБОЧИХ ОРГАН1В ПРИ БЕЗПОЛИЦЕБОМУ ОЕЛЮБИ'КУ ГРУШ К0КЕ1Н0йАН0и МАШИНОЮ

Спец1аль1|(с'1'ь 05.20.01 - ^ехаи(лац1я Ыльськ'ч'осподарського виробшщтиа

АВТОРЕФЕРАТ ДКСЦ^ГЛЦТ Г ( ■- на ядобуття паукового ступенп кандидата техн1чних паук.

Глеваха 1994

Дисертац(ею е рукопис науковоГ прац{ Робота виконана в 1нститут( механ{зац!Т та електриф(кац(Г с1льського господарсгва УкраУнськоУ академы аграрних наук ЦМЕСГ УААН)

Науковий кер*вник 0ф1ц!Инг опоненги:

доктор техн!чних наук, професор

Хоменко М.С Л

доктор техн!чних наук, професор Демвдко И.О."

кандидат техшчних наук, старший науковий сп!вроб!.тнкк Донець С.М.

Пров{дне п{дприсмство - Шепет{вський завод культиватор!в.

Захист в! дбудеться ГРйВКй 1994 року в Щ годин

на пас}дани! спец!ал{зованко'1 вченоУ ради Д.020.30.01 по присуд-женню наукового ступеня доктора техн{чних наук в Гнстктут! меха^ Н1зац11 та електриф1кац{ I с1льського.' господа^ства УААН за адресов: 255133, КиТвська обл.^ Василы^вський р-н, смт Глеваха, вул. 40-р1ччя Перемоги, II, 1МЕСГ, к!мната 613. .

3 дисертац{ег> мояша оэнайомитись у б!бл1отец1 1нсгитуту ые-хан{зацН та електриф!кацгУ е1льського пэсподарства УААН за вка-занною адресов.

Автореферат роз ¡слагай " " КИТИЙ

1994 року.

Вчений'секретар ^^^ ГРЩ1ШИН МЛ.

спец1ал1зовано1 ради, к.т.н. '

ЗАГЛЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РО-СТЙ

Актуальшсть досл1д,*ень.0дн!ею з вачливих .умоз дня с^г-гннгт исоких вро-яаУв е родсчасть грунту. Аде сучлена стратегия едартса-и максимальний вро^ай при м!н1мал:зац!У витрат, а тзкож п1ди!нв-ання природноУ родючост! птучнов, веде до знкяення родсчост!. ередньоргчн! витрати гумусу у всгх зонах УкраУни с в челах ,0150-0,0165 %.

Одним з прийошв в1дновлення грунтовоу ридючост! е безполице-ий мульчуючий обрсб!ток.*Обробка грунту з мульчуванням в засуш-ивих умовах затрудняеться тим, що за один прох!д агрегата немож-иво досягнути як1сного криэення грунту пляхом застооування наб-анних пасивних робочих орган!п. Еиникае необх1дн1сть в 2-4 про-одах агрегата. Це веде до втрат наявно'У вологи в грунт!, переви-рат палива, прац}, розпиленню 1 багатократпому уц!льненю площ1 оля руЫяии трактор!э.

Застосування активно-пасивних робочих органгв дае мочлив(сть осягнути лк!снохо оброб1тку грунту за один прох!д 1 розпод!лнти астину витраченоУ потужностг через ВВП енергозасобу, цо зменлус агальну масу енергозасобу, а отаа^ утц!льнення грунту, В зв"язку цим розробка комплекта ксмбиюваних грунтообробних машин з ак-ивно-пасивними робочими органа!,т являсться актуальною в науково-у 1 практичному вГдиоавн1.

Робота виконана в 11/2СГ УААН за пер: од 1975-1993 рр. в в}дпо-!дност1 з планом НДР та ДКР по проблем! 5I.GI.F4B, завданнях 1.01.01; 51.01.02; 16.01; 0.СГ.71.04.01.Т; 0.СГ.71.04.25.В.

Рб"скт доел!джень.Технолог!чний процес безполицевого обробгт-у грунту 1 кембг нован! грунтообробн! машини для виконання процент безполицевого оброб1тку грунту.

Мета досл!джень. Обгрунтування параметр! в активних робочих рган1в для розробки комплекта комб!нованих машин, як1 виконують роцес безполицевого оброб!тку грунту на як!сно новому р1вн!.!э иеншенням затрат прац!, енерпУ, к!лькост1 проход1в 1 операц!й • ЫвозшнГ. -

Матоди досл!диень та апаратура. Теоретичн! досл1диення прово-ились з використанням иехашко- математичного апарату. Експери-> гнтальн! досл!дження проводились на спец1ально розроблен!й. лабо,- . аторно- польовШ установц!, на як!й монно було зм!нввати параме-ри активно-пасивних робочих орган!в, а тахо* на ыакетних 1 за-эдських зрааках комбгнованих машин. При цьому використовувались

методи цпн^угадтрування, тензог.;етруьання, фотозншання. Ечергет чк! i покелники якост1, визначались за галузевими стандартами, такок за спешальними методиками. Ооробка результатов експериме тальних дослгджень та оптим1зац1я параметр1в робочих оргата пр водились я допомогсю метод! в математичноУ статистики з застосу-ванням оочисл«вальноУ техники. ч

Тйогетичш результата } новипнг.. Обгрунтований спос1б обро Гнтку грунту, 'до забезпсчус зберггання бологи 1 створюс умбви л зберггнш-.я I збгльхення родючсст! грунту, а також аналгтичнг за лекнсс'М РК1 пизначаютъ Аого параметр!'..

Обгрунторанл параметра активно-пасивних робочих органгв дл створеннг комплекта комбиюааних-грунтообробнюс машин. Роэробле методика розрахунку параметр!в активних робочих оргашв лопатке 1:0ГО ТИПу.

Практичнг гезультати I новизна. Обгрунтована необхгднгсть застосування безполицеЕОго оброб^тку грунту з мульчуванням и за сушливих уковах у вс!х зонах УкраУни. Результат« дослгджень вир ристаш для розрахунку, проектусання I виго'товлекня комплекса шин для основного I передпос!вного оброб1тку грунту, якг забезг чують подготовку грунту шд посгв яа один проход, зменшуять кгх кость проход!в агрегатов I сприя!оть приросту врожайносто сольс! господар^ьких культур.

Новизна подтвердкена 7 авторськими св1до^-цтвами на винахох До захисту подаеться: обгрунтування безполицевого способу оброботку грунту в засушливих уиовах з мульчуванням; параметри активних робочих органгв для розробки комплекта комбпюваних гр нтообробних машин; визначення маси мульчуючого компонента яка вноситься в грунт; методика воображения фазового складу грунт визначення допустимого о максимально можливого уцгльненя груш 1з змоною вологи;'методика визначення селичини зовнотньо! повер н!. роздолення грунту, яка утворнсться при кришено.

Апробацоя роботи- Основнг положения дисертащI доповодалкс I обговорпвались на вчених радах 1КЕСГ УААН (1975-1986, 19881993 рр.), Бсесовзних I Республоканських конференц!пх по пробле мехашзацГУ с{льськогосподарського виробництва (1977, 1985,- 19с 1990, 1991 рр.), Всесоюзна координации!й нарад! по завданню 16.01 (м. Москва-1979 р.), науково-мсгодичшй парад4 по завдат 0.СГ.109 (м. Курск-1983 р.), на об"еднаш>му засодано секцо I ме> нозащо ИГР МСГ УРСР' I Дердкоксгльгосптехигки УРСР ()•• Кихв-Ш на засгцанно секцоУ механозафУ та електркфокацо I НГР МСГ СРСР

. Москва-1985 р.), на аас(данн1 експертне'У груш секц!У рослин-цтва {ГГР Дерчсагропрому УкраУни (м. КиУв-1991 р.). Основнг полония дисертащI одобрен!, а реэультати досл!джень рекомендован! впропадження, ■ — - . 0сновн1 положения дисертац!У ! результати досл!джень викла-н! з 24 друкованих роботах, 16 науково-досл!дних зв!тах 1 7 торських свгдоцтвах на винаходи.

Предмет та ступгнь впрова^ження. Результати досл!джень внко-стан! ДКТБ 1МЕСГ УААН о КБ Шепет:вського заводу культиватор!в ■и розрсбц! I виготовленг комплекта комбУнованкх грунтообробних шин (4 машини для основного I 22 машини для передпос1вного об-б1тку).

. Комплект машин перев1]5ений на площ! б!льше 2000 га в респуб-Ц1 Крим, а також в господарствах КиУвсько'У, Харьковськоу, Р!в-' нсьсоУ, В1Нницько'1, Запор!яськоУ, ХерсонськоУ областей, а тая в Ю км зон1 Прип"ят1.

Комплект маиин вклпчений в Пацгональну програму виробництва хнологгчних комплекс!в машин I устаткування для Ыльського го-одарства, харчовоУ та переробноУ промисловост! УкраУнй. Том 2.

Ефективн1сть впроваджРння.Використання маиин в десятип!льн!й возм!н1 дае моилив!сть яменшити к1льк!сть проходов ! "олерац!й . дпов!дно на 45,6 118 витрати ыеталу 1 палива на 65,8 1 6,5 трати пращ на 26,1 %, експлуатац!йн1 витрати на 24,8 % 1 приведи! витрати на 36,5

Галузь впровадження. Результат« дослгджень I методика розра-ику параметр!в комплекта комб!нованих грунтообробнкх машин, мо-ть бути використан! проектно-конструкторськими орган!зац!ями { 1уково-досл{дниыи закладами при створэн! перспективних конструк-й комбЫованих машин.

В колективних 1 фермерських господарствах можна використати Юс¡6 оброб!тку грунту, а також методики для виэначення парамет-в шару грунту що оброблявться! млькост! мульчуючого компоненту ;ий вноситься в грунт, допустимого ! максимально уожливого ущ1ль-!ня грунту. '

Структура 1 об"ем дисертац!?. Диьертац(я складаеться э вступу, гти глав, .висновк!в, списка основних використаних джерел ! додат-в, Викладена на 339 стор!нках, в тому чйсл! основна частина на 'З стор!нках г включае 46 рисунк1в, II таблиць, додатк!в на 166 ■ор!нках, в тому числ! 22 рисунки, 46 таблиць { 5 методик. Спи-1к основних використаних джерел включав 130 найменуваь, в тому

числ} 10 на {ноземних мовах.

ЭМ1СТ ДИСЕРГАЦП

У Вступ? показана актуальность тзми г основн! положения ви-несен! до захксту.

В ператй глав} "Стан питания та досл1джень" проведенг

досл)дчеьня процесу безполицевого оброб^тку грунту в основних зонах УкраУни; техшко-економ!чн1 показники безполицевого обробгтку грунту; агроб!олог!чне обгрунтування нео6х1дност1 тдвищення яко-ст! кришення I зи!шування при безполицевог.-у оброб^тку грунту; ана-л}э в}д0!/их техн1чних ргшень п{дькшення ккосТ! кришення I зм1аув вання верхнього шару грунту при безполицевому оброб^тку.

В результат! дослгджень установлено, со в засушливих умовах маса грунту збгльиуеться в 1,50-1,65 раз, зменшуеться шдцатливг-сть кришеню, збглылуеться енергом1стк1сть оброб1тку грунту. 1мо-в{рн!сть такого стану грунту в основних зонах УкраУни складас: в Степу Швденному в вссняний пергод - 0,26; пгд пром^ш культур» ( повториI посгви, у вс!х зонах, - 0,42-0,78; передпос1вний обро-б1ток ргвнопмвгрний для зон Пол1сся, Лгсостепу I Степу - 0,23 0,36 I для Степу Пгвдекного - 0,57-0,78.

1з змшенням вологи.з.чшючться фгзико-механ!чн} властивост! грунту, а значить I к.к.д. дво- I тригранного клину. При цьому }стогне значения мае кут внутргшнього тертя грунту, який в загаль-ному вигляд1 описуеться залежш стьга:

^Ф рУ Ж , Ге , ,. а.ч-ШтТ * (I)

•"Чнь гя ны* ^-(Ш^ЩЩ/

де ¿л - питона маса грунту, г.см"3; - об"смна маса грунту природного складу, г.см-3; \У- волог1сть ррУ!!ТУ> ЬВ- найменыва во-логомгсткгсть грунту; .

При змии кута внутртнього тертя буде змгнвватись I к.к.д., тому'1з зм1неннлм вологи необххдно зм}нгопати I кут установки ле-медпв плоскор1зних лап до дна борозни. Цього можна досягнути ко-роткобазовим робочим органом (тобто = 180°), причому на глиби-ш '61лъпе 18 см, а на менших глибинах цей процес порушае корснева система, тому в цьому випадку 2<^*180°„

■ При .викокан}- технологичного процесу робоч! органи, опорш колеса г руш У трактора взаемодшть ¡з значним об!'ском грунту, причому глибина залягання найб{льп ущтльненого шару визначасться ' залежн{стью:

о

1е//у- глибина залягажш^учпльненого ^зру вгд пооерхн! грунту, м; ^сд - середнс значения кута внутрггнього гертр грунту, град.; В -зирина пдопц сторно х поверхнг яка взасмод'е з грунтом,н. .

При змгш мае що рухапться по грунту ; водоги грунту, центр гацльненого шару мггр1рус в сторону збглылення або зу.еншення гли-!ини його залягання I таким чином створосться "пгдоива".. Ееличина )б"емноУ маси грунту в ць?му ушгльненоуу пропарку може переб(льшу-зати допустиму, або наблитатися до максимально можливоУ, цо негативно дге на покоэники родсчостг грунту. Допустиме : максимальне ¡начення об"емно'1-маси грунту природного складу можна виэначити за такими залежностяь'ями:

. Л,.омт)+[мь?1тТм)]■ (3)

Ч-

(4)

(9 Ре-д. - допустиме значения об"смц2_1 маси грунту природного скла-iy, г.см"3; - питома маса пов1тря, г.см-3; Р - порозн(сть 'рунту, в долях одиниц!; 9 - об"емна паса грунту при оптимально юрозност), г.см"3;Síeiu.- максимальне значения об"емноУ маси грун-•у природного складу при дашй волоз[, г.см-3;

Користуючись залежностями (1)-(4) можна визначити параметри 'броблясмого шару грунту.НадаЕши обробляеыому шару грунту оптималь-iy будову, його значения пхд Д1 ею сил земного тязОння, а також 1грометеорологгчних фактор1в-, буде зм!нпватись i в проыгжку 3-4 •ижн1в може повернутись до початкового стану. Для продовження стро-iy перебування грунту в оптимальному стан1, в грунт необхгдно вне-:ти opraHÍ4Hi добрива або мульчуюч! компоненти.Маса мульчувчого ;омпонента визначаеться ia залежност!:

Iе Мх - маса мульчуючого компонента, т. га-*; fifi $о - об"емш Main: мульчуючого компонента, грунту фактична i оптимальна, т.м-3';' wVs.— волог{сть компонент!в» в1дносна; ha- глибина пару, в якому 1уде'перем1иуватись мульчуючий компонент, м. -

Таким'чином в зале;шостях (IM5) викладен! ochobhí передумо-1И для зниження енергоемхост! процесу безполицевого оброб1тку грун-

ту t припингння зн-'-зення родючост1 грулту. Цими проблемными питаниями займолись Г.Ы. Синьооков, О.О.Шйсхгн, А.П.Грибашвський, Д.А.Глейберэон, Я.С.Туков, В.В.10дк!н, Б.1 .Потапов, А.Р.Цимбал, П.У. Бахт!н, А.А.Вглде', Р.Л.Турецький, B.I.Кравченко, Ю.Ф.Новиков, В.Р. В!льякс, Я.П.лудяков та inn. Проте в комплексному вигляд! вир1-шення цього проблемного питания почато в П.ЕСГ п!д кер!вництвом Ы.С.Хомеыса. Для виршення цього проблемного питания висунута на-укоза гипотеза яка полягае в наступьому:' кожна пгдготувати sasKi грунта п!д nociB 5 посадку за один npoxiд. при оптимальних енерго-затратах, cywimeHHi операцгй основного f передпос!вного оброб!тку, та вгдокремлення!.. частини або всього пару що оброблястьсп £ на-данлм йоцу додатковэУ к!нетичноУ eneprii для крииення, перемхпу-ванкя in за<?езпеченям необх!дноУ щ!льност! грунту. Для гпдтверд-кення ц}с У г!потези у в!дповгдност! з метою дослгджень, поставле-Ht такi задач!:

- обгрунтувати спос!б обробхтку який эаб<ззпечус припинення знияеннл родпчост! грунту i УУ наступи г- зростання;

- обгрунтувати параметри робочих органгз, як1 забезпечать ви-конання технологичного процесу обробхтку грунту ! припинеиня спаду його родючост!;

- пгдтвардити ексПериментально результат« анал!тичннх дослгд-

жень;

- обгрунтувати комплект машин для основного та передпое!вного оброб!тку грунту;

- провести виробничу перевгрку. обгрунтованого способу обро-бхтку грунту та комплекта макин;

- визначити техн1ко-економ1чну ефективн1сть застосуванкя комплекта комб!нованизс машин для обробгтку грунту.

В пруг!й глав! "Теорегичш доел!дкеннп" приведен! доелЦчення по сбгрунтування технолог!чних ! конструктивнйх параметр! в робочих орган!в.

У в1дпов!дност! з висунутою гипотезою надання додатковоУ ki-нетичноУ енерп У частит або всьому обробляемому шару грунту з по-дальшим його розд!ленням на дв! частики, можка робочим органом який предсгавляе собою площину поегавлену так, щоб п!сля взасмод!У визначеного об"ему грунту i обертання' на заданий кут, цей об"ем грунту сходив з площини. Такий робочйй орган буцемо н&зивати лопат-ковим. JIonaTKOBi робоч1 органи, як i фрезерш з горизонтальною Biccra обертання, зд!йсншть складний рух, який оп'исуеться р!внян-ням продовяеноУ циклоУди.

в

Для сходу грунту з лопатки i викор;!сталнл o;-c prt j л стоку грунту в якост! котка, робочу плоцину гсгатки, BiSHOciiO p-iRiyca-вектора проведеного з Oct обертання, необидно повзрнути d сторону протилежну напряму обертання на кут, при якому грунт з!йде з ло-патк , Р1сля проходження вертикал!. Цей кут назвем кутом сходу грунту з лопатки (Рис. I).

Рис. I. До визкачен-ня кута сходу грунту з лопатки.

Кут схоту грунта . з.лопатки зиэначаеть-ся !з эалечшост!:

Ш

■ щ

W U?^ /1 4 9- SuOis Cos (R-h/R) . ,

¿г ^ШМ-hMJ ' (6)

Яe ^ - кут сходу грунта з лопатки, град.; $ - прискорення в!ль-ного пад!ння, ц.с-^; Я - рад!ус 6tTepa, м; h - глибина обро-

б!тку бГт^роы, м; и) . пna'wt...-

кутова швидк1сть б!тера, с'

-I

Рис..2. Схема до виэ-начення д1У частки грунту, що сходить э •лопатки на пар грунту, оброблений плоскор{ду-чим робочкм органом: _

, Нормальне t дотичне зусилля в!д общему грунту що сходить-, з лопатки (Рис. 2), t виконуе функцП котка, Н: V

• ' J ;;;Нк >Мц \ !•

(7)

де Мп,- маса сб"о/у то сходить з лопатки, кг; wi/üsx.- кут гово-роту радгус-воктора в!д вертикал} до моменту сходу грунту з лопатки, град.

wt/Sur-йиЦ

(9)

Лбс(-л?;тна швидк1сть ударноУ взаемодГУ лопатки з грунтом:

У^Й^^да«^. (Ю)

де \/п - поступальна евидк(сть агрегату, м.с"^. Критична швидкгсть руйнування грунту:

\1 Со Ре + Се (\м/н&) *Сп(Щ) dp.it.

Утг-у.--ёГ «1>

де критична пвидк!сть руйнування грунту, м.с ; С<з,СиСп. _ середня швидк}сть поширення деформац11 в пов1тр}, вод} I грунтг, м.с"1; &РЛ - тимчасовий опгр грунту розриву, МН.м-^; - модуль пружност1 грунту, Ш.м"^. В залежной в}д вологост! (5,5- • 14 ) м.с"1^

Поступалона швидк}сть агрегату, при якгй забезпечусться М1н1-мальна енергом!стк(сть творения повсрхн: розд1лення грунту:

\1 .____Уш._ . .(12)

" ^Тн^Шг^ ым+ешм+усашу ' '

Частина енерг}I, одержано!' в:д секундноу витрати двигуном па-льного, використаноУ на деформування грунту, визначаеться !з зале. <?А<& -ДТ/р^Эс., • (13)

к.к.д. використання енерг!1 на деформування грунту вгд реалгзованоУ двигуном секундноу витратк палива; - }нд!каторний к.к.д. двигуна, <0,39-0.,49); Зс - енерггя секундноу витрати-палива, Дж; лТ- загальнг витрати енерг!У на деформац!ю грунту, Дл.

Потузил сть двигуна, яка необх1дна для виконання технолог!чно-го процесу:

№=^гМ^-Ь^-олСУ^ШчЩ +

1 (14)

де/W - потужи1сть двигуна, кВт; $rf - к.к.д. силовоУ передач!; Si - коеф^снт буксування; f, ifj - коеф1ц1енти оперу перекочування рушям грактора i опорних колге грунтообробноУ машини\ürejGn~ си-

ваги трактора 1 машини, Н; (?ы,- оп1р грунту клину, Н; Ргмг си-п1дштовхування, Н;М*- середня кутова швидк1сть бгтера, - коеф1Ц1Снт н°р1вно:<ГрносТ1 кутовоу швидкост!,; Мки- абсолшт-швидкгсть сходу грунту э лопатки, м.с-^; Д1я, — маса об"ему гру! взасмод1пчого з лопатков на пегиому етати удару, кг; ?а„.-с.д. редуктора ВВП; t - час взаемод!У об"ем!в грунту з лопат), с.

Рис. 3. Технолог!чна схема комб!нованих машин для основного I передпосгвного оброб(тку грунту, (1.КП-3,6 I КПМ-2,1).

двШИсм

В третгй главг "Програма г методика експериментальних дослхд-ь" приведен! методичнг питания проведения експериментальних до-джень. Програма досл1дтень передбачала визначення: кришення нту; розподглення рослинних репток в шар! грунту обробляемому ивкими робочими органами; К1льксст! ерозгйно-небезпечних час-в верхньому 5-ти сантиметровому шарг; ц!льност1; гребнистост!; гсост1 глибини обробгтку; питомих енергетичних 1 експлуатацгй-показникгв. Додаткосо такоя розроблен: методики: воображения эеого складу грунту в векторному вигляд1; визначення статистнч-параметр!в засушливост! по зонам; визначення розподглу л!слл-зних решток в шар! грунту обробляемому активними робочими ор-Iки; визначення зовн!йньоУ заново утворекоТ поверхн1 розд^лен-'рунту.

Для проведения польових доел1джень була виготовлена лаборатор-гольова установка. На лабораторно-полвов1Й установщ доел!джен!: )вий оп!р грунта клину з залежностг в1д куга р!занкя; траекто-руху шару грунту ; язаеморозм!щення активних робочих орган!в ¡осно плоскор!зних; эмгна дгаметра бгтера ! кут!в сходу грунта патки. Оберти зм!ияли в меяах вгд 30 до 250 Витрачекня па. замеряли витратом!ром палива. Агротехн!чн! та енергетичн! по-ики визначали у вОповгдност! з галузевими стандартами, ¡{¡ль-ь досл!д!в !• Ух анал1з проводили з розрахунком одержання ре-тат!в з похибкоп не бхльяе 5 Я.

Результат» науково-виробничо'з перев!рки оц!нювали техшко-

економ1чними показниками i прибавкою врожап. Досл!дження провод в основних грунтово-мпматичних' зонах УкраУни, а також-в ПКФ EI В четверт!й глав! "Експериментальн1 досл!дження" приведен! результат« досл!дАень зг!дно программ, проведених на лабораторн польов1й установи! i заводських зразках, пргведено аналiз i гю-р!вняння з теоретичними результатами.

Рис.- 4. Розпод[лення вус куцення в обробленому б! ром шар! (до 0,15 м) в. лежност1 В1Д кута сходу грунта з лопатки. I - нг поверх^ ; 2 - в rnapi С ' 6 (2 13 гч го Збгмд ftT 0,05 м; 3 - в rnapi 0,05 f¿ ' .- 0,10 М; 4 - в tuapí 0,10

0,15 м.

В результат! доелгджень роэпод1-лення рослинних решток (Ри* .встановлено, цо 1з зи!но» глибини оброб!тку законом!рн1сть роз] диу збер1гаеться i шдкоряеться нормальному закону рсзпод!лен! несутьевим проявлениям правосторонньоУ асиметрИ i в!демного е цесу. За Micqe перегину цривог належить .прийняти перегин криво розпод!лення при кут! сходу грунта з лопатки 35°. В менах вол ст! грунту В1д 0^23 до 0,95 ИВ I в залежност! в!д кута сходу г нга з лопатки, моглливо досягти необх!дного розпод!лення мульчу чого матер1алу по к!льк1сн0му його складу на поверх^ i в обро емому б!тером шар! гранту В1рпов!дно в межах 10-60 i 90-40 t.

Кришення грунту активними робочими органами лопаточного т практично одинаково з Г-обрдэниии i б1льше н!ж у лряких фрезер нож!в, задов!льняе вих1дн! внмоги (69-94 фракц!й меньше 25 ь а основвий прир}ст поверхн1•розпод!лення грунту за рахунок фра 3-5 му), а питом! секундЫ витрати палнва на створення поверх}; розд1лення грунту знаходяться в пром!*ку 0,012-0,075 г.с""*.м-< Пи/Ома секунцна поверхня розд!леннл грунту при зб!льшен! пито» секундного потоку грунту зм1нюеться не!стотно, а це означав, о В1дхилення Bífl оптимальних режим!в не так сутьево впливае на j chí показники ! для активних робочих орган!в лолаткового типу пустимий широкий д!апазон 3míhh робочоУ швидкост!, • .

Питомий ям!ст ероэ¡Яно-небеэпечних часгок на один прОцен' кришення, п1сля активних лопаточних робочих ррган!в, знаходип в межах !нтервалу ероз!йно-небёзпечних часток, як! утворюютьс; при робот! комб!нованих машин з набором пасивних робочих oprai

!енше на 25-45 % в пор!внянн! з-прямими ! Г-образними фрезерни-ножами.

ИНлы-Нсть грунту знаходиться в межах оптимального 1нтервалу 0-1,3) г.ем"3 для основних с!льськогосподарських культур, а в юбничих умовах була менше на 4-7 % в пор!внянн! з контрольнимк )}антами, що привело до тенденцН' п.!дви:цення врояайност!.

Гребнист1сть оброблено'У поветосн! 1 сталгсть глибини ходу робо-: органгв знаходиться в межах вгопдних вимог.

Найменше значения енергом!сткост! б!тера досягаеться при роз-енн! його в1дносно плоскор!зноУ лапи так, щоб взаемодгя лопатки ера з грантом вгдбувалась на вершин} траекторГ1 руху шару. Вра-уючи, що координата верггини траскто!: при зм!н! поступальноУ дкостх, куга р!зання клина I глибини обробгтку зм!ншться, най-ьш доцгльним с тагсе розм!щення б!тера, коли його коло описуеке {усом б[тера при обертан1 с дотичним до нормал! прореденоУ з ньо! кромки плоскоргза. При такому розташуванк! енергом!стк!еть пьшусться в 3 рази, але в поргвнянн! з фрезернимн робочими арами, вона менше на 20-о0*^. Зекономлена енерггя перерозпод!ля- • :я в потхк потужност! до рупцУв. Це дас можлив!сть при витра-енерггУ одинакових з виробничими машинами (КФГ-3,6 I АКР-3,6), чЬшити продуктивн!сть на ,20-50

зьшення ¡нтексивност! потоку грунту на 100 кг.приводить до шення енергоемкост! до 0,6 кВт.м , а енергосмк!еть фрезерних >чих органгв зб!льшусться до 1,7 кВт.м-^. Це пояснвсться ткм, 1рн взасмод!У лопаточнкх робочих органгв з грунтом .проходить '.оточлий розрив потоку грунту, а при взасмодП фрезерних робо-

оргаН1В проходить багаторазова взаемодгя кож!в з одним ! же об"смом грунту. Збгльшення дгаметра (нтера на 0,1 м I абсолютно!" швидкост! на

зб!лылув енергосмк!сть в1дпов1дно на 0,0095 ! 0,02 кВт. . Буксуванкя руш!Ув знаходиться в допустшлгс метах. Секундн! ати пального , гз зб!льшгнням !нтенсивкос?! пот-оку зростаять опропорц!опально потоку I знаходяться в межах 6,5-8,5 г.с-^. гоемк!с?ь обробгтку веротього пару грунту ( до 18 см) на 15 Ч, та в пор!внянш з основном оброб!тком ( до 23 см). Загальна ' 1/а енергоемкгсть машин з актизниш робочтаи органами лопаточ-типу, в пор!вняннг з зирсбнпчт.ги, кеназ на 5-12 витрати ва на гектар на 20-40 пот!к погуяност! через ВВП трактора 3-30 %.

В якост! загальноУ (модульно!) потужносп двигуиа на передп

е!ВНОму i основному 0бр0б1ТКу Грунту МОЖНа ПрИЙИРТИ в1дпов1дно 2

I 55 кВт.м-*.

В пятт й глав! "Еконоьпчна ефективш сть" приведен! результат науково-виробничо! перев1рки I розрахунок техн! ко-економ!чно'! ефективност! комплекта комб!нованих грунтообробних уашин.

В результат! науково-виробничо'! перев!рки встановлено, шо к кини доц!льно застосовувати пгд зерносг культури, цукров! г кори буряки, кукурузу на зерно ! силос, картоплю. На грунтах прихк льних до самоуш л ьнення, весняний обробгток комбгнованими машинг зам!няе зяблевий при так1й же ¡нтенсивност1 гручто-ш кроб1 ологм ного процесу, що пов"язано з кращою аерафею I прогреваниям гру» В середньому економ1я прац! до 30 палива до 20 Я, прибавка в] жаю в межах В1Д 2 до 12

Розрахунковий р1чний економ1чний е^ект на перецпосгвнаму г основному обробгтк/ грунту В1ДП0В1ДН0 складас 450-3;:00 крб. I В15 крб. ( в цгнах 1990 року). Вгдп0в1дн0 економ1Я витрат пращ 29-226 I 44 лвдгГод., палива 150-1980 I 1780 кг, питсмих кап1та. вкладень 18-26 % в р!к.

ЗАКШЕННЛ

Оброб:ток грунту с важливою ланкою в технолог! I вирощуванн ЫльськогосподарЬьких культур. [Максимальна ефективн!сть в!д обр б г тку досягаеться коли вологгсть грунту находиться в оптимальни межах. Зниження водогост! грунту нижче оптимальних меж приводи до вгдносного збгльшення маси обробляемого шару грунту в 1,501,85 раз (при одинаков!й глибин! оброб(тку), що поИршуе водний пов!трянйй, тепловий ! м!кроб1олог!чний режими, шдцатлив!сть'к шенню, родктсть та збгльшуе витрати енергП. В1рог!дн!сть тако стану грунт!в Украхни становить: в весняний пер10д в Степу Швд ному - 0,26; гид промгии культури ! повтори! пос!ви у вс!х зон

- 0,42-0,78; передпэсхвний оброб^ток в 11ол!сс1, Лхсостепу ! Сте

- 0,57-0,78.

Система п!дготовки таких грунт!в повинна передбачати чергу ванья через 3-4 роки безполицевого ! полицевого оброб!тку..Безг лицевий оброб!ток ьеобхЦно виконувати з як!сним кришенням I зк шуванням в'верхньому шар! мульчуючих компонент!в до 40-90 г криттям поверхш до '30-601 рихленням нижн!х шар!в. '

Для виконання дих технолог:чних операщй розроблений споЫ оброб!тку грунту з визначенням необх!дно'1 к1лькост! маси мульчу чого компоненту, забезпечуючого збер!гання вологи 1 створюючогс

мови не тхлыш для зупинення зниження родп»ост(, але г для II бгльшення. Маса мульчуючого компоненту,який вноситься в грунт, алежигь В1д сп10вгднопення ргзниць м!ж фактичное об"емноп масою рунта, оптимальною, яку треба створитис ?лульчуючого компоненту, такочс вологостг мульчуючого компонента \ глибини оброб1Тку. 1з б1льшенням р1знищ М1Ж фактичною об"емноя масою грунта I вимага-мою оптимальною, дольне значения мульчуючого компонента зб^ль-уеться.

Для здгйснення цього способу обробгтку грунту розробленний омплект конбшованих грунтообробних машин з активними робочими рганами лопаткового типу, для основного 1 передпос1вного оброб1т-у. В дисертацгТ викладен! результат» теоретичних I експеримента-ьних досл1джень, обгрунтування вибору технолопчних,-конструк-ивних I кгнематичних параметров, а такоя науково-виробнича пере-грка розробленого способу обробгтку грунту ! комплекта калин.

Для,, зниження енергоемкостг процесу беэполииепого оброб!тку рунту необх1дно ураховувати технолог!чш, теоретичш I конструк-;шн1 фактори: глибину залягання утд!льненого шару грунту; значен-(т сучасно'1, оптимальноI, допустимо'! I максимально? об"емних мае эроблясмого пару грунту; кути внутршнього 1 зовн!шнього тертя рунту; к.к.д. дво- I григранного клину; тяговий опгр грунта кли-1-

Обгрунтован1 параметры: кгнематичш; кут сходу грунта а ло-1тки; взасморозмщення битера в1дноско плоскор{зноТ лапи; м!нг-¡льна поступальна швидкхсть.

Визначен:: критична швидк!сть руйнування грунта; к.к.д. вико-!стання енерг1I палива на виконання технолог!чного процесу; спо-1вча потуяшеть енергетичного засобу для робота активних робо-IX оргашв лопаткового типу з плоскор!зом.

Розроблен! методики: .розрахунку параметр!в комб1новано'1 гру-'ообробноУ машини, включаючо':' пасивн! { активш робоч1 органи 'паткового типу; визначення зовнгшкьоУ заново утворено'1 поверхш 1эд1лення грунта для порхвняльно! ощнки грунтообробних машин; [значения статистичких паракетрхв засушливост! грунтов; вгдобра-!ння фазового складу грунту в векторному вигляд!.

В результат проведених теоретичних, експериментальних I .уково-виробничих досл1джень встановлено:

I. Зд1йснення розробленого способу обробхтку грунту з допо-гою комплекта коыбгнованих грунтообробних машин з активними ро-

бочими органами лопаткового типу, дас ножливгсть в поргвнянн1 з загальноприйнятим способфм оброб!тку грунту, покрашити водний, по-в!тряний I теплоаий решки, шо приводить до эбмьшеннл к!лькост1 бактер1й на П-28 # I загальноУ б!олог!чноУ активностг на 13 що сприяе зупиненню процеу зниження родючостг I 11 зб!льшенню.

Застосування комплекта комбЫованих машин з пасиеними I акти-вними робочими органами лопаткового типу, при вологост! грунту в межах (0,2-0,9) Ш дае можлив!сть досягнути слОуючих егротехшч-них показник1в: кришення грунту практично одинакове з фрезерними робочими органами I складае 82-94 фльшсть грунту п1сля проходу машин знаходиться в межах оптимального ¡нтервалу (1,0-1,3) г.см"я; розпод1лення мульчуючого матер1алу на поверхн! грунту 1 в оброблясмому шар1 бгтером знаходиться в1цпов1дно в межах 40-60 % 1 60-40 вмгст ероз1йно-небезпечних часток в шар! 0-5 сантимет-р[в не переьиауе Ух к1Лькост1, утворенэУ пасивними робочими органами при досягненнг таког же якестг кришення, ! нижче нгж п!сля обробгтку фрезерними робочими органами на 25-45 %\ гребенист1сть поверхн! (0,Ь-3,1) см I стал!сть глибини ходу робочих органов зна-ходяться в допустимих межах.

Так! агротехшчн: показники дозволяеть застосувати щ ыашини П1д вс1 с1льськогосподарськ1 культури у вс!х грунтово-кл!матичних зонах УкраУни (пОтребна кгльк1ст„ машин для передпос1вного' ! 0сн0' вного оброб1тку, для УкраУни, в1дпов!дно становить 20 I 23 тисяч1 штук). I.

2. Загальна питома енергоемк1сть машин з активними робочими органами лопаткового типу, в порхвнянн! з виробничими (КФГ-3,6 ! АКР-3,6), менше на 5-12 витрати палива на гектар - н» 20^40-^, продуктивнасть бгльша на 20-50 %.

3. Коеф1Ц1ент використання енерг!У палива, на виконання тех-нологгчного процесу обтзоб!тку грунту знаходиться в-межах 0,160,27, а питом! секундн! ¡?итрати палива на створення поверхн! роэ-д!лення мають найменш! значения при оброб!тку грунту в межах оптимального 1нтервалу вологи (0,01-0,02 г.с~*.м~'") ! збГльшуються в 2-4 раз при зб!льшен! вологи до мел НВ або 4-8 раз ' призни-женн! вологи'до 0. -

4. Головины чинником, який впливае на к.к.д. клина, глибину залягання уицльненого шар/ грунту, кут сходу грунту з лопатки е кут.внутргшньоготертя грунту, який при знижен! вологи грунту в!д

0,75 НВ до 0 зб!льшуеться прямопропорц!опально зменшеннп вологост! i становить для грунтгв: Пол1сся вгд 17° до 33°; ГИсостепу в!д 27,5° до 67°; Стопу Швденного в!д 23° до 53°; Степу Швденного сухого вгд 26° до 64°,

5. Мгнхмальне значения критично? швидкост! руйнування грунту становить 5,5 t досягаеться при ¡нтервал!'вологост! в межах (0,40-0,55) ИВ. 1з зм!ненням вгдносного значения Ш значения критично? швидкостг руйнування грунту змгнюеться ! на кожне значения 0,1 НВ при зменшенн! вологостi, критична ивидк!сть зб!льшусться

на 0,2 м.с"1, a Í3 зб!лыпенням воло*гост! до максимального значения НВ, критична ивидк1сть зростае на 1,9 ».с-*.

6. Оптималып параметри активно-пасивних podoyroc opraHiB, при використан! i'x на основному i передпосгвному оброб!тку грунту в '.»ежах вологост! в!д 0,75 НВ до 0,2 НВ, в основних грунтово-кл!ма-гичних зонах УкраУни, е: кут постановки лемеша плоскор!зно1 лапи

дна борозни 17-37°; рад1ус бгтера в!дпов!лно для основного i тередпосгвного обробгтку 0,35-0,40 м i 0,24-0,26 м; ¡пнематичний тараметр 2-8; к!лыпсть лоп5ток по колу 6iTepa 6 для основного i 3 для передпос!зного обробгтку; кут сходу грунту з лопатки 3537,5°; Htmit граничн! значения поступальних швидкостей 0,8-1,1 м.С"; 130бхгдна питома потужпсть двигуна трактора для агрегатування з сомб!нованоя машиною на основному оброб!тку - 55 кВт.м-^, а на юредпосгвному - 30 кВт.м-*.

. 7. Розрахунковий р!чний економ!чний ефект вгд застосування :омплекта машин, без урахування прибавки врояаю, становить 1265 -015 крб. ( в цгнах I9S0 р.). Економгя палива 1930-3760 кг, пито-' !Их кап!таловкладень 18-26 ^ в piK.

Застосування машин в Ю-ти пгльнШ cíbosmíhí дас можлив1сть-меншити к!лыпсть проходгв i операцхй в!дгтов!дно на 45,6 % i 8,0 %, витрати металу i палива на 65,8 % i 6,5 витрати пращ а 26,1 експлуатавдШи та приведен! витрати в!дп0в1дн0 на 24,8 36,5

Науково виробиича лзревгрка розробленого способу.обробгтку рунту i комплекта ;шмб!нованих машин п!дтвердш1а результата ана-гтичних дослгджэнь i tíorjiüBicTb одеряати прибавку врожап в меяах -12 Я, ек'ономш витрат прац! до 30 % i палива до'20 %.

Результат!! домпдяень використан! при розробщ машин для ос-звного i персдпосхвного сбробгтку. Комб!нованг макини для осноп-зго i псредп0с1БН0гс оброб!тку пройпли випробування на №С, а

нашими для nepeflnociвного сброб1тку проходять науково-виробничу перев1рку на обласних станциях ПВО "Ел1та" Украпш (19Э2-19Э4 рр

Шдтперджена можливтсть виконувати дезактивац1йн! роботы в уыовах эабруднения'rpyHTÎB рад10нукл!дами а використанням актив-них робочих оргашв лопаточного типу.

ПРОГЮЗИЦ1Ï ВИРОБНИЦГВУ

В результат! досл!джень виробництву рекомендуеться:

1. 1Лнс1льгосппроду та Шныашпрому в;йськово-промислового. Комплексу i KOHBepciï УкраУни використати результати досл!джеяь при рсал1эац11 Национально'* программ виробництва технолопчних коыплексгв машин i устаткування для с!льськ0г0 господарства, а також розробки машин для виконання дезактивац1йннх роб1т в умова забруднення грунт¡в рад1онуклïдами та îhiiihmh шк1дливими речови-нами.

2. Машиновипробувальним стати ям використати методику виз-начення заново створеноï поверх«: розд1лення грунту для поргвня-льних випробуваиьгрунтообробних машин.

3. Колективним i фермерським господарствам використати роэ-роблений способ оброб1тку грунту, а також визначення необх[дно'1 к!лькост1 мульчуючого компоненту, оптимально'! щ1льност1, допусти мого i максимально можливого уц1льнення грунту f глибини заляган ня ущ^льненого ша'ру грунту.

Основн! положения дисертащi викладен1 в працях:

1. Доыпдження I обгрунтування вих1дних ф1зико-механ!чних властивостей грунту i агротехн1ки дня обгрунтування параметр1в перспективних грунтообробних машин: 3bît про НДР//Укр.ЦД1КЕСР-;-1975,- С. 89-101.- Деп. в ВНДПценгр. И> ДР 730292400, 1нв.

№ Б5П029 (11а рос. mob.).

2. Досл1дження технолог!ï оброб1тку дерново-п!дзолистих rpj Tis комб!новано1о грунтообробнои машиною// Bîchhk с.г. науки.-191 - № 12- С. 63-67. (Сп!вавтори Белоткач М.П., Ыал1енко A.M.).

3. Обгрунтування'технолог! ï основного обробНку грунту ком-ÖtHOnaHOo грунтосбробною машиною // Мех. та електр. Ыль. гос-В! -К.-1978 - Бип. 41.- С. 81-83. (Сп1вавтор Белоткач М.П. )., (Ра

рос. mob.).-

4. Тиоретичн1 i'експериментальш досл{дження комб!нованоУ i шини э rutocKopi зними t активними лопаточними робочими органами: 3bît про ЦДР по тем} № I. // УкрЩМЕСГ,- Глеваха.-1980. С. 84■

I. - Деп. в ВВДПцентр. » ДР 79053014, !нв. № Ш62553 (На рос. I.).

5. Експериментальн! досл!диення робочих орган! в лопаточного iy: Зв!т про !ЩР по тем! * 6 /УкрНД1МЕСГ. № ДР 0I8I3002903.-ваха.- 1981,- С. 34-44. ( На рос. mob.).

6. Комб!нован! грунтообробн! машини /! Землеробство,- 1982..- С. 50-52. (Сп!вавтори Настенко П.М., Нагорний H.H., Бело-ч-М.П.). ( На рос. mob.).

7. Особливост! мехашзацП" грунтоэахисного оброб!тку грунту. Землеробство. - 1983,- » 9.- С. 16-17. (Cniвавтори Нагорний М.

Левчук М.С., Белоткач М.П. та irai.). (На рос. mob.).

8. Техн!ко-економ!чна ефективн!сть застосування Рруктооброб-нашн при використан! ïx в технолог!чному безполицевому ком-

Kci на п!дготовц! грунту п!д пос!з цукроврго буряка та'кукуру-на зерно //Мех. та електр. с!ль. гос-ва.-К.~ 1983.= Вип.-57-28-31. (На рос. mob.).

9. Виробнича перев!рка експериментального оброб!тку грунту Мех. та електр, с!ль. гос-ва.*-К.-1984.- Вип. 60.- С. 27-30. [вавтор Лаврушко I.I. ). ( На рос» mob.).

Ï0. Техшко-економ{чн! показники cap!ант!в o6po6iTKy грунту в 33MÎHÎ !снуючими f новими агрегатами //Мех. та електр. сгль. -ва.- К.- 1985.- Вип. 59- С. 3-8. (Сп!вавтори Нагорний М.Н., зз А.Ф. та !нп.). (На рос.мов.).

11. Ф|зичн! властивост! орного шару грунту f д!я м!неральних зив при оброб!тку грунту комб!нованоа грунтообробноя машиной 1грох!м!я f грунтознавство. - К.- 1985- Вип. 48,- С. 45-48. вавтори йздведев В В., Нагорний М.Н., Ворон!на Н.Д. таЛкш.). i рос. моз.). '

12. Поверхнева п!д озчиу //Землеробство.- 1987,- С. 52-54. вавтори Благоев В.В., Дишлвк В.Е., Копистерекск|й Й.К. та • ). ( На рос. mob.).

13. Перспектиаи викорастання грунтообробния машин з паеивними тивними робочими органами // Мег. та електр. с!ль. госп-ва.-

5. - С. 26-28. (Cmвавтори Хоканно Н.С., Нагорний М.Н., ткач М.П.). (На рос.гдов.).

14. Створитн мапмну для мульчування грунту на схилах: Зп!т ВДР по завдання 0.СГ.71.04.25В // УкрЦЦ1МЕСГ.- Глеваха,- 1988.

5-31. - 1989. - С. 66-80. ~ 1990,- С. 108-159. (Спгвавтори рний М.Н., Мал!енко AiH.). (На рос. нов.).

15. Роэробити комплект комбшованих машин з пасивниыи f актива» робочими органами для мульчування грунту: Зв1т про ЦДР по тем! 1.'3 / 1ЫЕСГ УААН.- Глеваха.- С. 57-03.

16. Вих1дн1 вимоги на машину для мульчування грунту до трг TopiB класу 0,9; 1,4 та 2: Зв1т про НДР по тем! » 1.3 / 'ШСГ УААН.-Глеваха.- 1992. - С. 58-89.

17. A.c. 755229 СРСР, МКВ A0IB 49/02. Номерована груцтоо( на машина. (СгНвавтори Хоменко Ы.С., Нагорний М.Н., Зырянов В.( та 1нш.) - 2 е.: ¡л. (На рос. mob.).

18. A.c. 938776 СРСР, ЖВ A0IB 49/02. Комб1нована грунтоо< робна машина. (Сшвавтори Хоменко М.С., Нагорний М.Н.Белотка' Ы.П. та ¿ни.) - 5 е.: ifl. ( На рос. mob.).

19. A.c. 954009 СРСР, МКВ A0IB 49/02. Комб1нована грунтоо! робна машина. (Сп1равтори Хоменко М.С., Нагорний H.H., Белотка' Ы.П. та ¡нш.) - Зс.: ¡л. ( На рос. mob.).

20. A.c. 973051 СРСР, МКВ A0IB 79/00, 49/02. Cnociö оброб грунту г пристрхй для його эдайснення (Сп1вавтори Хоменко Ы.С. Нагорний Ы.Н., Зирянов В.0. та iran.) - 5 е.: 1л. ( На рос.мов.

21. A.c. П52543 СРСР, МКВ A0IC 21/00. Cnociö оброб!тку г; нту. (Сшвавтори Нагорний М.Н., Благоев В.В., Белоткач Ы.П. та ¡на.) - 5 е.; ¡л. ( На рос, mob.).

22. A.g. 1517785 СРСР, 1КВ A0IB 79/02. CnoctÖ вирощування озимо!' пщениц!. (Сгпвавтори Благоев В.В., В1лесов ГЛ., Сторча Ы.Ы.)- 1,5 с. (^ На рос. mob.).

23. A.c. 1757494 СРСР, МКВ A0IB 79/02. CnoctÖ побудови гр тозахисно! с1возм!ни. ( Cniвавтори Благоев В.В., ДишлкуНЗ.Е., кавий СЛ. та 1нш. ) - 3 с. ( На рос. mob.).

24. Вих!дн! вимоги на комб!нован( машини з пасивними 1 ак ними робочими органами для основного оброб!тку грунту з мульчу ням верхнього шару до трактор1в класу 3, 2 t 1,4: Зв1т про НДР TeMt » 1.3 / ШСГ УААН.- Глеваха,- С. 1-39.

Зе»