автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование конструкции и управлениекачеством работы почвообрабатывающих дисковыхорудий в целях повышения их эффективности

Челябинский государственный цгороинженерпый университет

РГ б Ом

п г пп" На правах рукописи

¿ 0 пил '

Мударлсов Саляпат Гумерович

Совершенствование конструкции и управление качеством работы почвообрабатывающих дисковых орудий в целях повышения их эффективности

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного пронзподстпа

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени .кандидата технических наук. .

Челябинск - 1с>%

Работа выполнена в Башкирском государственном.аграрном университете, г.Уфа

Научный руководитель: заслуженный инженер-механик, доктор технических наук, профессор А.П. ИОФИНОВ '

Официальные оппоненты: доктор технических .наук,.профессор P.C. PAXHMQB; : -кандидат технических .на^к O.B. ГОРДЕЕВ

Ведущая организация: Башкирский научио-лссдедовательскш'!

институт земледелия и селекции сельхозкультур (ВНИИЩС)

Зашита состоится 19 декабря 1996 г. в 1000 яасов на заседании специализированного совета К 120,46.0j Челябинского государственного афоинженерного университета по адресу: 454080, ¡-.Челябинск -80, рр. им. В.ИЛенина,75,ЧГАУ ' •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "ff 1996г.

-•. ■ ■ У •

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технические наук, ,/

7 ^ /

доцент ^^ifatii'^]) Л.А.Патрушеи

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

А кгу а]!ьио'-ц^темьi. В настоящее время всё большее значение в повышении урожайности сельскохозяйственных культур приобретают такие системы обработки почвы, в которых предусматривается достижение оптимального сложения и строения обрабатываемого слоя почвы. Это требует создания универсальных машин с возможностью адаптации к конкретному состоянию почвы путем оперативного управления качеством работы орудия, Наибольший эффект при этом, как показали исследования проведенные в Башкирском ГАУ, обеспечивает качественная предпосевная обработка почвы.

В последнее время дисковые орудия находят все большее применение в прогрессивных технологиях. Их используют для различных видов обработки от боронования до вспашки, включая'нарезку борозд, гребней, окучивание. В то же время, качество работы дисков не всегда удовлетворительно и в большинстве существующих конструкций не поддается какой-либо регулировке в зависимости or состояния почпы.

В этой связи работа, посвященная обоснованию рациональных парами ров универсального адаптирующегося дискового рабочего органа актуальна и имеет пажчое практическое значение.

Це-пь.рабртМ. Теоретическое и экспериментальное обоснование конструкции и рациональных парамсгров дискового рабочего органа, обеспечивающего возможность оперативного управления качеством работы ору-кия в зависимости Of состояния почвы.

убьсет^ссладовлиия. I fpnttccc пзаимпчечпвип дискового рабочгго органа с почвой.

МсЮ/Т!If.'.! 11/.ТЛС/(Ои:ПВШ. 1гО|Ч'Н['Г.'< KIH: ¡11СЛСДСЧКНШЧ «Ч'НОВЫЧК ПК I.

н i и-ученин- модОш проща са 1пчнуо.чгйгичш вогнутого и noutyio-

B1.I)IVI-'I'U4> Hp! .flU'df СО СПЛОШНОЙ ;i!v|>opMnpvrMoii "кле.'.ч.ьной s-pft-.ii" I! И'.ИОЛЬ КЧ'.П'Ш' »!••>.|<'|>рпи ПП.Ч'ФМТ П ('■.!

Экспериментальные исследования проводились, как на ЭВМ, гак и в натуре в лабораторных, лабораторно - полевых и производственных условиях но стандартным и специально разработанным программам и методикам. Результаты экспериментальных исследовании обрабатывались метода ми математической статистики.

Научная новизна. Разработан* модель взаимодействия дискового рабочего органа с почвой. Вьывэдцы зоны интенсивного крошения, перемешивания и перемещения почвы и критериальные условия их возникновения, определяющие совокупность эксплуатационных регулировок, обеспечивающих достижение максимального 'эффекта при работе вновь предложенного комбинированного рабочего органа в конкретных условиях. Найдены соотношения, .позволяющие определить положение дополнительного диска относшельноодвдВДЧ*0 в зависимости от состояния почвы. Определены агротехнические, энергетические и эксплуатационно - технологические показатели работы ко/^эдннровашюш орудия.

Практическая ценность д! реализация работы. Полученные результаты могут' использоваться при проектировании рабочих органов почвообрабатывающих ору/цш.

.0 ходе исследований разработан универсальный дисковый рабочий орган, который включает основной вогнутый диск и дополнительный выпуклый диск меньшего диаметра, усгадоаденнын вблизи верхней часп основного, с возможностью регулировок ущов установки и положения.

Опытдае образцы культиватора - окучн.ика КНО-2.8 с доцолнитель нымн дисками проищи хозяйственные испытания в опытно - дроизвод • ственном хозяйстве "Стерлнтамакское" Стерлнтадаксого района

Апробация работы. Результаты исследований доложены, .обсуждены I одобрены на научно - технических конференциях Башкирского ГДУ в ¡ 994 96 гг., Челябинского ГАУ в 1994г.

ШЙЗНШШи.- По материалам исследований опубликовано 6 работ I подана заявка на изобретение.

-QTO^W'aiLP&CM^^ Диссертационная работа состоит из

введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы. Содержание работы изложено на 175 страницах машинописного текста, включая 35 иллюстрации, 27 таблиц. В списке использованной литературы приведено 124 наименований, в том числе 6 иностранных. В 5 приложениях приведены таблицы, программа и|результаты расчета на ЭВМ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит краткое обоснование актуальности работы.

В псрнодхлапе рассматриваются области применения и особенности работы дисковых почвообрабатывающих орудий, а так же требования, предъявляемые к их работе. Обоснована необходимость создаиня универсального дискового рабочего органа с возможностью оперативного управления качеством работы. Выполнен анализ многочисленных исследовании по изучению работы дисковых орудий, а так же приведены известные результаты теоретического анализа процесса взаимодействии рабочего органа с почвой при различном представлении се свойств.

Обоснованием параметров дисковых орудии занимались многие ученые: Нарюп U.C., Сннеоков Г.П., Стрельбицкии В.Ф.. Краснощеко» Н.В., Затрунко Л.Ф., Канарев Ф.М. и др. Из анализа рассмотренных работ елс-дует. чю к настоящему времени не существует всестороннею теорешчети о описания процесса гшпмоденпппя диска с ночной, необходимою для выяснения особенное ген характер;! деформации, крошения, перемещения и ие-ргменивиппч почвы нгред рабочим органом.

' *к1.т1срнм(чпал1.пымп исследованиями Ilapioii.t U.C. и Сннеокмвл Г.П установлено. Mi. 1 нн плис сочсг.нич: icmu но< нчеекпх nap.iMctpoii диска рл-Гмм-ающс! о • .(oiio.niHMv льных приспособлений не с11< чнп.цч <г "•.<••

М-Ч о I .141.'PU О'ЛраЬЩКИ 1И1ЧШ.1.

В ходе проведенного' анализа и с целью оперативного управления качеством работы нами предложено установить вблизи верхней части основного диска дополнительный выпуклый диск меньшего диаметра, имеющий возможность регулировки пространственных углов и положения. При этом создается переменная кривизна рабочей поверхности. Исследованиями проведенными Виноградовым В.И., Бледных В.В., Ветохиным В.И. установлено, что использование рабочих органов с переменной кривизной рабочей поверхности заметно улучшает качество обработки почвы.

На основании изложенного были определены следующие задачи исследования:

1. Разработать и исследовать математическую модель процесса взаимодействия дискового рабочего органа с почвой.

2. Теоретически и экспериментально изучить влияние основных параметров комбинированного диска на деформации крошения, перемещения и перемешивания почвы.

3. Обосновать приемы управления процессом работы рабочего органа в зависимости от состояния почвы.

Во второй главе предложена математическая модель, рассматривающая процесс взаимодействия дискового рабочего органа с почвой, как твердого тела определенной формы, взаимодействующего со сплошной деформируемой "идеальной" средой.

Приведены условия применимости теории сплошных деформируемых сред для изучения процесса взаимодействия рабочего органа с почвой на основе работ Иофинова А.П., Вахитова Н.У,, Казакова B.C., Кушнарева A.C., голландских ученых Кулена А. и Куилерса X.

При воздействии какого-либо твердого тела на частицы сплошной деформируемой среды под действием возникающих сил образуется поток векторов скоростей частиц (элементов малого объема). Этот поток обычно представляют линиями тока - кривыми, по отношению к которым всктора

скоростей являются касательными. При стационарном движении линии тока не, изменяются во времени и совпадают с траекториями движения частиц.

Взаимодействие сферического деформатора со средой рассмотрено нами в продольно - вертикальных секущих плоскостях. Комплексный потенциал течения (о>-<р-Ич<) потоков частиц в этих плоскостях был .определен па основе конформного преобразования Жуковского. В результате найдены функции тока у(х,у) - семейство линий тока и потенциалов скоростей (р(х.у) - семейство изопотенциальных линий:

8

(х4- 2 е сок —+а) нк а+(у - 2 & вЬэ—-2 к + Ь) яи) а

8

(х + 2£-сок - + а)г +(у- 2г5!п—— 2к+Ъ)5

Я 5

(х ( 2г «я — ± а) «в а + (у - 2яят — 2к± Ь) ят а 2 2

О)

<5 3

+ ±а) «па + ^у-Зямп —-2к*Ъ) со$пг

с с

(х + гг. «08 ~ ± а)г + (у - 2я - - 2к ± Ь)* (х I- па - ± а) » (у-Зя.ч!)! — -2к±Ъ) го«а

(2)

(; де а- у(хг - г' - 4с2 + ■[{*} - у5 - -¡с')2 + (2хуГ) I 2;

Ъ г - у1 - ле) ^\х*~'у?'-Щ1Т(2>:\У)1г-, |У| -скороаь диижснпя профиля; - радиус отображаемой окружнч'.чн, определяющий кривизну профиля, а - угоч установки нрофпчя; х,у - ког>р-ДШГЛ1М части; г., к, 3 -коордииаIы и угол, определяющие н^.'ит-ние ого<;-ражлемом огружносш; 4с - хорда гсчнуич о профиля:

Но }рл1Ч!еничм (I) и (2) на ')Н\! была создана кочны-чсриая про-|р.|чмл. с помощью к(Мор1ч"| определены I расширим лчи «-ни-» части н <ч-

мейство нзопотенциальных линий для вогнуюго (рис. 1а) и вогнуто-выпуклого профилей (рис. 16).

X \ 2

Рис. 1. Взаимодействие вогнутого (а) и вогнуто-выпуклого (б) профилей со средой: А,В,С - характерные зоны деформации.

Производная от комплексного потенциала по комплексной координате г=х+1у дает скорость V движения частиц относительно профиля, тогда проекции скоростей У*,Ууна соответствующие оси:

[у^вид , 1 ± Ьу) - [У | яа а(± ау ± Ьх)~|

1 а' + Ь3 I

v, = i

* г

2с1

|V|,

)V|taKa(íaxtby)-t-|V¡riag(íay±bx)~[

" 'v .i ■ 1' 1 " ь

(3)

aV.k' . ]

В формуле для вычисления Vy »место cosa в первом слагаемом стоит

sina

Формулы (3) позволили построить поля скоростей и определить изменение абсолютных значений скоростей V (рис. 2а).

При взаимодействии профиля со средой соседние частицы имеют разные скорости это вызывает их относительное перемещение и перемешивание. Различие скоростей определяется их ротором скоростей - roi V:

- dV,

rotV =

ax

dy

(?)

:аракзер измснення числового значения которого вдоль профиля показан ia рис. 26. "

V, , rotV,.

50

И/С

1)25 0.21

0.17 0.13 0.9 0.5

! 2 Vy

/1 V

/ , ''А У

ч

-120 -80 -40 0

25

40 Х,мм а)

7!ГШ

Г~7

г ?.

\

-V-

.м

W

/

40 Х,мм б)

Рис. 2. Изменение скорости перемещения частиц V (а) и ротора скоростей - rotV (б) по мере продвижения по профилю: I - без дополнительного профиля, 2 - угол наклона дополнительного профиля Р'-О", 3 - то же при fî'- !

Казаковым B.C. установлено, что относительное движение частиц любой среды возможно в случае возникновения !рациента напряжений у га cl а, причем скорости частиц V направлены в сторону противоположную соответствующему градиенту и прямо пропорциональны ему но величине: 1

%md а - - — • У,

тле С\ - коэффициент затухания.

Таким обрааом по значениям скорое гей (рис. 2.) можно нроекмнгь и изменение напряжений в среде.'

Картины взапм'хнзн'п'иа ирофил'я« со средой. (рис. I ) т.ьи-идп еяе г. вчние особенного!:

- но мерс приближения частиц к профилю кривизна их траекторий постепенно увеличивается, а ближе к верхней кромке уменьшается и далее меняется на обратную (с вогнутой на выпуклую);

- в ьерхней части выделяется зона А с сужением слоев, что свидетельствует о сильных линейных деформациях; здесь же происходит сильное сгущение изопотенциальных линий 9, т.е. возникает концентрация напряжений;

- применение вогнуто-выпуклого профиля усиливает кривизну траектории в верхней части (зона А, рис.1б), что свидетельствует Ъ заметном увеличении деформации изгиба.

Скорости по мере продвижения подогнутому профилю I (рис. 1а) изменяются и достигают своих наибольших значений в верхней части профиля (т.е. в зоне А, рис. I). Согласно формуле (6) напряжения в этой зоне 6 уду г наибольшими и среда будет претерпевать сильные деформации. При установке в -пои зоне дополнительного выпуклого профиля 2 значения скоростей (поз. 2 и 3 на рис.2а), соответственно и напряжений, увеличиваются (рис. 2а).

При взаимодействии с вогнуто - выпуклой поверхностью среда испытывает более сильно выраженную попеременную деформацию: сначала, в нижней части - деформации сжатия, а потом в верхней - растяжения.

На основании сказанного можно предположить, что установка в верхней части дискового рабочего органа дополнительного профиля с обратной кривизной поверхности должна улучшить крошение почвы за счет сильных деформаций и напряжений.

По мере продолжения частиц среды изменяется также величина rotV. (рис. 26). В ьерхней части профилей rotV так же приобретает свои наибольшие значения, что должно вызывать интенсивное перемешивание частиц.

Изменение положения дополнительного профиля (например, увеличение наклона (И вперед) относительно основного изменяет как значения <ко-pocitíi V (поз. 2 и 3, рис. 2), так и копнен ipamuo напряжений (оцепикц-мая

коэффициентом кк, показывающим отношение расстоянии между нзопотеи-циальными линиями до и после их искривления) (рис. 3) и кнУ (рис. 4). Следовательно, за счет регулировок положения дополнительного профиля можно управлять процессами крошения и перемешивания почвы.

Ь.

--- / J-*-"**"*

15 10 5 0 -5 -10 р7 15 10 5 0 -5 -10

Рис. 3. Изменение коэффициента кон- Рис. 4. Изменение значений го1\/

центрации напряжений кк от угла на- от угла наклона дополнительною

клона дополнительного диска [)' при диска {I1 (угол наклона основною

различных установках основного р. диска (1= 15°).

Для перехода от модели сплошной деформируемой "идеальной" среды к реальным свойствам почвы и силам возникающим в зоне деформации ми использованы разработки Казакова B.C. о кинематическом подобии потоков движущихся частиц, а так же соответствующие методы теории подобия и размерностей.

Учитывая комплекс основных физических величии, определяющих изменения в почве напряжений gradu и скоростей частиц V, получаем безразмерные критериальные уравнения:

где Ь - радиус-вектор рассматриваемой точки, м; I - геометрический размер рабочего органа, м;тд-сила тяжести, Н; р, р, v, Е - соответственно, плотность (кг/м3), твердость (Па), вязкость упругость (Н/м2) почвы; |У|- скорость движения рабочего органа, м/с.

Таким образом, деформация почвы и перемещение частиц определяются известными критериями механического подобия:

- гравитационным Фруда 2;

- силовым Эйлера Еи=р/рУ;

- упругости Коши С=рУ2/Е;

- режима течения Рейнопьдса 11с=У1/у;

- нестационарности процесса - Струхаля 8Ь=1/У1;

- геометрическим К=1/Ь.

При этом число Рейнольдса Р.е дает возможность оценить возникновение перемешивания частиц почвы, число Коши С - появление трещин в зоне деформации, числа Фруда Рг и Эйлера Ей - величину сопротивления почвы упругим и линейным деформациям. Определив критические значения скоростей для сплошной деформируемой среды в начале зоны перемешивания (зона А, рнс I) и в зоне с максимальной концеюрацией напряжений, можно согласно теории подобия определить будут ли к в какой степени происходить в почве при данном ее состоянии (влажность, плотность, твердость, вязкость и т.д.) соответствующие деформации.-

Для достижения скорости выше критической, определяющей необходимый характер деформаций, можно (н соответствии с выражениями (3) и (4>) изменять или скорость.движения, рабочего органа |У|, или установку основною и дополнительного профиле!'! (дисков), т.е. наметить пут управ-дсини »:ач('<:п«1М рабон.! орудия. . ■<

В третье/! пгаве обоснованы программа и методы экспериментальных исследований, выбор объектов исследования и методика оценки характера деформаций почвы, описаны использованное оборудование и техника проведения замеров, произведена оценка погрешностей опытов.

Исследования включали в себя машинный (на ЭВМ), лабораторные и лаборзторио-полевше эксперименты с последующей оценкой получении* решений в производственных условиях.

Машинный эксперимент заключался в выявлении влияния параметров профилей на характер движения частиц среды, на изменение скоростей и напряжений в деформируемой зоне.

Целью лабораторных исследований в почвенном канале кафедры "Сельхозмашины" БГАУ являлось получение количественных оценок перемещения частиц почвы рабочим органом и определение соответствия результатов опытов теоретическим разработкам. Оценка перемещения заключалась во внедрении по заданной схеме меченых шашек в почву на определенную глубину в зоне последующего прохода рабочего органа и фиксации их нового положения в почвенных слоях. Результат воздействия диска на почву оценивался величиной смещения шашек от исходного положения и друг относительно друга.

На основе многофакторных лабораторно-полевых экспериментов в госплемзаводе "Туймазинский" Туймазинского района РБ были оценены степень влияния регулировок дополнительного диска на качество обработки и возможность управления процессом почвообработкн.

Производственные опыты проводились предлагаемым универсальным, дисковым рабочим органом на базе КНО-2.8-при окучивании посадок картофеля на полях ОПХ "Стерлитамакское" |

Полученные экспериментальные данные подвергались статистической обработке на ЭВМ с помощью прикладной программы "¡ЗТАТОНАРН".

В четвертой главе представлены результаты оценки влияния параметров комбинированного дискового рабочего органа из крошение, пере-

мшшвание и перемещение почвы и проведено их сопоставление с теоретическими выводами. Этот анализ позволил обосновать оптимальные параметры рабочего органа. Реализована возможность управления процессом обработки почвы разработанным рабочим органом в зависимости от со-сгояния почвы.

При машинном анализе процесса взаимодействия вогнутого профиля с "идеальной" средой, выявлены определенные особенности деформации почвы в зависимости от конфигурации и положения профиля. Так изменения радиуса кривизны И и угла наклона р профиля уменьшает протяженность общей зоны деформации линий тока. При этом кривизна линий увеличивается, соответственно растет концентрация напряжений и величина го1У. '

Все эти изменения носят экстремальный характер, достигая наибольших значении при определенном соотношении Я и р.

Наибольшие деформации при фиксированных углах наклона достигаются при радиусе кривизны (диаметр вогнутого профиля 0=4с=5Ю мм) Я=450 мм для р=30° (Я®=0,88) и, соответственно 750 мм для 15° (1Ш= 1,66), 700 для 10° (11/0=1,55), 600 при наклоне вперед до -15° (К/Е>=1,18). При постоянном же Я=600 мм наибольшая деформация наблюдается при угле наклона 10". Установка дополнительного выпуклого профиля в верхней части основного увеличивает значения концентрации напряжений (рис. 3) и го1\' (рис. 4) при незначительном увеличении общей зоны деформации перед профилем. Причем степень увеличения этих- характеристик различна между собой и зависит от установки основного профиля. Иначе говоря, процесс деформации становшся управляемым.

Указанные результаты позволяют ожидать соответствующих изменений эффекта крошения и.перемешивания почвы дисковым рабочим органом. . < 'псиилш.нмс эксперименты по проверке соочвствня матсма шческой

модели реальному процессу взаимодействия диска с почвой показали, чго модель адекватно описывает основные процессы протекающие в почве.

Так, характер изменения углов траекторий движения и толщины горизонтальных слоев почвы в обоих случаях идентичен поведению линий юга на модели.

Картина реалт^юй деформации почвы (рис. 5) показывает, что по мерс воздействия вогнутого профиля в §ерхней части деформированной зоны начинают возникать трещины, происходит заметное относительное перемещение слоев почвы и их волнообразные изгибы. На модели в этой же зоне А наблюдается сильная концентрация напряжений (рнс.1), наибольшие угловые и линейные деформации и увеличение значений скоростей (рис. 2).

Рис.5 Взаимодействие вогнутого профиля с почвой.

Применение дополнительного диска значительно изменяет характер перемещения почвы в случаях необходимости формирования гребней или борозд (рис. 6). При работе с дополнительным диском (рис 6 а) получается чистая борозда, высокий гребень и существенное перемешивание слоев почвы. При работе без дополнительного диска (рис. 66) борозда почти полностью засыпана, гребень , низкий, растянутый, слои почвы разбросаны беспорядочно. Увеличение угла наклона основного диска приводит к увеличению осыпания почвы. Наибольшее осыпание почвы в борозду (более 45% всего объема почвы) при отсутствии дополнительного диска наблюдается при а=40°, р=2()°. Самый высокий гребень, более 100 мм, получается при работе с дополнитель-

ным диском » большом угле атаки «=40", а низкий гребень (около 60 мм) -без дополнительного диска при уменьшении угла атаки до 30°.

Лабораторно-полевые опыты подтвердит возможность управления процессом крошения почвы за счет изменения регулировок дополнительного диска. Так, степень крошения почвы, оцениваемая объемной массой, улучшается при снижении угла наклона дополнительного диска р'. Например, при одинаковом угле атаки дополнительного диска изменение р1 от до 0° снизило объемную массу почвы с 1.35 до 1.29 г/см'. В диссертации приведены линейные уравнения регрессии определяющие зависимость деформации почвы от эксплуатационных регулировок предлагаемого рабочего органа: углов атаки и наклона основного и дополнительного дисков, установки дополнительного диска по высоте. Эти уравнения позволяют целенаправленно реализовать возможности управления процессом почвооб-работки.

2()\с дополнительным диском, б) а=30°, р=0°, без дополнительно! о диска.

Рекомендации но целенаправленности ретулировок при управлении процессом в зависимости от состояния почвы'и задач ее обработки нолуче-

ны на основании критериальных уравнении (7) и (8) с учеюм формул (3) и (4). Критические значения критериев подобия Rc:Kf-22, C,v- 11 установлены на основе физико-механических характеристик почвы, определенных Куш-наревым A.C. В частности установлено, что при увеличении влажности для темно-каштановых легкосуглинистых ночв в диапазоне 7.7 — 11.9 %, а 9реднесуглинистых o'fV.9 до 16.8 % для лучшего перемешивания необходимо увеличить угол атаки, умепьшигЬугол наклона дополнительного диска и увеличить скорость движения орудия. При дальнейшем увеличении влаж-,1к»сти.пуцшее.перемешивание получится при меньшем угле атаке и большем ¡наклоне дополнительного диска. Для улучшения крошения темно-каштановых почв при увеличении их влажности необходимо увеличить угол атаки и уменьшить угол наклона дополнительного диска.

Числа Фруда и Эйлера позволяют так же оценить сопротивление почвы различным деформациям. Расчеты показали, что сопротивление почвы вогнуто - выпуклому орудию на 20-40% меньше чем вогнутому одиночному диску.

Пятая глава содержит обоснование рациональных параметров комбинированного дискового рабочего органа (рис. б) и результаты произпод-.схаеяных испытаний.

Рнс. 5.1. Культиватор-окучник КНО-2.8 с дополнительными дисками: 1 - основной диск; 2 - дополпи-тельный диск. !

Применение комбинированно!' рабочего органа на базе дискового окучника К!Ю- 2,8 при окучивании картофеля в Стерлитамакском ОИХ позволило снизить количество сорняков па гребнях до 49% и повысить урожайность картофеля на 26,6%. За счет лучшего крошения почвы дополнительными дисками содержание почвенных примесей в бункере картофелеуборочного комбайна снизилось на 32%. Фактический экономический эффект при применении предлагаемого орудия по сравнению с культиватором окучником КОН-2,8 составил по данным ОЛХ 2219,52 тыс. рублей/га (в ценах 1995).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Наибольшее влияние па урожай сельскохозяйственных культур оказывают операции поверхностной обработки почвы (предпосевная, по уход)' •>а пропашными и т.п.). Для этих целей все большее применение находят дисковые орудия. Их можно использовать для различных видов обработки от боронования до вспашки, включая нарезку борозд, гребнем, окучивание. В ю же время качество работы дисков не всегда удовлетворительно, а в большинстве существующих конструкций не предусмотрены возможности управления им и адаптации к состоянию почвы.

2. Для раскрытия характера взаимодействия дисков с почвой разработана математическая модель сплошной 'деформируемой среды, позволяющая описи п. особенности деформации, крошении, перемешивания и перемещения внутри блока почвы перед рабочим органом и выявить зоны пан-Гчмнс активно) <>■крошения и перемешивания, где наблюдается повышенная концентрация напряжении, уисчимснцс ошосиилыиг,'скоростей и перече-нц-пня чаи иц.

3. Уетан'чмено. чю более ннгсжиинос .крошение и перемешивание

ппчкы шиммн .и4.1 ш аися при еоитшпенин рилтуа грипп ика <•• ;нк1ме|р\ Г.-! 1.3" и I ле наклона 111'. . ■

4. Целенаправленное улучшение качества работы дисковых орудии ¡> ¡ависимости от состояния почвы и задач ее обработки, активизация нк> крошения, перевешивания или направленного перемещения почвы при формировании гребней обеспечивается установкой вблизи верхней чаеп. основного вогнутого диска'дополнительного выпуклого диска меньший диаметра. ,

5. Применение дополнительного диска улучшает крошение почвы а 1.5...2 раза, увеличивает ее поперечное и вертикальное перемещение в 1 .:> раза, уменьшает осыпание почвы в борозду примерно в 5 раз. Увеличение угла атаки, уменьшение угла наклона дополнительного диска активизирует крошение и перемешивание почвы, ее перемещение в сторону от края борозды и увеличивает высоту образуемого гребня. В целях оперативного управления качеством работы комбинированного дискового рабочего органа дополнительный диск должен устанавливаться с возможностью изменения угла атаки по отношению к основному диску до 45° и угла наклона по отношению к основному до 20°.

6. На основе подобия потоков частиц почвы и сплошной деформируемой среды рекомендованы рациональные параметры установки рабочих органов дискового орудия в зависимости от состояния почвы. В частности для лучшего перемешивания темно-каштановых легкосуглинистых почв при увеличении их влажности необходимо, как правило, увеличивать угол атаки и уменьшать угол наклона дополнительного диска. Для лучшего крошения почвы во всем диапазоне возможного увеличения влажности необходимо увеличить угол атаки и уменьшить угол наклона. "

7. По результатам производственных исследований предложена конструкция экспериментального культиватора - окучника КНО - 2.8Э, обеспечившего по сравнению с обычным культиватором КОН - 2.8 улучшение сохранности влаги в гребнях и снижение засоренности; при Этом урожайность картофеля повысилась на 26.6% и снизилось содержание почвенных

• лкоп в бункере картофелеуборочного комбайна; тяговое соиротивлпи производительность агрегата и расход топлива, не изменились.

8. Оптимизация параметров рабочего органа окучника при его вн< ренин позволяет получить экономический эффект в размере 2195.52 п руб,/га в ценах 1995г.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Иофинов А.П., Мударисов С.Г. Анализ взаимодействия дисковс рабочего органа с почвой //Сб. науч. тр. "Совершенствование конструкц! методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники -Уфа: 199 С. 15-18.

2. Иофинов А.П., Мударисов С .Г. Диск продолжает совершенен ваться //Сельскиеузоры -1995,№3 -С.9.

3. Мударисов С .Г. Исследование усовершенствованного дисковс рабочего органа //Сб. науч. тр. "Совершенствование конструкций, метол эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники -Уф)а: 1995 -С.9-14

4. Мударисов С.Г., Иофинов А.П. Универсальный дисков //Сельские узоры -1993, №5-6-С.18.

5. Мударисов С.Г., Вахитов Н.У. Дисковое почвообрабатываюп орудие //Информационный листок -Уфа: РНТИК "Баштсхннформ" -19 .№11.

6. Мударисов С.Г.": Изучение характера изменения скоростей и пап! жений частим почвы при воздействии на нее дисковых рабочих оргаио] Сб. науч. молодых ученых и аспирантов БГАУ -Уфа: ИГА У -199' С. 105-109.

7. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 94027047 (0266654) МПК 6 А01 В 13/02. Дисковое почвообрабатывающее оруд! Иофинов Л.П.. Мударисов СМ'..заявл. 18.07.94.

Иогшиснк» к печати 12.11.96. Форм» г 60*84Ц6. Объем I пл. Зиип Тираж 109.

4 >иеч I .Уфа 50-чет Октября • 34