автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование конструкции рабочего органа плуга на основе моделирования технологического процесса вспашки

На правах рукописи

РАЗБЕЖКИН Николай Иванович

Совершенствование конструкции рабочего органа плуга на основе моделирования технологического процесса

вспашки

Специальность 05 20 01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0031Т544Э

Саранск - 2007

003175449

Работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные машины» ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Защита состоится 29 ноября 2007 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 117 Об в ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н П Огарева» по адресу 430904, г Саранск, п Ялга, ул Российская, д 5

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета

Автореферат разослан «2£>> ОЧ736РЯ 2007 г и размещен на сайте http //www mrsuru «ÜS>> OkTpßpg 2007 г

Научный руководитель

- доктор технических наук, доцент Мударисов Салават Гумерович

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Иншаков Александр Павлович ГОУВПО «МГУ им Н П Огарева»

Ведущая организация

- кандидат технических наук Вахитов Наиль Усманович

ГУ СП МТС «Башкирская»

- ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Ученый секретарь диссертационного совета

В А Комаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Основная обработка почвы лемешными плугами общего назначения является важным технологическим звеном в общей системе обработки почвы и возделывания сельскохозяйственных культур От качества выполнения технологического процесса основной обработки почвы во многом зависят физико-биологические и химические процессы, протекающие в пахотном и подпахотном горизонтах, количество последующих проходов орудий по полю, качество размещения семян в почве и т д , что в конечном итоге сказывается на урожайности возделываемых культур

Лемешно-отвальные плуги, используемые в современной сельскохозяйственной практике, не полностью обеспечивают требования по качеству обработки По результатам полевых исследований установлено, что степень крошения почв при обработке плугами колеблется от 35 до 60% По результатам исследований Подскребко М Д известно, что при основной обработке почвы плугами общего назначения в период ее физической спелости в среднем только 20% обработанной площади поля удовлетворяют требованиям агротехники по степени крошения Дополнительные обработки поверхности пашни и многократные проходы тракторных агрегатов по полю вызывает нежелательное уплотнение и распыление пахотного слоя, нарушает его водно-воздушный обмен, значительно увеличивают общие затраты труда и энергии на обработку почвы

Сокращение количества проходов трактора по полю достигается применением комбинированных агрегатов, состоящих из плуга и других почвообрабатывающих орудий зубовых борон, катков-комкодробителей и др Недостатком комбинированных агрегатов является высокая металлоемкость, большое тяговое сопротивление, низкая маневренность

Одним из способов повышения качества вспашки является использование специальных комбинированных рабочих органов, сочетающих пассивный корпус с дополнительным активным, рыхлящим органом Однако, такие рабочие органы потребляют значительную мощность на выполнение технологического процесса через вал отбора мощности и имеют неудовлетворительное качество оборота пласта

Современный уровень развития сельскохозяйственного производства требует создания более простых и эффективных рабочих органов для обеспечения заданного уровня качества выполнения технологического процесса обработки почвы Решение данной проблемы требует детального изучения процесса воздействия рабочих органов на почву, раскрытия внутренних процессов деформации, перемещения почвенных элементов и исследования влияния конструктивных параметров на качество обработки В связи с этим тема диссертации, направленная на решение этих задач, является актуальной и имеет народнохозяйственное значение

Цель работы Совершенствование конструкции рабочего органа лемешного плуга и обоснование его параметров, обеспечивающих заданные показатели качества выполнения технологического процесса вспашки

Объект исследования Технологический процесс взаимодействия рабочих органов лемешных плугов с почвой

Предмет исследования Закономерности взаимодействия рабочих органов с почвой при различных конструктивных и технологических параметрах рабочих органов

Научная новизна - разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа с почвенной средой на основе сочетания уравнения динамики сплошной среды и критерия прочности Кулона-Мора, с учетом физико-механических свойств почвы,

- установлены закономерности влияния параметров среды и конструктивных параметров рабочего органа лемешного плуга на силовые и кинематические показатели,

- усовершенствован рабочий орган лемешного плуга, обеспечивающий повышение качества вспашки, и обоснованы его рациональные конструктивные и технологические параметры

Новизна технических решений защищена патентом на полезную модель Практическая ценность Определены пределы изменения конструктивных параметров рабочих органов, обеспечивающих выполнение агротребований для различных условий работы Разработаны рекомендации по совершенствованию параметров рабочих органов лемешных плугов на основе установки дополнительных приспособлений на крыле отвала для регулирования степени воздействия на почвенный пласт и направлений траекторий перемещения его частиц с целью получения крошения почвы в пределах агродопуска при минимально возможных значениях тягового сопротивления

Практическая значимость Полученные и обоснованные параметры рабочих органов способствуют улучшению качества работы лемешных плугов при минимально возможном их тяговом сопротивлении и направлена на энерго- ресурсе- влагосбережение, что в конечном итоге обеспечивает повышение урожайности возделываемых культур

Работа выполнена согласно межведомственной координационной программе о фундаментальных и приоритетных прикладных исследованиях по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001 2005 г г «Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства» по направлению 02 01 «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции для растениеводства»

Внедрение результатов исследований Опытные образцы усовершенствованного корпуса плуга использовались для основной обработки почвы на полях МУСП совхоз «Шемяк» Уфимского района Республики Башкортостан Теоретические исследования используются при изучении курса «Сельскохозяйственные машины» в ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

На защиту выносятся следующие научные положения

• модель процесса взаимодействия рабочего органа плуга с почвенной средой,

• результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению влияния параметров среды и конструктивных параметров рабочего органа лемешного плуга на силовые и агротехнические показатели,

• параметры усовершенствованного рабочего органа и дополнительного устройства для обеспечения заданных показателей качества выполнения технологического процесса вспашки

Апробация Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Достижения науки - агропромышленному комплексу» в 2005 2007 гг (Челябинский ГАУ, г Челябинск), на всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном комплексе» в 2007 г (Башкирский ГАУ, г Уфа) ,на международной научно-технической конференции «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем»в 2007 г (ГОУ ВПО «МГУ им Н П Огарева», г Саранск)

Публикации Материалы диссертационной работы опубликованы в 6 научных статьях и 1 патенте РФ, в том числе одна работа в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном ВАК

Структура и объем работы Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и содержит введение, пять глав, выводы и рекомендации Список использованной литературы включает 133 наименования Диссертация включает 55 рисунков, 17 таблиц и 8 приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и ее практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

Первая глава «Состояние вопроса и задачи исследования» посвящена анализу агротехнических требований, предъявляемых к основной обработке почвы, конструкций рабочих органов, технологического процесса и моделей почвенной среды Рассмотрены влияние параметров рабочих органов на качество выполнения технологического процесса основной обработки почвы, способы, повышающие качество работы существующих рабочих органов лемешно-отвальных плугов

Изучению процесса взаимодействия рабочих органов с почвой посвящены исследования многих ученых В П Горячкина, Л В Гячева, Г Н Синеокова, А С Кушнарева, В И Виноградова, М Д Подскребко, В В Бледных, А П Ио-финова, В А Лаврухина, Р С Рахимова, И М Панова, П Н Бурченко, В С Казакова, С Н Капова, А С Путрина, Ж Е Токушева, С Г Мударисова и других

Анализ этих исследований показал, что большинство авторов для математического описания почвенной среды используют различные модели, расчетные схемы воздействия рабочего органа на почву и критерии прочности В ка-

честве модели почвы рассматриваются деформируемое твердое тело, упругая или сыпучая среда, а также сплошная деформируемая среда В качестве критериев прочности используют теорию наибольших нормальных напряжений Га-лилея-Ренкина, теорию наибольших линейных деформаций Сен Венана - Ма-риотта, энергетическую теорию прочности Губера - Мизеса - Генки, теорию наибольших касательных напряжений (гипотеза Треска), теорию прочности Кулона - Мора

В работах А С Кушнарева, И М Панова, В С Казакова, С Н Капова, Ж Е Токушева, С Г Мударисова показана целесообразность использования в качестве реологической модели почвы сплошную деформируемую среду

Исследования В И Виноградова, М Д Подскребко, С Н Капова, позволили установить, что для песчаных и супесчаных почв в пределах их физической спелости характерен подъем пласта рабочим органом со сдвигом и, поэтому в качестве критерия прочности можно использовать теорию прочности Кулона - Мора Однако системы уравнений динамики, полученных на основе модели сплошной среды и приемлемого критерия прочности, описывающего механические свойства почвы и выраженных в одних и тех же неизвестных величинах, нет

На основе проведенного анализа сформулированы задачи исследования

1 Разработать модель процесса взаимодействия рабочего органа лемешного плуга с почвенной средой, с учетом физико-механических свойств почвы

2 Установить закономерности влияния параметров среды на силовые и кинематические показатели рабочего органа лемешного плуга и определить соответствие значений реальному процессу

3 Обосновать рациональные параметры рабочего органа лемешно-отвального плуга для качественного выполнения технологического процесса вспашки

4 Разработать рекомендации производству и дать технико-экономическую оценку внедрения в производство конструктивных решений

Во второй главе «Модель процесса взаимодействия рабочего органа с почвой» рассмотрен физический процесс деформации и разрушения почвенной среды, напряженно-деформированное состояние почвы при воздействии рабочих органов лемешно-отвальных плугов Показана последовательность описания и реализации модели процесса взаимодействия рабочего органа с почвой

Процесс взаимодействия рабочего органа с почвой и характер ее разрушения во многом обусловлены уровнем напряжений в деформируемой зоне Поверхность напряжения разрушения описывается общей математической формулой, содержащей определенные параметры Значения этих параметров зависят от типа почвы, порозности, содержания влаги и т д Они позволяют установить предел прочности на сдвиг при конкретных почвенных условиях

Наиболее точное математическое описание поверхности предельного напряжения при сдвиге дает модель Мора - Кулона

Т г=С + СТ^(р, (!)

где Tf - требуемое напряжение сдвига; с - сила сцепления, приходящаяся на единицу площади; а„ - нормальное напряжение на плоскости разрушения; <р -угол внутреннего трения.

Величины с и (р зависят от механического состава почвы, содержания влаги, порозности и т.п., следовательно, их можно рассматривать как свойства почвы. Согласно выражению (1), требуемое для разрушения напряжение сдвига увеличивается при возрастании нормального напряжения на плоскости разрушения. При бесконечно большом напряжении <т„ на плоскости разрушение по этой плоскости невозможно.

На рисунке 1 направление сг> перпендикулярно плоскости чертежа, следовательно, плоскость разрыва'параллельна 02, что подтверждается результатами опытов Виноградова В.И. и Подскребко М.Д.. Если (У2Ф03, то сг2 влияет на положение плоскости разрыва. Однако в первом приближении с и (р можно считать независящим от 02.

Для показанной на рисунке 1 плоскости разрыва в момент разрушения величины Т/ и сг„ можно выразить через прикладываемые напряжения а, и и2. Для этого рассмотрим равновесие сил, действующих на тело BCD. Для удобства предположим, что ширина тела в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа равна единице. Длина отрезка ВС обозначается L и характеризует также площадь наклонной стороны тела BCD. Другие стороны имеют площадь CD=LsmQ и BD=Lcos0. Умножением площадей на соответствующие компоненты напряжения получим компоненты (составляющие) сил. Приравнивая каждую сумму горизонтальных и вертикальных компонент сил к нулю, получим уравнения равновесия

La sin 0 - Ltcos© -CjLsin © = 0; Lctcos© + Lt sin Q-e^Lcos© = 0.

Рисунок l - Разрушение почвенного массива при сдвиге Решив уравнения относительно ти а, получим

а = (Г, cos2 0 + С73 sin2 0; (2)

Т = (с, -<73)sin0cos© (3)

Пользуясь этими выражениями (2 и 3), исключим из выражения (1) Т/ и а„ Полученное выражение соответствует связи между о> и Ог в момент разрушения

аъ(sin0cos© + ig<psm2 ©)+с а, ---^

sin в cos ®-tg(p cos2 0 В этой зависимости присутствует неизвестная величина - угол 0 Этот угол можно найти исходя из того, что плоскость разрыва образуется под таким углом 0, при котором величина ег; (при постоянных о3, с и (р) в соответствии с формулой (4) минимальна При возрастании нагрузки состояние разрушения наступает, прежде всего, на этой плоскости Обычно считается, что величина О/

при постоянных Сз, с и <р минимальна при 0 = 450 + —(р Подставляя эту вели-

2

чину в выражение (4), получим следующее уравнение

ст, =a3tg-

45° +—<р

+ 2 ctg

45° + —<р

(5)

Геометрическое место точек, удовлетворяющих данной формуле, в пространстве с координатами - пирамида, ось которой есть диагональ в пространстве, а вершина расположена вблизи начала координат Необходимо отметить, что промежуточные основные напряжения не играют роли, и формула обычно дает больший предел прочности на сдвиг при более высоком уровне напряжения

Если почвенный пласт испытывает нагрузки о} ,Ог и о3 , то при данном состоянии напряжения среднее нормальное напряжение и максимальное касательное напряжение будет

<7„, =-(<7, +сг2 + сг,),

(6) (7)

2

Если ограничиться условием 0г=Оз» приведенные выше выражения можно записать следующим образом

3

Оч = —тшах, (8)

4

2

: <т,„ —т„

(9)

Подстановкой этих выражений в формулу (5) получим закон Кулона, выраженный через ттах и <гт для случая о2 =Оз

3 3 1 2

-l + /g2| 45°+-<р

ст,„ + 2c tg^45° + —q>

В случае рассмотрения почвенной среды в виде сплошной деформируемой среды <тт определяется градиентом давления gradp в зоне, а касательное напряжение ттм, возникающее в деформируемой рабочим органом зоне, согласно выражению Казакова В С , определяется через ротор скоростей перемещаемых частиц гогУ

= кТ гогУ, (10)

где кт - эмпирический коэффициент

Тогда выражение (6) можно записать в виде

4 2 ,(..„ 1

45 + — <р 3 3 2

gradp + 2с tg\A$' +-(р

(И)

Полученное выражение является условием прочности почвенной среды при взаимодействии с рабочим органом и содержит физико-механические свойства почвы Выражение (11) в таком виде можно добавить в систему уравнений динамики сплошной деформируемой среды, т к оно содержит одни и те же физические величины

Система уравнений в таком случае примет вид

ЭУ, ЗУ ЭУ1Т7 ЭК „ 1 др

-Г-+-Т4'. = ^--а +

Э/ Эх ду 01 р ах

ЭУ ЭУ ЭУ ЭУ 1 др

д( Эх д ду у дг г ' рЭу у

ЭУ ЭУ ЭУ. „ ЭУ. „ „ 1 др _2„ +

(12)

4 2 ■ 3 3

45° + Г

4<гаф + 2с /£|45° + -<р

где р, Ц- плотность и вязкость среды, ^ - объемные силы, V2!/ - лапласиан скорости

Уравнение (12) представляет собой основное уравнение динамики почвенной среды в напряжениях

Численное решение уравнений динамики сплошных сред требует четкой установки начальных и граничных условий

Граничные условия при движении твердого тела (рабочего органа) в среде должны выполняться в области контакта с его поверхностью Они могут быть выражены из условия непроницаемости тела (условие твердотельности) Это условие заключается в том, что в любой точке, принадлежащей границе тела, перпендикулярная к поверхности составляющая скорости У, должна быть равной нулю

Граничное условие раздела среды и воздуха определяется равенством нулю давления на границе их разделения (ргр=0)

В качестве начальных условий необходимо задать значение скорости и давления на значительном удалении от взаимодействующего рабочего органа

Учитывая эти начальные и граничные условия, можно решить основное уравнение движения среды Граничные условия при решении задачи механического воздействия рабочих органов на почву являются описанием геометрических параметров рабочего органа и технологических параметров процесса обработки, начальные условия - описанием свойств среды

Полученную систему уравнений динамики почвенной среды (12) для задач технологического воздействия рабочих органов на почву можно решать конечно-разностным методом с помощью программного комплекса Flow Vision

В полученной модели в качестве исходных условий задаемся плотностью, вязкостью и скоростью перемещения среды Геометрические параметры рабочего органа определяются при отдельном построении в системе автоматизированного проектирования (САПР), поддерживающей систему твердотельного построения (CAD/CAM-технологии)

На основе этой модели можно рассмотреть процесс взаимодействия рабочего органа со средой и получить объемную картину деформирования среды При расчете определяются значения скоростей частиц среды, распределение давления в зоне деформации и непосредственно на рабочей поверхности, траектории движения частиц, а также значения сил и моментов, действующих на рабочий орган В процессе расчета изменяются физические параметры среды (плотность, вязкость), начальная скорость движения рабочего органа и его технологические параметры

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» изложены программа экспериментальных исследований и методики получения и подготовки исходных данных (свойств почвы, характеристики рельефа поверхности поля, засоренности), экспериментальных исследований тягового сопротивления рабочих органов и агротехнической оценки качества выполнения технологической операции вспашки

Лабораторные и полевые исследования были проведены согласно известным методикам с применением современной регистрирующей аппаратуры

Для проведения лабораторных исследований спроектирована и изготовлена лабораторная установка, позволяющая замерить составляющие общего сопротивления рабочего органа Проведены сравнительные испытания рабочих органов плугов с усовершенствованными и стандартными рабочими органами

Полевые опыты проводились с корпусом плуга оборудованного дополнительным крошителем, установленные под разными углами ко дну борозды и без них Установка для проведения полевых опытов представляет прицепную раму, на которой устанавливаются рабочие органы Агрегатирование производилось трактором МТЗ-82 через тензозвено, позволяющее регистрировать тяговое сопротивление орудия

В четвертой главе «Результаты и анализ теоретических и экспериментальных исследований» приводятся результаты сравнительного силового анализа корпуса плуга, полученные в результате численного решения разработанной модели процесса взаимодействия рабочего органа с почвой и натурных экспериментов на почвенном канале Произведено обоснование конструкции и параметров дополнительного приспособления для повышения качества вспаш-

ки, приведены результаты полевых опытов с усовершенствованными рабочими органами и произведен их анализ. Приводятся результаты производственных испытаний плуга ПН-5-35 с усовершенствованными рабочими органами.

Разработанная модель процесса взаимодействия рабочих органов с почвой на основе решения уравнений механики сплошной среды позволяет получить пространственную картину сил и моментов. При моделировании возникает необходимость определения физических параметров среды, при которых она наиболее близко описывала бы почву. Для этого в процессе моделирования работы плужного корпуса были получены силовые характеристики при различных состояниях среды: вязкости /и (рисунки 2 и 3), плотности р (рисунок 4) и рабочей скорости Ур (рисунок 5).

Рисунок 3- Зависимость направлений сил сопротивления от вязкости среды

Рисунок 2- Зависимость сил сопротивления от вязкости среды

Рисунок 4 - Зависимость сил сопротивления от плотности среды

Рисунок 5 - Зависимость сил сопротивления корпуса плуга от скорости рабочего органа

-- экспериментальные данные,

---- теоретические данные

В реальных условиях угол и (и=агс^ Яу/Я*) изменяется от 10° до 28°. Такому диапазону соответствует среда с вязкостью 30...110 ТО Па-с (рисунок 3). Угол V)/ (\|/=аг^ Яг/Ях) в реальной почве изменяется в пределах +12°. Таким значениям соответствует среда с вязкостью 100...300 ТО Па-с. В поперечной плоскости сила Я направлена под углом + 45-50° При измене-

нии вязкости от 1 до 110 10 Па-с угол изменяется в небольших пределах (5055°). С учетом реальной направленности сил сопротивления плужного корпуса по экспериментальным данным Панова И.М., Виноградова В.И., Подскребко

М Д при моделировании необходимо принимать значения вязкости среды в пределах 1000 1100 Па с

Характер же изменения силовых характеристик плужного корпуса в зависимости от плотности не противоречит значениям, полученным исследователями в полевых условиях, поэтому плотность среды при моделировании должна быть равной плотности почвы (рисунок 4)

Скорость движения рабочего органа также влияет на составляющие сопротивления плужного корпуса Повышение скорости движения плужного корпуса Ур с 0,3 до 1 м/с приводит к увеличению составляющих и 1£у (рисунок 5), при этом углы направленности сил и, \ и коэффициенты ш= Яг/Ях и п= Щ/ изменяются незначительно

Параллельно с теоретическими исследованиями проводились лабораторные эксперименты с плужным корпусом на почвенном канале Результаты силового анализа корпуса плуга, полученные при моделировании, не противоречат данным, полученным в результате натурных экспериментов (рисунок 5) В результате сравнительного статистического анализа установлено, что разработанная нами модель для определения силовых характеристик рабочих органов лемешных плугов адекватна по критерию Фишера на уровне значимости 5%

Таким образом, на основе модели, где почва описывается в виде сплошной деформируемой среды, с учетом критерия прочности можно проводить силовой анализ рабочих органов почвообрабатывающих машин Предлагаемый инструмент облегчит процесс разработки новых рабочих органов и позволит выбрать оптимальные их конструктивные и технологические параметры на предварительном этапе проектирования с помощью компьютерного моделирования

Как было установлено выше, отвальная поверхность с постоянными параметрами не обеспечивает одинаковое качество вспашки на всех участках поля при изменении скорости движения и свойств почвы Чтобы сохранить высокую степень крошения в широком диапазоне скоростей движения, в различных почвенных условиях, необходимо определенным образом менять параметры отвальной поверхности Наиболее простым и доступным решением данной проблемы на наш взгляд является установка дополнительного ножа 3 на крыле отвала 2 (рисунок 6) Возможность регулирования положения (углов установки) ножа по рабочей поверхности отвала позволит управлять процессом оборота пласта и качеством крошения почвы

Для определения места установки, оптимальных положений и геометрических форм дополнительного приспособления необходимо рассмотреть процесс взаимодействия предложенного рабочего органа с почвенной средой на основе разработанной модели

Анализ процесса взаимодействия плужного корпуса без дополнительных приспособлений показал, что наиболее нагруженным участком является область, лежащая перед лемехом Далее по мере продвижения почвенного пласта по корпусу происходит снижение давления на пласт и некоторое увеличение перед грудью и крылом отвала В этих зонах происходит увеличение деформаций изменения объема и сдвига, сопровождающееся крошением пласта почвы

Увеличение напряжений в нижней части пласта перед лемехом ведет к деформациям сжатия, и как следствие, к уплотнению почвы и образованию плотного ядра. Этот процесс кроме давления непосредственно связан с кинематикой частиц почвы, вовлеченных в движение при деформации. В нижних горизонтах пласта оно сопровождается сжатием и впрессовыванием частиц в над-лемешный слой пласта. Уплотнение почвы в большей степени происходит в нижней части перед лемехом ближе к бороздному обрезу. Оно возрастает под действием рабочего органа, до тех пор, пока не произойдет сдвиг или отрыв почвы. Далее сколотый блок, имеющий повышенную плотность, перемещается по поверхности рабочего органа по определенным траекториям и контактирует со средней частью крыла отвала (рисунок 6).

Рисунок 6 - Корпус плуга с дополнительным крошителем 1 - лемех, 2 - отвал, 3 - дополнительный крошитель, 4 - регулировочный паз

При моделировании процесса работы рабочего органа было установлено, что степень воздействия на пласт почвы рабочим органом зависит от наличия дополнительного ножа и угла его установки (рисунок 7). Давление, оказываемое на почву рабочим органом, имеет минимум при углах установки ножа в диапазоне 10°... 15°. За пределами этих значений давление на почву возрастает. Исходя из этого, можно сказать, что изменение положения дополнительного ножа будет менять степень воздействия рабочего органа на пласт и, соответственно, степень крошения почвы. Тяговое сопротивление рабочего органа с дополнительным приспособлением имеет минимум при угле установки 15° (рисунок 8).

Лабораторно-полевые эксперименты с разработанным рабочим органом показали, что установка дополнительных крошителей на отвале и изменение углов их установки влияет на качество обработки почвы.

По результатам проведенных экспериментов установлено, что во всех случаях с дополнительным крошителем степень крошения почвы К выше в среднем на 16...40 % , а глыбистость пашни Н меньше в среднем на 10...50 % по сравнению с участками вспаханными плугом без дополнительных устройств (рисунок 9). Максимальная степень крошения почвы около 60 % наблюдается при установке крошителя под углом 30° ко дну борозды, а минимальная глыбистость пашни Н=20,78 % - при установке крошителя под углом 30° ко дну бо-

розды. При углах установки крошителя 0 и 45° степень крошения ниже, а глы-бистость больше, чем при углах 15° и 30° (рисунок 9).

р..иПа

К_Н К.ч

1<

-__ч ---- ---- ---

К

Рисунок 7 - Зависимости давления на почву от угла установки дополнительного крошителя

-5 0 5 10 15 20 26 30

Рисунок 8 - Зависимость сил сопротивления от угла установки дополнительного крошителя

Изменение положения ножа на 15° в пределах регулирования от 0 до 15° увеличивает степень крошения почвы в среднем на 4...7 %, уменьшает глыби-стость пашни более чем на 20 %. (рисунок 9), а уменьшение угла от 45° до 30° увеличивает степень крошения уже на 25 % и уменьшает глыбистость до 40 %.

Рисунок 9 - Зависимость степени крошения К и глыбистости Н от угла наклона Л/3 крошителя

--степени крошения К,

----глыбистость Н

Рисунок 10 - Зависимость тягового сопротивления Я от угла наклона А[3 крошителя

-- глубина хода 20 см,

---- глубина хода 25 см,

-----глубина хода 30 см

Характер изменения тягового сопротивления зависит от угла наклона крошителя (рисунок 10). Их значения имеют определенный минимум в диапазоне установки 4/3=15°...30°, что соответствует теоретическим значениям (рисунок 8).

Для определения положения дополнительного крошителя в качестве сравнительного показателя были приняты значения удельного сопротивления почвы при вспашке к. На рисунке 11 представлены зависимости удельного сопротивления от высоты установки крошителя /г (рисунок 6). Значения удельного сопротивления имеют определенный максимум при высоте установки /г =-50 мм от поверхности поля (рисунок 11). Однако, дальнейшее уменьшение высоты

установки к до -100 мм снижает и степень крошения почвы Высокое качество обработки почвы по степени крошения наблюдается, когда крошитель установлен на уровне поверхности поля (/г =0)

На основе полевых опытов можно установить, что для уменьшения удельного сопротивления почвы при вспашке и увеличения степени крошения при использовании предлагаемых дополнительных крошителей их необходимо устанавливать за пределами вырезаемого пласта почвы расстояние от бороздного обреза до крошителя должно быть равно ширине захвата корпуса (Ьк=Ь), высота установки - средней глубине обработки (Нк=аср)

В целях устранения задирания крошителем обработанного пласта он не должен в крайнем нижнем положении (А/}=0) выходить за пределы бороздного обреза корпуса При рекомендованных параметрах установки крошителя (Ьк, Нк) его длина /к должна составлять 170 200 мм

Испытания экспериментального плуга ПН-5-35 с установленными дополнительными крошителями производились на полях МУСП совхоз «Шемяк» Уфимского района Республики Башкортостан, согласно СТО АИСТ 4 1-2004 «Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей»

Почва опытного участка - выщелоченный чернозем среднесуглинистого механического состава, рельеф поля - ровный, микрорельеф - средневыражен-ный, количество стерни - 310 шт/м2, количество сорных растений - 29,6 шт/м", высота стерни - 18,6 см, средняя влажность почвы - 25,53 %, средняя твердость почвы - 5,77 мПа

Проведенные эксперименты показали, что установка дополнительных крошителей существенно влияет на агротехнические показатели вспашки Так, при работе с дополнительными приспособлениями крошение более чем на 50% выше, а глыбистость пашни более чем на 60% меньше по сравнению со стандартным плугом Степень крошения почвы при установке крошителя под углом 20° доходит до 75 %, а без дополнительного приспособления всего лишь 40,44 % Наибольший эффект от дополнительных крошителей наблюдается в диапазоне регулирования угла установки Д|3 = 10° 20° Уменьшение и увеличение угла их установки за пределами этого диапазона снижает показатели качества выполнения технологического процесса вспашки, и как показали предварительные лабораторно-полевые эксперименты, повышает тяговое сопротивление орудия (рисунок 10)

Увеличение угла наклона АР дополнительного крошителя на 10° от горизонтального положения повышает степень крошения почвы на 3%, а на 20° -уже на 9% (рисунок 12) Дальнейшее повышение угла наклона ДР в некоторой степени снижает степень крошения почвы Таким образом, изменение положения ножа на 10° в пределах регулирования от 0 до 20° увеличивает степень крошения почвы в среднем на 3 9%, уменьшает глыбистость пашни в среднем на 15%

к,% 100-

ео „

40

20-

к

Н/си2 10

100 75 -50 25 п см

Рисунок 11 - Зависимость удельного сопротивления к и степени крошения почвы К от высоты h установки крошителя --Ар=0,----A$=lf,

к у = -О 0219х; Ю 6667т-67 563

R' = 0 6702

К у = 0016 х2- 0 5075х + 15 3

■_ R '=08567

О 10 20 49°

Рисунок 12 - Зависимость степени крошения К, глыбистости И от угла наклона крошителя

Качество оборота пласта и заделка растительных и пожнивных остатков становится лучше при установке дополнительного крошителя на поверхности отвала Любое сочетание угла установки крошителя дает удовлетворительное качество заделки растительных остатков и оборота пласта

Эксперименты показали, что наличие и изменение положения дополнительного крошителя влияет также на выравненность поверхности пашни и устойчивость хода плуга При этом поверхность пашни становится более выровненной и слитной

Для определения предельных углов наклона крошителя на основе модели Зене было получено условие, соответствующее началу сгруживания почвы впереди клина и прекращению движений пласта по поверхности ножа

АР +8), (13)

где <7вр - временное сопротивление почвы сжатию, Па, у - плотность почвы, кг/м3,1 — длина крошителя, м, Ар — угол наклона крошителя, 5- угол трения

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили установить максимально возможные пределы регулирования угла постановки дополнительного крошителя Этот угол должен регулироваться для всех типов почв в следующих пределах для тяжелосуглинистых почв 0° 30°, суглинистых 0° 27°, легкосуглинистых 0° 30°, супесчаных 3° 27°, песчаных 0 30°

Производственные испытания усовершенствованного плуга показали, что наилучшие показатели качества выполнения технологического процесса вспашки наблюдаются при углах установки дополнительных крошителей ЛР=10° 20° При этом выполняются все требования по качеству вспашки (по крошению, по заделке растительных остатков, гребнистости) Таким образом, плуг, с дополнительными крошителями на рабочей поверхности при углах установки 4/3=10° 20° обеспечивает выполнение агротехнических требований по основной обработке выщелоченного чернозема среднесуглинистого механического состава, что привело к увеличению урожайности картофеля на 6,2 ц/га При изменении исходного состояния почвы необходимо корректировать положение дополнительных устройств

В пятой главе «Рекомендации производству и экономическая эффективность» приводятся рекомендации производству по дальнейшему совершенствованию рабочих органов почвообрабатывающих машин в целях повышения их качества работы и оценка экономической эффективности лемешного плуга ПН-4-35 оборудованного разработанными корпусами

Результаты технико-экономических расчетов показали, что экономическая эффективность внедрения усовершенствованных рабочих органов корпуса плуга определяется при углах установки дополнительных крошителей от 10 до 25 ко дну борозды Остальные комбинации либо не обеспечивают требуемого для прибавки урожая степени крошения почвы, либо имеют повышенное тяговое сопротивление, уменьшая тем самым производительность агрегата и увеличивая эксплуатационные затраты

При уровне рентабельности технологической операции вспашки в 2,5% годовой экономический эффект составляет не менее 500 600 руб /га Такой уровень рентабельности обеспечивается при углах установки дополнительных крошителей на корпусе плуга в диапазоне 10° 25° ко дну борозды

При таких углах установки дополнительных элементов, согласно теоретическим расчетам не будет происходить залипание рабочих органов для всех типов почв в диапазоне влажности ее физической спелости

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой как система уравнений динамики почвенной среды и уравнения прочности, полученная на основе критерия прочности Кулона-Мора Установлены начальные условия функционирования модели, связанные с физико-механическими свойствами почвенной среды, и граничные условия, связанные с конструктивными параметрами рабочих органов и технологическими параметрами процесса обработки Предложено численное решение разработанной модели на основе реализации конечно-разностного метода

2 Установлены закономерности влияния параметров среды на силовые характеристики корпуса плуга и определены значения вязкости и плотности сплошной деформируемой среды, при которых результаты моделирования технологического процесса взаимодействия рабочего органа с почвенной средой соответствуют реальным значениям сил вязкость среды 1000 1200 Па с, плотность среды равна плотности почвы На основе разработанной модели установлены закономерности взаимодействия корпуса плуга с почвой, движения почвы по рабочей поверхности и силовые характеристики

3 По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана и обоснована конструкция рабочего органа лемешного плуга, позволяющая повысить качество основной обработки почвы, в виде дополнительного регулируемого крошителя в верхней части отвала (патент №56106 РФ), устанавливаемый за пределами вырезаемого пласта почвы расстояние от полевого обреза до крошителя должно быть равно ширине захвата корпуса (ЬК=Ь), высота установки - средней глубине обработки (Нк=асР), а его длина ¿к=170 200 мм Получена аналитическая зависимость для определения преде-

лов регулирования положения крошителя, согласно которой регулирование угла его установки для всех типов почв должно производиться в пределах 3 27° относительно дна борозды

4 Установлено, что регулирование положения дополнительного крошителя позволяет влиять на качество обработки почвы изменение угла установки дополнительного крошителя на 10 ведет к изменению степени крошения в среднем на 3 9%

5 Установлены агротехнические показатели работы лемешного плуга с усовершенствованным рабочим органом степень крошения до 75%, глыби-стость - не более 7%, высота гребней - не более 45 мм, что соответствует агротехническим требованиям, и приводит к увеличению урожайности картофеля на 6,2 ц/га

6 Результаты выполненных исследований и предложенных технических решений внедрены в МУСП совхоз «Шемяк» Уфимского района Республики Башкортостан Внедрение плуга с усовершенствованным корпусом при возделывании картофеля обеспечивает экономический эффект в сумме до 600 руб /га при установке крошителей под углом 10 25° ко дну борозды

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах1

1 Разбежкин, H И Рабочие органы меняют лицо /С Г Мударисов, H И Разбеж-кин // Сельский механизатор - 2005 - №6 - С 36

2 Разбежкин, H И Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой / С Г Мударисов, H И Разбежкин // Сб статей науч -практ конф «Наука и образование аграрному производству» - Екатеринбург Уральская ГСХА - 2005 -С 96-101

3 Разбежкин, H И Моделирование процесса работы плужного корпуса / С Г Мударисов, H И Разбежкин // Сб статей междунар науч -практ конф «Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока» - Киров ГУ НИ-ИСХ Северо-Востока, 2005 - С 145-149

4 Патент на полезную модель 56106 РФ, А01В 15/08 Корпус плуга / С В Стоян, С Г Мударисов, Р С Рахимов, С П Алабугин, 3 С Рахимов, И Р Рахимов, H И Разбежкин, Ш M Султанов (Россия) - № 2006104151/22, Заявлено 10 02 2006 Опубл 10 09 2006 Бюл №25

5 Разбежкин, H И Моделирование процесса износа корпуса плуга / С Г Мударисов, И Р Рахимов, H И Разбежкин // Достижения науки и техники АПК - 2006 -№5 - С 42-43

6 Разбежкин, H И Результаты производственных испытаний лемешного плуга /Н И Разбежкин // Материалы XLII науч -техн конф 4 2/ Челяб гос агроинж ун-т -Челябинск, 2007 - С 264-267

7 Разбежкин, H И Повышение качества работы лемешных плугов /Н И Разбежкин // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве ЧЗ/Башк гос агр ун-т - Уфа, 2007-С 194-196

Подписано в печать 25 10 07 Объем 1,0 п л Тираж 100 экз Заказ № 1886 Типография Издательства Мордовского университета 430000, г Саранск, ул Советская, 24

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Физико-технологические свойства почвы.

1.2 Классификация и сравнительный анализ рабочих органов лемешных плугов.

1.3 Технологические предпосылки развития конструкции рабочих органов плугов.

1.4 Пути улучшения качества обработки почвы и снижения тягового сопротивления.

1.5 Модели почвенной среды.

1.6. Цели и задачи исследования.

2 Модель процесса взаимодействия рабочего органа с почвой.

2.1 Физический процесс деформации и разрушения почвенной среды.

2.2 Напряженно-деформированное состояние почвы.

2.3 Уравнение динамики почвенной среды.

2.4 Численное решение уравнений динамики.

2.5 Обоснование параметров дополнительных приспособлений лемешных плугов.

Выводы по главе.

3 Методика экспериментальных исследований.

3.1 Методика получения и подготовки входных данных.

3.2 Методика проведения лабораторных исследований.

3.3 Методика проведения полевых опытой.

3.4 Методика проведения производственных испытаний.

Выводы по главе

4 Результаты и анализ теоретических и экспериментальных исследований.

4.1 Силовой анализ корпуса плуга.

4.2 Обоснование параметров дополнительного приспособления

4.3 Результаты полевых опытов.

4.4 Результаты производственных испытаний.

Выводы по главе.

5 Рекомендации производству и экономическая эффективность.

5.1 Рекомендации производству.

5.2 Экономическая эффективность использования.

Основная обработка почвы лемешными плугами общего назначения является важным технологическим звеном в общей системе обработки почвы и возделывания сельскохозяйственных культур. От качества выполнения технологического процесса основной обработки почвы во многом зависят физико-биологические и химические процессы, протекающие в пахотном и подпахотном горизонтах, количество последующих проходов орудий по полю, качество размещения семян в почве и т.д, что в конечном итоге сказывается на урожайности возделываемых культур.

Лемешно-отвальные плуги, используемые в современной сельскохозяйственной практике, не полностью обеспечивают требования по качеству обработки. По результатам полевых исследований установлено, что степень крошения почв при обработке плугами колеблется от 35 до 60%. По результатам исследований Подскребко М.Д. известно, что при основной обработке почвы плугами общего назначения в период ее физической спелости в среднем только 20% обработанной площади поля удовлетворяют требованиям агротехники по степени крошения. Дополнительные обработки поверхности пашни и многократные проходы тракторных агрегатов по полю вызывает нежелательное уплотнение и распыление пахотного слоя, нарушает его водно-воздушный обмен, значительно увеличивают общие затраты труда и энергии на обработку почвы.

Сокращение количества проходов трактора по полю достигается применением комбинированных агрегатов, состоящих из плуга и других почвообрабатывающих орудий: зубовых борон, катков-комкодробителей и др. Одновременно со вспашкой они разрушают образующиеся крупные комки и выравнивают поверхность поля. Недостатком комбинированных агрегатов является высокая металлоемкость, большое тяговое сопротивление, низкая маневренность.

Одним из способов повышения качества вспашки является использование специальных комбинированных рабочих органов, сочетающих пассивный корпус с дополнительным активным, рыхлящим органом. Однако, такие рабочие органы потребляют значительную мощность на выполнение технологического процесса через вал отбора мощности и имеют плохое качество оборота пласта.

Современный уровень развития сельскохозяйственного производства требует создания более простых и эффективных рабочих органов для обеспечения заданного уровня показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы с учетом ее изменяющихся свойств и биологической особенности возделываемых культур. Решение данной проблемы требует детального изучения процесса воздействия рабочих органов на почву, раскрытия внутренних процессов деформации, перемещения почвенных элементов и исследования влияния конструктивных параметров на качество обработки. В связи с этим тема диссертации, направленная на решение этих задач, является актуальной и имеет народнохозяйственное значение.

Цель работы. Совершенствование конструкции рабочего органа лемешного плуга и обоснование его параметров, обеспечивающих заданные показатели качества выполнения технологического процесса вспашки.

Объект исследования. Технологический процесс взаимодействия рабочих лемешных плугов с почвой.

Предмет исследования. Закономерности взаимодействия рабочих органов с почвой при различных конструктивных и технологических параметрах рабочих органов и свойств почвы.

Научная новизна. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа с почвенной средой на основе сочетания уравнения динамики сплошной среды и критерия прочности Кулона-Мора, с учетом физико-механических свойств почвы;

Установлены закономерности влияния параметров среды и конструктивных параметров рабочего органа лемешного плуга на силовые и кинематические показатели;

Разработан рабочий орган лемешного плуга, обеспечивающий повышение качества вспашки, и обоснованы его рациональные конструктивные и технологические параметры.

Новизна технических решений защищена патентом на полезную модель.

Практическая ценность. Определены пределы изменения конструктивных параметров рабочего органа, обеспечивающего выполнение агротребо-ваний для различных условий работы. Разработаны рекомендации по совершенствованию параметров рабочих органов лемешных плугов на основе установки дополнительных приспособлений на крыле отвала для регулирования степени воздействия на почвенный пласт и направлений траекторий перемещения его частиц с целью получения крошения почвы в пределах агро-допуска при минимально возможных значениях тягового сопротивления.

Практическая значимость. Полученные и обоснованные параметры рабочих органов способствуют улучшению качества работы лемешных плугов при минимально возможном их тяговом сопротивлении и направлена на энерго- ресурсо- влагосбережение, что в конечном итоге обеспечивает повышение урожайности возделываемых культур.

Работа выполнена согласно межведомственной координационной программе о фундаментальных и приоритетных прикладных исследованиях по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001.2010 г.г. «Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства» по направлению 02.01 «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции для растениеводства».

Внедрение результатов исследований. Опытные образцы усовершенствованного корпуса плуга использовались для основной обработки почвы на полях МУСП совхоз «Шемяк» Уфимского района Республики Башкортостан. Теоретические исследования используются при изучении курса «Сельскохот зяйственные машины» в ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

На защиту выносятся следующие научные положения:

• модель процесса взаимодействия рабочего органа плуга с почвенной средой;

• результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению влияния параметров среды и конструктивных параметров рабочего органа лемешного плуга на силовые и агротехнические показатели;

• параметры усовершенствованного рабочего органа и дополнительного устройства для обеспечения заданных показателей качества выполнения технологического процесса вспашки.

Апробация. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях «Достижения науки - агропромышленному комплексу» в 2005.2007 гг. (Челябинский ГАУ, г. Челябинск), на всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном комплексе» в 2007 г. (Башкирский ГАУ, г. Уфа), на международной научно-технической конференции «Повышение эффективности функционирования механических и энергетических средств» в 2007 г. (ГО-УВПО «Мордовский ГУ им. Н.П.Огарева, г. Саранск.)

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 6 научных статьях и 1 патенте РФ, в том числе одна работа в ведущем научном журнале, определенном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и содержит введение, пять глав, выводы и рекомендации. Список использованной литературы включает 133 наименования. Диссертация включает 55 рисунков, 17 таблиц и 3 приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой как система уравнений динамики почвенной среды и уравнения прочности, полученная на основе критерия прочности Кулона-Мора. Установлены начальные условия функционирования модели, связанные с физико-механическими свойствами почвенной среды, и граничные условия, связанные с конструктивными параметрами рабочих органов и технологическими параметрами процесса обработки. Предложено численное решение разработанной модели на основе реализации конечно-разностного метода.

2. Установлены закономерности влияния параметров среды на силовые характеристики корпуса плуга и определены значения вязкости и плотности сплошной деформируемой среды, при которых результаты моделирования технологического процесса взаимодействия рабочего органа с почвенной средой соответствуют реальным значениям сил: вязкость среды 1000.1200 Па-с, плотность среды равна плотности почвы. На основе разработанной модели установлены закономерности взаимодействия корпуса плуга с почвой, движения почвы по рабочей поверхности и силовые характеристики

3. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана и обоснована конструкция рабочего органа лемешного плуга, позволяющая повысить качество основной обработки почвы, в виде дополнительного регулируемого крошителя в верхней части отвала (патент №56106 РФ), устанавливаемый за пределами вырезаемого пласта почвы: расстояние от полевого обреза до крошителя должно быть равно ширине захвата корпуса (Ьк=Ь), высота установки - должна быть равной средней глубине обработки (Нк=аср), а его длина /к=170.200 мм. Получена аналитическая зависимость для определения пределов регулирования положения крошителя, согласно которой регулирование угла его установки для всех типов почв должно производиться в пределах 3.270 относительно дна борозды.

4. Установлено, что регулирование положения дополнительного крошителя позволяет влиять на качество обработки почвы: изменение угла установки дополнительного крошителя на 10° ведет к изменению степени крошения в среднем на 3.9%.

5. Установлены агротехнические показатели работы лемешного плуга с усовершенствованным рабочим органом: степень крошения до 75%, глыбистость - не более 7%, высота гребней - не более 45 мм, что соответствует агротехническим требованиям и привело к увеличению урожайности картофеля на 6,2 ц/га.

6. Результаты выполненных исследований и предложенных технических решений внедрены в МУСП совхоз «Шемяк» Уфимского района Республики Башкортостан. Внедрение плуга с усовершенствованным корпусом при возделывании картофеля обеспечивает экономический эффект в сумме до 600 руб./га при крошителей под углом 10.25° ко дну борозды.

121

1. Бабков В.Ф., Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов. М.: Высшая школа, 1976.

2. Баган М.С. Модель почвенного пласта. //Вестник ЧГАУ, т.34 2001 -с.64-67.

3. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. М.: Машиностроение, 1994.-432 с.

4. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. -М.: Машиностроение, 1994. -432 с.

5. Бахтин П.У.Исследование физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР. -М.: Колос, 1969. -с.112.

6. Бледных В.В. Совершенствование рабочих органов почвообрабатывающих машин на основе математического моделирования технологических процессов. Дисс.докт.техн.наук. JL, 1989. -240 с.

7. Буланов Е.М. Исследование влияния типа корпуса и скорости движения плуга на агротехнические и энергетические показатели вспашки светло-каштановых почв. Автореферат дисс.канд.тех.наук. Волгоград. 1967.

8. Буромский В.И. Новый метод построения крошащих рабочих поверхностей плужных корпусов на технологических основаниях. // Сб.трудов по земледельческой механике. Т.2, М.: Сельхозгиз, 1954. -с.28-37.

9. Ветохин В.И. Модель крошения почвы под действием клина. // Тракторы и сельскохозяйственные машины, №10, 1994. с.25-27.

10. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.'.Машиностроение, 1971. 360 с.

11. Вилде А.А., Русинис А.А. Влияние физических и механических свойств почвы на тяговое сопротивление плуга. //Экология и с.-х.техника. -СПб., 2002; Т.2, -с.48-54.

12. Виноградов В.И. Сопротивление рабочих органов лемешного плуга и методы снижения энергоемкости пахоты. Дисс.докт.техн.наук. Челябинск, 1969.-438 с.

13. Виноградов В.И., Морозов Н.И. Зубчатый лемех // Материалы НТС. ВИСХОМ «Усовершенствования орудий для основной обработки почвы», вып.№5, М.,1959 с.494-530.

14. Виноградов В.И., Семенов Г.А. Влияние скорости нагружения на величину временного сопротивления почвы. // Вопросы эксплуатации машинно-тракторного парка. Тр.ЧИМЭСХ, вып.ЗЗ, Челябинск, 1970. с.26-30.

15. Воронин А.Д. Основы физики почв. М: МГУ, 1986. 214 с.

16. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа, 1978.-447 с.

17. Гарифуллин Ф.Ш., Ишемьянов А.Ш. Почвы Южного Урала и их использование. Учебное пособие. Уфа: изд-во Ульяновского СХИ, 1987, -84с.

18. Гаюпов Х.Э. Технологическое обоснование параметров и исследование устойчивости плоскореза щелевателя. Дисс.канд.техн.наук. Челябинск, 1978.- 183 с.

19. Горячкин В.П. Собрание сочинений. М: Колос, 1965 Т.2 - 480 с.

20. Горячкин В.П. Собрание сочинений. М: Колос, 1965. Т.1 - 720 с.

21. ГОСТ 23728.23730 88 Техника сельскохозяйственная. Основные положения, показатели и методы экономической оценки. М: Госкомитет СССР по стандартам, 1988. - 25 с.

22. Гофман Г., Хут Г.Ф. Исследование напряженно деформированного состояния искусственно изготовленных почвенных образцов при их нагружении. // Проектирование рабочих органов почвообрабатывающей и зерноуборочной техники. Межвуз.сб. Ростов на Дону, 1

23. Грунтоведение. Под ред. В.Г.Трофимова 6 изд., перераб. и доп.- М.: Изд-во МГУ, 2005.- 1024 с.

24. Гудков А.Н. Теоретические основы скоростной обработки солонцовых почв. // Вестник с/х науки, 1969, №1. с.20-25.

25. Гячев JI.B. Теория лемешно-отвальной поверхности. Зерноград, АЧИМСХ, 1961.-318 с.

26. Деграф Г.А. Обоснование технических средств для фронтальной вспашки. Автореф.дисс.докт.техн.наук. Алматы, 1994.-40 с.

27. Дидух Б.И. Механика грунтов. М: Изд-во УДН, 1990. -92 с.

28. Добролюбов И.П. Автоматическое регулирование рабочей зоны в адаптивной системе управления режимами МТА. //Тракторы и с.-х.машины, 2002; N 7, С. 17-20.

29. Дорохов А.П. Совершенствование технологии и механизации возделывания и уборки картофеля. Дисс.докт.техн.наук. Челябинск, 1989.-449 с.

30. Дорохов А.П., Виноградов В.И. Индустриальная технология производства картофеля с использованием широкозахватных агрегатов. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1987. 80с.

31. Дьяченко Г.Н., Антибас И. Характер перемещения почвы по поверхности клинового рабочего органа // Вестник ДГТУ, Ростов на Дону, 2003. Т.З., № 1 (15). - с. 53-60.

32. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов. Тбилиси: Грузинский СХИ, 1970. 148 с.

33. Завора В.А. Пути совершенствования механизированной технологии возделывания картофеля в условиях Алтая. Барнаул, 1995. 59с.

34. Зеленин А.Н. Разрушение мерзлых грунтов резанием, ударом и вибрацией. М., ЦИНТИАМ, 1962. 89 с.

35. Зеленин А.Н. Резание грунтов. М.: Наука, 1959. 360 с.

36. Зеленин А.Н. Резание грунтов. М.: Наука, 1959. 360 с.

37. Зеленин А.Н., Баловнев В.И., Керов И.П. Машины для землеройных работ. М.: Машиностроение, 1975.-424 с.

38. Зенков P.JI. Механика насыпных грунтов. М.: Машиностроение, 1964.-270 с.

39. Иванов В.Д., Рубцов С.В. К вопросу об управлении процессами основной обработки почвы. //Пробл.соврем.упр.в АПК. -Воронеж, 1998,-С. 66-68.

40. Иофинов А.П., Баширов P.M., Мударисов С.Г. Проблемы управления качеством сельскохозяйственной техники. -Уфа: Гилем, 1999. 158 с.

41. Иофинов А.П., Мударисов С.Г. Анализ взаимодействия дискового рабочего органа с почвой. // Сб.науч.тр. «Совершенствование конструкций и методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники». Уфа, 1995. с.15-18.

42. Канаев А.И. Управление системой «рабочие органы машина» при обработке зяби с целью накопления влаги в условиях Заволжья. -Самара, 2001,-274 с.

43. Казаков B.C. Технологические основы бестраншейного строительства закрытых осушительных систем и рыхления почвогрунтов при мелиорации земель. Дисс. докт. техн. наук. Москва, 1983. -520 с.

44. Капов С.Н. Схемы, критерии и теории разрушения почвы. // Вестник ЧГАУ, 2000, т.32, -с15-20.

45. Капов С.Н., Рахимов И.Р. Модели почвы в земледельческой механике. // Тезис доклада на XL научно-технической конференции ЧГАУ, Челябинск, 2001. с.322. .324.

46. Качинский Н.А. Задачи почвоведения в обосновании правильной системы обработки различных почв. //Почвоведение. -1954, №7, -с.8.12.

47. Качинский Н.А. Почва, ее свойства и жизнь. М.: Наука, 1975, -295с.

48. Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980.-671 с.

49. Клиопа Г.И. Влияние скорости на усилие резания грунта. М.: Авто-трансиздат, 1958.

50. Королев А.С. Обработка и плодородие почвы. -Л.:Лениздат, 1975, -168c.ll

51. Кострицын А.К. Резание сплошной грунтовой среды ножами и конусами. Сб. трудов по земледельческой механике, т.З. М.: Машиностроение, 1957.

52. Крафтс А., Роббинс У. Регулирование плодородия почвы. -М.: Колос, 1970, -230 с.

53. Кулен А., Куиперс X. Современная земледельческая механика. М.: Агропромиздат, 1986. -349 с.

54. Кушнарев А.С. Механико-технологические основы процесса воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий на почву. Дисс. докт. техн. наук. Челябинск, 1982. -328 с.

55. Кушнарев А.С. Механико-технологические основы процесса воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий на почву. Дисс.докт.техн.наук. Мелитополь, 1980. 328 с.

56. Кушнарев А.С. Реологическая модель почв при воздействии на них почвообрабатывающих органов. // Вопросы механизации сельского хозяйства. Т. 17. Мелитополь, 1971.

57. Кушнарев А.С., Кочев В.И. Механико-технологические основы обработки почвы. -К.: Урожай, 1989. -144с.

58. Лаврухин В.А. Механико-технологические основы проектированияразвертывающихся лемешно-отвальных поверхностей.

59. Дисс.докт.техн.наук. Зерноград, 1991.-487 с.

60. Лаврухин В.А., Ледяев В.Н. Обоснование коэффициента степени сжатия почвы при работе трехгранного клина. //Исслед.и реализация новых технологий и техн.средств в с.-х.пр-ве. -Зерноград, 2001, С. 91-95.

61. Лаврухин В.А.; Мохирев Е.В. Влияние кривизны крыла отвала на кручение пласта при пахоте. // Материалы науч.конф./Азово-Черномор.гос.агроинж.акад. Зерноград, 2001; Вып.2, С. 66.

62. Латыпов P.M., Маринин С.П. и др. Совершенствование технологии и рабочих органов для предпосадочной обработки почвы под картофель // Вестник ЧГАУ, №45, 2005.

63. Листопад Г.Е., Демидов Г.К. и др. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. М.: Агропромиздат, 1986. - 688 с.

64. Лихоеденко К.И. Исследование копусов в работе на повышенных скоростях и технологические основы для выбора их параметров при проектировании. Дисс.канд.техн.наук. 1948.

65. Лобачевский Я.П. Влияние сил трения и прилипания почвы на технологический процесс почвообрабатывающих рабочих орга-нов.//Развитие технической базы агропромышленного комплекса. -М., 2000, -С.47-53.

66. Логинов В.Н. Электрические измерения механических величин. М.: Энергия, 1970.-80 с.

67. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. -840с.

68. Луканин Ю.В. Исследование воздействия клина на почву. Авто-реф.дисс.канд.техн.наук. Челябинск, 1965. 22 с.

69. Лучинский Н.Д.Исследование американских тракторных копусов. Труды ВИСХОМ, вып.5. М., 1930.

70. Максимов И.И., Мишин П.В.Адаптация почвообрабатывающих агрегатов к условиям их функционирования в аспекте экологии.

71. Экология и с.-х.техника. -СПб.-Павловск, 2000; Т.2, С. 51-56.

72. Мамбеталин К.Т. Почва и ее тайны. -Челябинск, 2000. -100с.

73. Маслов Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии. М.: Высшая школа, 1968. 235 с.

74. Мацепуро М.Е. Вопросы земледельческой механики. Минск: Гос.изд-во БССР, 1959. 388 с.

75. Месчян С.Р. Экспериментальная реология глинистых грунтов. М.: Недра, 1985,-342 с.

76. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Колос, 1980. - 112 с.

77. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники / Под. ред. Н.С.Власова. М.: Колос, 1979. - 399 с.

78. Милюткин В.А. Влияние параметров и скорости движения рабочего органа на процесс разрушения почвенного пласта. // Тр.ВИМ, т.82, М., 1978.-с. 67-76.

79. Мишин П.В. Математическое описание изменчивости твердости почвы сельскохозяйственного поля. //Машин.технологии и новая с.-х.техника для условий Евро-Северо-Востока России. -Киров, 2000; Т.2, С. 92-98 .

80. Модуль МС212. Техническое описание. Королев: ООО "Научно-производственное предприятие "МЕРА", 2002. 116 с.

81. Мударисов С.Г. Моделирование воздействия рабочих органов на почву.// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005, №5, с 8-11.

82. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой.// Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2005, №7, с 27-30.

83. Мударисов С.Г. Совершенствование конструкции и управление качеством работы почвообрабатывающих дисковых орудий в целях повышения их эффективности. Дисс.канд.техн.наук. Уфа, 1996. -211с.

84. Мударисов С.Г., Рахимов И.Р., Разбежкин Н.И. Моделирование процесса износа корпуса плуга. // Достижения науки и техники АПК, №5, 2006.-с.42-43.

85. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф. Физика почв. М.: Наука, 1967. 583 с.

86. ОСТ 102.18 2001. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки. - М.: Минсельхоз России, 2001. - 36 с.

87. Панов А.И. Физические основы механики почвы. //Науч.тр./ВИМ, 2000; Т.131, С. 46-51.

88. Панов И.М. Механико-технологические основы расчета и проектирования почвообрабатывающих машин с ротационными рабочими органами. Автореф.дисс.-.докт.техн.наук. Челябинск, 1984. -36 с.

89. Патент на полезную модель 48691 РФ, А 01 С 7/20. Лаповый сошник / С.В. Стоян, С.Г. Мударисов, Р.С. Рахимов, СЛ. Алабугин, З.С. Рахимов, И.Р. Рахимов, Н.И. Разбежкин (Россия). № 2005118506/22; Заявлено 14.06.2005; Опубл. 10.11.2005, Бюл. № 31.

90. Печерцев Н.А. Исследование процесса взаимодействия рабочих органов культиватора плоскореза с почвой. Автореф. Дисс .канд. техн. наук, Челябинск, 1974. - 29 с.

91. Пигулевский М.Х. Основы и методы экспериментального изучения почвенных деформаций./ В кн. «Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин», т.2, М., 1936. с. 47-51.

92. Плаксин A.M. Энергетика мобильных агрегатов в растениеводстве. Учебное пособие-Челябинск: ЧГАУ, 2005. -204с.

93. Подскребко М.Д. Влияние скорости деформации на сопротивление почвы растяжению. // Тр.ЧИМЭСХ, вып.56, Челябинск, 1970. с. 126136.

94. Подскребко М.Д. Повышение эффективности использования тракторных агрегатов на основной обработке почвы. Дисс. . докт. техн. наук. Челябинск, 1975. -391с.

95. Подскребко М.Д. Повышение эффективности использования тракторных агрегатов на основной обработке почвы. Дисс.докт.техн.наук. Челябинск, 1975.-391 с.

96. Путрин А.С. Основы проектирования рабочих органов для рыхления почв, находящихся за пределами физически спелого состояния. Дисс. . докт. техн. наук. Оренбург, 2003. -460 с.

97. Рахимов И.Р. Исследование и разработка адаптивных рабочих органов основной обработки почвы. // Сб.рефератов научно-исследовательских работ аспирантов. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ,2002.-C.61.62.

98. Рахимов И.Р., Тарасов К.А. Методика тензометрирования почвообрабатывающих машин с использованием миниЭВМ. // Тезис доклада на XL научно-технической конференции ЧГАУ, Челябинск, 2001. -C.146.147.

99. Ревут И.Б. Физика почв. М.: Колос, 1972, -366 с.

100. Ревут И.Б., Козлова Л.Д. Эффективность фрезерной обработки почвы и агротехнические требования, предъявляемые к фрезам // Материалы НТС ВИСХОМ «Состояние и перспективы развития почвообрабатывающих машин, фрез и культиваторов», вып.№ 25, М., 1968 с.2

101. Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965. 178 с.

102. Савельев А.В. Исследование зависимости статистических характеристик сопротивления деформаторов от технологического состояния почвы. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Уфа, 1988. -20с.

103. Савельев А.В. Исследование зависимости статистических характеристик сопротивления деформаторов от технологического состояния почвы. Автореф.дис.канд.техн.наук. Уфа, 1988.-20 с.

104. Свечников П.Г. Обоснование параметров плоскорежущей лапы с переменным углом резания для глубокого рыхления почвы. Дисс.канд.техн.наук. Челябинск, 1984. -217 с.

105. Свечников П.Г., Старших В.В. Оценка вида эпюры инерционных сил, действующих на почвообрабатывающие рабочие органы. // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов. Научн. тр. ЧИМЭСХ, Челябинск, 1988, с. 27-34.

106. Сергеев Е.М. Грунтоведение. М.: Изд-во МГУ, 1959. 333 с.

107. Синеоков Г.Н. Сопротивление почвы, возникающее при ее обработке. Автореф.дисс,.канд.техн.наук. М, 1954.

108. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977, -328 с.

109. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Наука, 1976. 273 с.

110. Соловьев Н.М., Баган М.С., Рахимов И.Р. Прочностные расчеты лемеха из высокопрочного чугуна. // Вестник ЧГАУ, том 46, 2005. -С.188.191.

111. Стандарт организации СТО АИСТ 10.4.6 2003 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины почвообрабатывающие». - 19 с.

112. Стандарт организации СТО АИСТ 4.1 2004 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для глубокой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей». - 30 с.

113. Старцев А.В. Экономическая оценка результатов НИОКР. Методические указания, Челябинск: ЧГАУ, 2004 9 с.

114. Степанов И.Н. Формы в мире почв. М: Наука, 1986. 190 с.

115. Сухов В.А. Определение параметров системы подачи сжатого газа импульсного газодинамического рыхлителя почвы. // Почвообрабатывающие машины и динамика сельскохозяйственных агрегатов:. Сб.тр.ЧИМЭСХ, Челябинск, 1989. с.51-59.

116. Терцаги К. Теория механики грунтов. Пер. с нем. М.: Госстройиздат, 1961.-507 с.

117. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве. Часть I (основная и предпосевная обработка почвы). М.: Колос, 1973. - 660 с.

118. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. М.: Россельхозиздат, 1981. - 400 с.

119. Токушев Ж.Е. Исследование взаимодействия рабочих органов с поч-. вой методом голографической интерферометрии. //Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003, №3, -с.30-34.

120. Токушев Ж.Е. Теория и расчет орудий для глубокого рыхления плотных почв М.:Инфра-М, 2003. - 300 с.

121. Феерелов А.Д., Хрушков П.П. Теоретическое обоснование движения почвы по поверхности рабочих органов почвообрабатывающих машин. //Труды Латвийского СХИ, вып. 259, Вильнюс, 1989, -с.14-19.

122. Фере Н.Э., Буйнов В.З., Еленев А.В. и др. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка. 2 изд, перераб. и доп. М.: Колос, 1978. -255 с.

123. Хвыля К.С. О силе тяги плугов на повышенных скоростях.// Сельскохозяйственная машина. №2, 1937. с. 17-21.

124. Чабан С.А., Ревут И.Б. О неоднородности плодородия пахотного слоя тяжелых почв //Почвоведение, №3, 1964.

125. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. -640 с.

126. Дисс.канд.техн.наук. Челябинск, 1983. 225 с.

127. Шеметов Н.А., Капов С.Н. Обоснование угла постановки долота ще-лереза. // Динамика почвообрабатывающих агрегатов и рабочие органы для обработки почвы. Тр. ЧИМЭСХ, 1982. с.33-37.

128. Шпаар Д, Шуманн П. Выращивание картофеля. М.: Россельхозака-демия, 1997.-246 с.

129. Щучкин Н.В. Лемешные плуги и лущильники. М.:Машгиз, 1952.

130. Электронный анализатор влажности «Sartorius MA30-000V3». Инструкция по установке и эксплуатации. 36 с.

131. Энциклопедия. Машиностроение. -М.: Машиностроение. Сельскохозяйственные машины и оборудование. T.IV-16 /И.П.Ксеневич, Г.П.Варламов, Н.Н.Колчин и др.; под ред. И.П.Ксеневича. 1998. -720с.

132. Sohne W. Einige Grundlagen fur eine Landtechnische Bodenmechanik. Grundl Landtechnik 7,1956, s.l 1-27.