автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологических процессов и технических средств для возделывания винограда в укрывной зоне орошаемого земледелия Таджикистана

□□3461154

На правах рукописи

Буходуров Шукрулло Бурханович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ВИНОГРАДА В УКРЫВНОЙ ЗОНЕ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ТАДЖИКИСТАНА

Специальность 05. 20. 01.- технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

1 2 о.

Саратов 2009

003461154

Работа выполнена в Согдийском филиале имени И.В. Мичурина НПО«БОГ-

ПАРВАР» Таджикской академии сельскохозяйственных наук.

Научные консультанты:

доктор технических наук, профессор

Рыбалко Александр Григорьевич, СГАУ (г. Саратов)

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Дементьев Александр Иванович, СГАУ (г. Саратов)

доктор технических наук, профессор

Горшенин Василий Иванович, МичГАУ (г. Мичуринск)

доктор технических наук, профессор Ахунов Тахир Имяминович, ТАУ (г. Душанбе)

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства (ВНИИС) г. Мичуринск.

Защита состоится «_»_2003 года в 12:00 часов на зас

Дании диссертационного совета Д220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.

Отзывы направлять учёному секретарю диссертационного совета по адресу: 410412, г. Саратов, Театральная пл. 1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_»_2003 г. и размещён на

сайте www.sgau.ru.

Учёный секретарь диссертационного совета

Н.П. Волосевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В системе мероприятий по повышению эффективности технологии возделывания виноградника в укрывной зоне земледелия Таджикистана одно из первых мест принадлежит укрывке и открывке кустов винограда, а также междурядной и межкустовой обработке почвы, качественное проведение которых служит фундаментом будущего урожая.

Укрытие виноградных кустов на зиму почвой является в настоящее время основным способом защиты их от повреждения при минусовых температурах.. Укрытие виноградников производится ранней осенью, незадолго до наступления минусовых температур и в максимально сжатые сроки. Некоторые результаты исследований серийного укрывочного приспособления ПРВН - 39 ООО к виноградному плугу ПРВН - 2,5А для одновременной механизированной укладки и укрывки кустов винограда показали, что укрывочный корпус приспособления не отвечает агротехническим требованиям, так как при этом толщина слоя почвы над поверхностью пучка лоз находится в пределах 5 - 7 см (согласно агротребованиям она должна быть не менее 10 см). При этом подаваемая ук-рывочным корпусом почва отбирается слишком близко от оси ряда виноградников, что способствует оголению корневой системы. Все это приводит к повреждению виноградной лозы и корневой системы в зимний период и потере урожая винограда до 30%.

Технологический процесс открывки кустов винограда с открывочным приспособлением ПРВН-74000 к виноградниковому плугу ПРВН-2,5А в силу несовершенства его рабочих органов выполняются за пять проходов агрегата, что приводит к повышению затраты труда только на этой операции до 90-95 чел.-ч/га.

Таким образом, вопросы повышения эффективности технологии возделывания винограда совершенствованием рабочих органов комплекса машин для укрывной зоны орошаемого земледелия Таджикистана предопределяют актуальность и значимость проблемы.

В диссертационной работе отражены результаты многолетней работы а тора по плану НИР Согдийского филиала им. И В. Мичурина НПО «Богпа вар», координируемой планом НИР НПО «Богпарвар»: «Экспериментальн. проверка зональной системы и комплексов машин для возделывания виногра и разработка предложений по их совершенствованию» (ГР № 77034200).

Цель работы. Повышение технологической эффективности возделывай винограда в укрывной зоне орошаемого земледелия Республики Таджикиста 1 путем разработки и обоснования рабочих органов комплекса машин для укры ки и открывки кустов винограда, их междурядной обработки.

Объект исследований - операции, технологии для обработки виноградн ков, включающие последовательное выполнения операций: укрывку и откры ку виноградной лозы, междурядную, межкустовую обработку виноградников рабочие органы машин для ухода за виноградниками.

Предмет исследований - закономерности процессов укрывки, открыв кустов винограда и межкустовая обработка почвы на виноградниках. Научную новизну диссертационной работы составляют.

• система агротехнических требований к технологическим процессам уходу за виноградниками с обоснованием допусков на качество их в полнения;

• физико-механические свойства и закономерности их изменения для об екта воздействия разработанных рабочих органов, с учетом услов функционирования машин;

• модели технологических процессов машин для обработки виноградник с анализом их функционирования;

• механико-технологические основы разработки параметров рабочих ор нов машин для обработки виноградников в укрывной зоне орошаемо земледелия Республики Таджикистан.

Практическая ценность.

Результаты исследования позволяют решать важную проблему ресурс бережения при высокопроизводительных операциях по уходу за посадками

нограда и обосновать конструктивные и режимные параметры рабочих органов машин для укрывки, открывки виноградной лозы и междурядно-кустовой обработки виноградников.

Рекомендации по совершенствованию технологических процессов рабочих органов машин для обработки виноградников, разработанные по результатам исследования автора, приняты для реализации хозяйствами Республики Таджикистан.

Научные положения, выносимые на защиту:

• модели функционирования рабочих органов комплекса машин для ухода за посадками винограда;

• информационные модели виноградникового плуга с укрывочными корпусами;

• теоретическое обоснование конструктивно-технологических схем приспособлений для укрывки и открывки лозы и кустов винограда;

• экспериментальные зависимости и уравнения регрессии, позволяющие определить оптимальные параметры укрывного почвенного вала и качественные показатели процесса механизированной открывки виноградной лозы после зимовки.

Реализация результатов исследований.

Разработанные технологии и усовершенствованный комплекс машин в период 1985 - 2005 годов применялись в виноградарческих хозяйствах Бободжан Гафуровского и Истаравшанского районов Согдийской области Республики Таджикистан на площади более 2 500 га.

Математические модели для расчета конструктивных параметров почвообрабатывающих машин, оптимальные режимы их работы и параметры рабочих органов переданы и используются в Республиканском научно - техническом центре по сельскохозяйственному машиностроению и механизации АПК ТАСХН для разработки эксплуатационных требований к ним.

Результаты работы внедрены в учебных процессах Худжандского лиала Таджикского технического университета имени академика М. С. Осим учебно-консультационного центра Таджикского аграрного университета.

Основные результаты НИР приняты Министерством сельского хозяй и охраны природы Республики Таджикистан для дальнейшего внедрения в зяйствах страны.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и од рены на научно-производственной конференции молодых ученых по пробле «Повышение эффективности виноградарства и виноделия (г. Новочеркас ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко, 1979 г.); Всесоюзной конференции молод ученых, посвященной 70-летию Молдавского НИИВиВ (г. Кишинев, 1980 на республиканской научной конференции молодых ученых и специалис сельского хозяйства, посвященной 50-летию Ленинабадского филиала им. И. Мичурина ТНИИСВиО (г. Гафуров, 1982 г.); на республиканской научно практической конференции ученых и специалистов сельского хозяйства, священной 70-летию агроколледжа Матчинского района Ленинабадской обл ти (п. Бустон, 1998 г.); на межвузовской научно - теоретической конференц преподавателей (г. Ленинабад, 1990 г. и г. Худжанд, 1992 г.); на Междунаро ной межвузовской научно - теоретической конференции, посвященной 1 100 летию государства Саманидов и 90-летию со дня рождения академика Б. Гаф рова (г. Худжанд, 11-14 мая 1998 года); на межгосударственной конференц по увеличению производства и улучшению качества абрикоса и винограда Худжанд, 9-10 июля 1998 года); на заседаниях Согдийского областного нау ного центра Таджикской академии сельскохозяйственных наук (г. Худжан 1995 - 2000 г.г.); на заседаниях Ученого Совета Ленинабадского филиала им. В. Мичурина ТНИИСВиО (г. Гафуров, 1990 - 2000 г.г.); на конференции пр фессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательск работы за 2007 год Саратовского государственного аграрного университета и Н.И. Вавилова; на расширенном заседании кафедры «С.-х. машины» Сарато

ского государственного аграрного университета им. Н.И.Вавилова (19.10.2007; 03.10.2008 гг).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 57 печатных работ, в том числе десять в изданиях, поименованных в перечне ВАК. Кроме того, изданы: две монографии и три рекомендаций, 26 статей в материалах международных и республиканских научно-технических конференций и трудах институтов. Общий объем публикаций составляет 49,9 п.л., из которых на долю соискателя приходится 33,7 п.л. В работе использованы материалы исследований и обобщений автора, а также результаты, полученные совместно с сотрудниками отдела механизации Согдийского филиала им. И.В.Мичурина к.т.н. Ашуровым А., Мамадиевым Х.М. и другими работавших совместно с соискателем.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, список использованной литературы из 275 наименований, в котором 14 источников на иностранном языке, и 10 приложений. Основной текст изложен на 341 страницах и содержит 100 рисунков, 74 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении кратко изложены актуальность проблемы, состояние механизации укрывки и открывки виноградных кустов и межкустовой обработки почвы, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние проблемы. Цель и задачи исследований» дан анализ, состояние и перспективы развития виноградарства, тенденции развития < почвообрабатывающих виноградниковых машин, существующих технологий укрывки и отрывки виноградных кустов, межкустовой обработки почвы, рабочих органов, приспособлений и машин, применяемых для этих целей, а также основные направления их совершенствования. Изложены результаты испытаний серийных машин в местных условиях, сформулированы цель и задачи ис-« «

следования.

Перспективным планом развития сельского хозяйства Таджикистана, который предусматривает увеличение площадей под виноградники до 54 тыс.га. и

валового сбора до 287 тыс.тонн, в том числе по северной (укрывной) груп районов до 21 тыс.га. и 150- 170 тыс.тонн и доведение урожайности от 35-40 75-80 ц/га.

В реализации намеченных планов развития виноградарства главная ро принадлежит укрывке и открывке кустов винограда, применению механизац междурядной и межкустовой обработки почвы, на которые затраты труда с ставляют более 300 чел.-ч/га.

Большую известность по разработке, созданию и исследованию сред механизации укрывки и открывки кустов винограда, межкустовой обработ почвы получили работы Е.П.Гапонова, А.С.Борисова, Л.Б.Думай, Ирматова Ю.Н.Корпана, Г.Д.Паламарчука, Г.П.Мартынова, Ф.К,Сухова, С.В.Чуда В.А.Скользаева, В.Я.Зельцера, И.Т.Фёдорова, Э.А.Саакяна, В.П.Тищенк Е.Шанкерна и др.

Однако, из-за отличительных особенностей почвы и сильнорослых вин градных кустов Таджикистана серийные приспособления и машины, из чис осваиваемых промышленностью стран Ближнего Зарубежья, не находят шир кого применения. Кроме того, приспособления и машины для укрывки и о крывки кустов винограда и междурядной обработки почвы на виноградник не имеют достаточно обоснованного подбора параметров их рабочих органо В основном они предназначены для работы в зоне неорошаемого земледелия не удовлетворяют агротребованиям, предъявляемым при их работе на ороша мых виноградниках, которые размещены в основном на тяжелых каменисть почвах. «

Проведенный анализ состояния производства винограда в Республи Таджикистан показал, что здесь в последние годы сложилось противоречие: одной стороны для обеспечения народонаселения требуется увеличение прои водства винограда дешевого по себестоимости; с другой стороны, необходи сокращать материальные затраты на его производство (рост производительн сти и улучшение качества работ на отдельных операциях, снижение расхо топлива). В результате возникает актуальная научная проблема повышения э

фективности технологических процессов обработки почвы при возделывании винограда.

В соответствии с целью в работе сформулированы и поставлены следующие задачи исследования.

1 .Провести анализ технологии и состава средств механизации обработки виноградников в укрывной зоне орошаемого земледелия Республики Таджикистан.

2.0босновать технолого-энергетические допуски к агротехническим требованиям выполнение рабочих процессов машинами для укрывки и открывки виноградной лозы, междурядной и межкустовой обработок почвы.

3.Исследовать показатели физико-механические свойств почвы и виноградной лозы как объектов воздействия разработанных рабочих органов, провести их анализ с учетом условий работы машин.

4.Теоретически исследовать технологические процессы машин и обосновать оптимальные геометрические и энергетические параметры их рабочих органов.

5.Разработать математические (регрессивные) модели машинных процессов обработки почвы на плантациях виноградников, провести статистическую оценку их характеристик входных и выходных процессов.

6.Выполнить лабораторно-полевые исследования рабочих процессов разработанных машин для обработки почвы в виноградниках, подтвердить теоретические предпосылки по обоснованию оптимальных параметров их рабочих органов. 1

7.Провести полевые испытания комплекса машин для обработки виноградников на основе научно-обоснованной технологической карты и выполнить технико-экономическое обоснование предложенных разработок.

Во второй главе «Физические и технологические свойства объектов воздействия рабочих органов при обработке почвы на плантациях виноградников» изложены результаты анализа факторов условий функционирования мобильных с.-х. агрегатов, предложена структурная схема функциональной связи элемен-

тов условий работы агрегатов для обработки виноградников в почвенно климатических условий укрывной и неукрывной зон его возделывания, а такж получены показатели физико-механических и технологических свойств почвы I куста виноградника.

Условия функционирования агрегатов в работе, по аналогии с исследов ниями П.М. Василенко, А.Б. Лурье, Е.И. Дэвидсона и Л.Е. Агеева рассматри ваются как случайные величины или как случайные процессы. Определение характеристик физико-механических свойств объектов воздейс вий рабочих органов преследовало следующие цели:

- создание машин с оптимальными конструктивными параметрами;

- прогнозирование технологических показателей машин на стадии проектир вания и доводка их в реальных условиях;

- объективная оценка показателей качества технологического процесса маши при испытаниях (исследованиях);

-дифференцированная оценка работы технических средств в производственны условиях.

На основе анализа результатов исследований получены показатели агр

технических и технологических требований к машинной укрывке, открыв

кустов винограда и межкустовой обработке почвы. Установлены схемы р

мещения кустов винограда на производственных участках и степень механиз

ции обработки почвы между ними. Результаты измерений показали, что п

схеме посадки 2,5 х 2,0 м интервал между соседними штамбами в рядке вары

рует в пределах 1,7 ... 2,3 м, а между соседними (рядами) кустами в предел

2,2 ... 2,8 м. Эти пределы с увеличением высоты штамба над почвой возраст

ют, что объясняется искривлением его у виноградниковых кустов.

В процессе рыхления почвы в рядках виноградника, их укрытия и открыт

должна быть исключена возможность повреждения кустов, для чего необход ♦ 1

мо выполнить следующее условие: 5 > Дл,

где б - величина установленной защитной зоны, м;

Дт| - отклонение (рассеянности) кустов от геометрической оси рядка, м. Влажность почвы на виноградниках изменяется по ширине междурядий и оказывает существенное влияние на ее твердость. Так в поливной борозде твердость 0.49...1.42мПа (тяжело-суглинистый галечниковый серозем), 0.37...1.00мПа (среднесуглинистый щебенчатый серозем). На гребнях соответственно 0.39... 1,47мПа и 0.20...0.89мПа.

4 4

Основной причиной разной твердости почвы в борозде и на гребне являются различные по характеру уплотнения слои почвы, обусловленные способом увлажнения, а также неодинаковая интенсивность потери влаги по глубине при испарении и фильтрации.

Установлены коэффициенты внешнего трения почвы по стали и внутреннего трения почвы по почве при междурядной обработке после полива. Коэффициенты внешнего трения почвы о стальную рабочую поверхность при влажности почвы (19%) составят: 0.34...0.68 (тяжелосуглинистый серозем) и 0.34...0.55 (среднесуглинистый серозем), а коэффициенты внутреннего трения почвы соответственно составляют: 0.47...0.80 и 0.41...070.

Коэффициенты внутреннего трения для указанных двух типов почв по значению больше коэффициентов внешнего трения в 1,2...1,3 раза. Это связанно с тем, что в тяжелосуглинистом сероземе содержится до 25% галечника, а в среднесуглинистом - от 50 до 70% шебневато-гравийных включений. Данные показатели являются определяющими параметрами для установления величины сил, затрачиваемых на сдвиг пласта, на трение между рабочими органами и почвой, а также силы трения между перемещаемыми слоями.

В третьей главе «Исследование технологического процесса механизированной укрывки и открывки кустов винограда» изложены: теоретические предпосылки процесса укрывки кустов винограда; уточненный оптимальный профиль укрывочного корпуса; уравнения для определения лобового профиля корпуса, обеспечивающего беспрепятственный сход почвы и минимальное тяговое сопротивление в конкретных почвенных условиях.

Для укрывки кустов предлагается орудие (рисунок 1), содержащее два ук рывочных корпуса 4.

Рисунок 1,- Схема орудия для укрывки виноградников: 1-рама, 2-опорное колесо; 3 - лозоукладчик; 4 - укрывочный корпус; 5 -ряд виноградных кустов

Схема расстановки укрывочных корпусов в междурядьях вин градных насаждений. Для обеспечения качественной укрывки кустов вин града необходимо так расставить рабочие органы укрывочного корпуса, чтоб они находились на оптимальном расстоянии друг от друга.

Для решения этой задачи воспользовались основными положениями теори вероятностей:

/>, =1-Ф(/,) = 1-фф, Р2=1-Ф(/,) = 1-Фф, (1) А °1

где Р] и Р2 - вероятность брака при производстве первой и второй операции:

т. - допускаемое отклонение от оси ряда, м; 5 - отклонение укрывочного рабочего органа, м. Вероятность брар (подрезание или оголение виноградного куста с б^ков то есть совпадение отклонения куста от оси ряда и отклонение крыла укрыво ного органа будет составлять:

Р = Рх-Рг ■ (2)

Установлено, что для качественной укрывки кустов винограда необходим ♦ «

расставить укрывочные корпуса приспособления так, чтобы расстояние межд краями крыльев отвалов составило 2.6 м.

Открывочный корпус 1 (рисунок 2) установлен на раме серийного плуга ПРВН-2.5А.Величина защитной зоны при расстановке открывочных корпусов зависит от величины колебания ширины ряда. В свою очередь, как показали исследования, поперечные отклонения рабочих органов при работе в междурядьях изменяются по нормальному закону.

Следовательно, можно говорить о вероятности совмещения распределения двух независимых операций, то есть вероятность брака, который может быть определен на основании теоремы умножения вероятностей.

Расчеты показали, что расстояние между полевыми досками открывочных корпусов составляет 2.4...2.5 м, при этом вероятность брака (подрезание виноградного куста) будет наименьшей.

В составе открывочного корпуса шарнирно к полевой доске монтируется отпашник 2, качество работы которого зависит от угла наклона его лезвия к < дну борозды.

В условиях нормальной работы угол установки отпашника а, при котором глазки и лоза скользят вверх по кромке до их полного обхода без повреждений, равен:

а, < 90° - р, (3)

где ф - угол трения лозы при кромке отпашника, град.

Практически угол а] принимается 30...40°.

Рисунок 2-Схема расстановки рабочих органов при открывке виноградных кустов (лозы):

1. корпус открывочный; 2-лемех; 3-отпашник; 4-сопло вентилятора; 5-чистик-щиток; 6-открывочный диск; 7-почвозацепы.

Количество отбираемой почвы из зоны укрывного вала пропорциональ длине отпашника. Поэтому его длина зависит от ширины вала укрытия и уг между отпашником и рядком виноградника:

(4)

2cosa0

где В - ширина укрывного вала, м; cío - угол установки лемеха отпашника к оси рядка виноградника, град. С учетбм ширины укрывного вала, полученного в эксперименте, расчет по фо муле (4)

¡опт = 0.43 м.

Высота отпашника определяется по следующей зависимости:

= Ко, ■ cos(a, + <р), (5)

где 1ЛОз - длина лозы, м;

За отпашником корпуса располагается диск 6, удаляющий почву из зо укрывного вала, его диаметр определялся по формуле:

sin[l80°Aa + *t2r«' (6)

где В - ширина укрывного вала, м;

у/ - угол откоса укрывного вала, град; а - угол установки диска поперек вала, град; г,,, - радиус щитка, м. Диаметр диска, позволяющий снимать максимум почвы из укрывного в-^ согласно выражению (6) равен 0.90 м.

Окончательная открывка сопровождается воздействием на насыпной гру воздушного потока от центробежного вентилятора.

Для изменения характеристик воздушного потока, истекающего из вент лятора, на выходе из нагнетательного патрубка 1 была установлена пластина (Рис.-За), имеющая ось вращения.

В начале процесса выдувания почвы образуется щель толщиной А, и течение воздуха из которой представляет собой плоскую струю разрушающу

основание вала 3. При полностью открытом сечении выходного патрубка обра-

» 4

Рисунок 3.-Схема пульсирующего устройства, смонтированного внутри нагнетательного патрубка вентилятора: а - разрушение основания вала: 1- нагнетательный патрубок; 2 - пластина; 3 - основание вала; 4 - укрывной вал; 5 - виноградная лоза; 6 - виноградный куст; б - выдувание почвы из виноградных кустов.

Вращающаяся пластина 2 создает пульсирующий поток, эффективность которого существенно наблюдается при частоте вращения пластины 420 мин Одновременно пульсирующий поток не только разрыхляет насыпной грунт непосредственно за счет удара струи, но и подвергает колебаниям закрытые стебли растения, ослабляет их связи с грунтом и способствует эффективной работе установки.

Представляет практический интерес величина силы, с которой воздействует исходящий от вентилятора воздух, находящейся на том или ином расстоянии от насыпного грунта. Для этого необходимо знание закономерности распространения как плоской, так и осесимметричной струй.

Различают начальный и основной участки распространения струй. На начальном участке скорость ядра потока остается постоянной, а на основном участке распространения струи скорость оси потока совпадает с направлением движения.

Средняя протяженность начального участка определяем по формуле: /0 = 0.335^, (7)

где с!о - эквивалентный диаметр выходного отверстия, м;

р - коэффициент турбулентной струи, для сечения с плавным

поджатием р = 0,066. Эквивалентный диаметр выходного отверстия, имеющего прямоугольн сечение, определяется как:

а + в

где а - толщина струи воздуха, выходящего из патрубка вентилятора, м; в - ширина выходного патрубка вентилятора, м. *

Закономерности распространения струи на начальном участке можн представить зависимостями:

- расход воздуха, м3/ч:

2

0,-во 1 + 1,52^+5,28 , (9)

«о а0

• диаметр, м:

«/,=</„ 1 + 6,8^- , (10) «О

- средняя скорость по площади, м/с:

1 +1,52 + 5,28 ^ 2

9Х=90 -^-(")

1 + 1,36^ + 46,24 ^ а0 "о

- средняя скорость по расходу, м/с: 4

_ 1

Эчбсз-9о -г > (12)

1 + 1,52^ + 5,28 £ а0 а0

4 *

где х - расстояние от плоскости расположения оси вращения до преграды

(поверхности насыпи), м; (}о, <1о, Эо - соответственно, расход воздуха, диаметр (эквивалентный диаметр)

скорость воздуха на выходе из нагнетательного патрубка вентилятора. При набегании струи воздуха исходящего из нагнетательного патрубка

вентилятора на насыпной почвенный вал кинетическая энергия струи в области грсгра:: дастся в потсициллгную, в виде повышения давления. При этом возникает сила, равная произведению давления воздуха на площадь лобового сопротивления. Эта сила и срывает часть вала и удаляет часть его почвы за пределы ряда. Таким образом, чем выше скорость набегания струи, тем выше ее сила и вероятность срыва почвы.

Сила, возникающая при ударе воздушного потока о поверхность почвенного вала, определяется по формуле:

Р=(С#2уГ)/28, (13)

где С - коэффициент лобового сопротивления;

9 - скорость набегающего на поверхность насыпного вала потока воздуха,

м/с;

§ - ускорение силы тяжести, м/с2; у- плотность воздуха, кг/м3; Р - площадь удара воздуха на поверхность вала, м {&- динамическое давление, кг/м2;

После открывки кустов винограда требуется рыхление почвы и уничтожение сорняков, которые предлагается выполнить агрегаты, включающем поворотные выдвижные лапы 1 (рисунок 4)

Рисунок 4,- Общий вид экспериментальная межкустовая орудия для обработки почвы на виноградниках: 1-выдвижная лапа: 2- стойка; 3,5 и 8- пружины; 4-цепь; 6 и 7- золотниковое устройство; 9- щупь.

Выдвижная лапа предназначена для обработки почвы и уничтожения сорных растительности на необработанной полосы оставляемой после междурядной обработки почвы на виноградниках с помощью виноградниковых плугов.

Для определения закономерности изменения угла фо поворота выдвижной лапы в функции от времени 1, установлена следующая формула:

где: Д/- коэффициент «рассеянности» кустов в рядке;

Я-тяговое сопротивление агрегата, кН;

Р - давление масла в гидроцилиндрах, МПа;

а - расстояние между кустами в рядке, м;

В - ширина необработанной полосы, м;

1„ - длина лапы, м;

I - время поворота выдвижной лапы, с.

Уравнение (14) определяет закон изменения угла <р0 в функции времени X в зависимости от кинематических и геометрических параметров с учетом давления Р в гидроцилиндрах и учитывает отличительные особенности обработки почвы на виноградниках (ширину необработанной полосы В, рассеянность кустов по ширине рядка А/, расстояние между кустами в рядке а и др.).

В уравнении (14) переменным параметром является время I. Подставляя различные его значения можно определить величину угла (ро, соответствующего определенному положению поворота лапы при обходе штамба, что необходимо для графического построения траектории ее движения.

На основе полученных данных построены искомые траектории движения крайней внешней точки выдвижной лапы для конкретных почвенных условий (рисунок 5).

Из рисунка 5 видно, что обрабатываемая выдвижной лапой защитная зона АА0ВВ0 имеет приближенную к параллелограмму форму, две противополож-

Аг Ш>

ные стороны которой соответствуют длине пути ножа при отводе, а две другие стороны- длине пути ножа при вводе в рядок.

Установлено, что пройденный путь лапы при вводе в рвдок почта в два раза больше, чем при отводе.

¿дмг оетблаемая <>л<***ли Ш'бИ 2,5А

Рисунок 5.-Графико-аналитичесше построение защитной зоны вокруг куста после прохода вьщвижной лапы.

С целью выявления закономерности изменения тягового сопротивления движущейся лапы выполнены нижеследующие теоретические исследования.

В основу энергетического и теоретического анализа исследуемой вьщвижной лапы положена известная рациональная формула академика В.П .Горяч кина:

Р = Ю + КЬЬ + ЕЬЬУ2 . (15)

При пользовании этой формулой, возникает необходимость установления зависимости величины силы резания от изменения толщины и ширины снимаемой стружки, способа ее отрезания.

По аналогии с формулой (15) суммарная горизонтальная сила Реум, применительно для продвижения клина в почве, определяется из выражения:

Р^=Рс+Ру+Р., (16)

где Рс - сила, затрачиваемая на снятие с последующим скалыванием элемента стружки; Н;

Ру - сила на придание ускорения почве; Н

Рвд - сила, необходимая для преодоления сопротивления почвы вдавливанию режущей кромки клина, Н.

Теоретически определив силы Рс, Ру и Рвд и подставляя их значение в уравнение 16, получили уравнение для расчета РсуМ:

Sinfl COS р COS <3 tgO J g sinpeosp (.!/}

+ K,BS sin/}

Выражение (17), включающее в себя все переменные факторы, влияющие на сопротивление почвы резанию в горизонтальной плоскости, позволяет нам определить тяговую силу исследуемого рабочего органа в зависимости от углов резания а и установки ножа по отношению направления движения агрегата Р, глубины обработки h и длины ножа 1.

Используя выражение (17) получены зависимости суммарной силы Рсум, необходимой для продвижения клина в почве (или сила резания) от параметров a, PJ, В и Л (рисунок 6).

Рисунок 6 - Расчётное тяговое сопротивление выдвижной лапы в зависимости от ее параметров а, ДД Buh.

В четвертой главе «Моделирование технологических процессов рабочих органов» приведены одномерные и двумерные модели и процессы их построения представлены (рисунок-7).

Несмотря на различие конструкции и технологических процессов рабочих органов почвообрабатывающих машин для обработки плантации винограда (плугов, плоскорезов, культиваторов и др.) расчетные модели их функциониро-1ния можно представить в виде модели с двумя входными: [Zn (t) - профиль поверхности поля, R(t) - сопротивление почвы] и выходными [a (t) - глубина обработки, P(t) - тяговое сопротивление рабочего органа] переменными. Из-за сложности анализа и синтеза двухмерные модели рекомендуется рассматривать из двух одномерных: технологической - вход Zn(t), выход a(t); энергетической -R(t)-+p(t)Ha(t)-*p(t).

R-& J -

VvV

w»

ii с*-. >

P . J

Kc'-.>--«—Г" W«

\ v«.

a.

"VV.5*

Ci. c* „> f'C'J

PC-bJ

Рисунок 7. Модели функционирования рабочих органов почвообрабатывающих машин; а - двухмерные, б - одномерные.

На входе объекта (машины, технологического процесса) дейсвуют векторные функции условий функционирования Х={Х!0), Х20)...... Х„(1)} и

управления У= {У,(1), У2(1)......Ук(1)}.

Выходные переменные образуют также векторную функцию У = {У](0, У2ф,...., Ут0)}, которая определяет технологические, энергитеческие и др. показатели работы машины при заданных векторных функциях X и V.

Свойства и особенности самой машины в ее модели функционирования оценивают некоторым показателем W, который называют оператором модели.

Оператор определяет совокупность свойств машины выдавать в конкретных условиях (векторная функция X) результат в виде векторной У, поэтому можно записать У = \У [X) V]. (18)

Для любой пары компонентов векторных функции X и У в интервале наблюдений 1о<КТ имеем

У;(1) = ХП[Х;0)], (19) где (1 = 1,2......п; 1 = 1,2,......т).

Так модель с входным переменным а (I) и выходным Р (1) соответствует рациональной формуле академика В.П.Горячкина для расчета тягового сопротивления почвообрабатывающих машин. По Лурье А.Б. здесь могут быть учтены и реальные изменения: неравномерность глубины обработки а (1) и тяговое сопротивление орудий. Операторы моделей 'УУ устанавливаются по результатам экспериментов или теоретических исследований.

При расчете оператора на стадии проектирования рабочих органов машин можно ограничиться рассмотрением технологической модели с выходной переменной а 0) и энергетической - Р (0, т.е. моделей с двумя входами и одним выходом.

Следует отметить, что при работе почвообрабатывающих машин (вино-градникового плуга ПРВН-2,5А с укрывочным корпусом) выходная технологическая переменная (глубина обработки) формируется с участием объекта обработки почвы (рисунок 8). Поэтому при построении расчетной модели плуга

следует рассматривать более сложную систему: плуг—>почва—»виноградная лоза, состоящую из пуска подсистем: плуга с оператором Wm» почвы - Wn4>

При движении виноградникового плуга с укрывочным корпусом со скоростью V0 корпус плуга на глубине h(t) формирует дно борозды, профиль которого изменяется по случайному закону Zb(t). Глубина обработки почвы a(t), как видно из рисунка -7в, представляет собой разность процессов Zb(t) и Zn(t):

Рисунок 8. - Информационные модели виноградникового плуга

а(г) = гь(г) - гп(1) (20)

При исследовании профиля поверхности поля виноградников получены следующие статистические характеристики: х = 3,5 см; ах = 1,35см; V = 35%; Бх = 0,08 см; Бх = 2,5%; А* = 0,15 см. £(гп) = 0,351 [-0,28 (гп -3,5)2]. (20)

Для расчета статистических и динамических характеристик почвообрабатывающих машин в продольном их движении могут быть использованы, по Лурье А.Б., упрощенные передаточные функции вида:

(в) ~ к/ (Т22 в2 + Т] 8+1), (21)

где к - коэффициент усиления; Т1 иТ2- постоянные времени.

Коэффициенты к, Т] и Т2 зависят от конструктивных параметров машин (рабочего захвата, распределения масс и др.) и скорости движения агрегата и.

Установлены значения коэффициентов для одномерных моделей с входным параметром Zn(t) при г) = 1,1...2,2 м/с и выходным - глубина обработки почвы a(t). Настройка глубины хода плуга составляла 0.22м и тогда: К = 0,50...1,20; Т, =0,15...0,30 с; Т2 = 0,20...0,70 с. В линейном приближении постоянные Т2 и Tj отражают инерционные и демпфирующие свойства плугов как динамических систем. Одной из оценок динамических свойств таких систем является коэффициент демпфирования: рд = 0,5 Т,/Т2. (22)

Если рд < 1 - то система колебательная, При рд > 1 - апериодическая.

Почвообрабатывающие машины по Лурье А.Б., с точки зрения качества пахоты и технологической надежности процесса должны быть апериодическими. Исследованиями установлено, что навесной плуг ПРВН-2,5А ведёт себя как система (ря < 1). Следует отметить, что с повышением скорости движения демпфирующие свойства системы плуг-почва ухудшаются.

Для межкустовой обработки виноградников в данной работе предлагаются выдвижные лапы.

Поисковые опыты с выдвижной лапой для межкустовой обработки виноградников показывают, что действительные значения тяговых сопротивлений рабочего органа отличаются от теоретических.

При этом статистическая интерпретация рациональной формулы академика В.П. Горячкина позволяет наметить новые методы объективной оценки сопротивлений, возникающих при взаимодействии различных рабочих органов с почвой. Почвообрабатывающая машина при этом рассматривается в виде динамической системы, на вход который действуют внешние факторы - сопротивление почвы R(t) и профиль поверхности поля Zn(t), а выходной переменной является тяговое сопротивление машины P(t).

Если принять Zn(t) и R(t) как стационарные случайные процессы, а почвообрабатывающую машину линейным объектом, то в соответствии принципом суперпозиции статистические характеристики тягового сопротивления как вы-

ходной переменной будут определяться статистическими характеристиками входных воздействий Zn(t) и R(t).

В процессе нормального функционирования почвообрабатывающей машины можно записать изменения глубины обработки a(t) и ширина захвата B(t) и тогда соотношение K(t) = R(t)/[ a(t) B(t)] рассматривать как случайный процесс изменения удельного сопротивления почвы.

Опытами Лурье А.Б, установлено, что процесс изменения сопротивления почвы ш на всех глубинах вспашки имеет сравнительно однородный низкочастотный спектр дисперсии, с небольшим коэффициентом вариации (5,0...9,0%).

С повышением скорости движения средние значения ш процесса R(t) существенно изменяются, так при и = 1,7 м/с при одной и той же глубине обработки m = 16,0 кН вместо m = 13,5 кН при и = 1,1 м/с среднее тяговое сопротивление плуга ПРВН-2,5А при этом изменялось с 16,30 до 17,80 кН.

В пятой главе «Результаты экспериментальных исследований рабочих органов машин по уходу за виноградниками» изложены результаты исследований процессов укрывки и открывки лоз винограда, междурядной и межкустовой обработок почв.

По предлагаемой технологии укрывки кустов винограда изменяется отвальная поверхность укрывного корпуса.

На основании разработанного шаблона АББ'В'Г'Д'ДЕЖ (рисунок 9) была изготовлена лемешно-отвальная поверхность экспериментального укрывочного

Рисунок 9.- Шаблоны укрывочные корпусов: 1-серийный; 2 - экспериментальный

корпуса.

(2Û0

то

Оценивали качество р аботы у кр ывочного корпуса (процент у ¡рывки лозы и рукавов) в зависимости:

- от твердости почвы в междурядьях. Она изменяется по ширине междурядья, а в зоне работы у кр ывочного корпуса достигает 5 МПа. Это связано с тем, что весной во время выполнения технологических операций по уходу за виноградными насаждениями, почва подвергается сильно^ уплотнению. Поэтому для качественной у1фывки винограднию в необходимо производить рыхление почвы за 1,5 месяца до у^эывки или полива междурядий, что способствует 92 - 95% укрывки лозы по сравнению с фоном без рыхления междурядий. Процент у крывки лозы при этом повысится на 19 - 23 %;

- от рельефа междурядий и рядка. Одним из факторов, влияющих на качество у]фывки виноградников является одинаковый уровень почвы в междурядьях и рядках. При повышении уровня почвы в рядке относительно междурядий, снижается степень уцэывки виноградных кустов. Установлено, что при превышении уровня рада над междурядьем на 155 мм, укрытие кустов винограда составляет: для рукавов 69% и для лозы 78%, ауменыпение его до 65 мм способствует повышению процента у крывки рукавов и лозы соответственно на 13 и 12%.

Экспериментальные и серийные укрывочные корпуса располагаются в междурядий в таком положении, что расстояние между полевых досок соответственно составляет 200 и 600 мм. Экспериментальный корпус располагается почта к центру междурядья, где твердость почвы меньше. Это облегчает работу урывочных юрпусов, сокращает дополнительную обработку почвы в междурядьях и приюдит к качественной у ирывке кустов винограда.

Применение эксперименталшых укрывочных корпусов позволило, по сравнению с существующими, увеличить значение высоты у кр ывочного вала, дальности перемещения и толщины слоя почвы над лозой и рукавами соответственно на50,200 и30 мм.

Геометрические параметры укрывочного вала в зависимости от скорости движения агрегата. Установлено, что значения высоты укрывного вала Нэ (Нс) (рисунок 10), угла откоса а, ширины основания В3 (Вс) и толщины слоя почвы над дугой пучка лоз с повышением скорости поступательного движения агрегата увеличивается. Повышение скорости агрегата на 0,9 м/с позволило увеличить высоту укрывного вала на 120 мм. При этом угол откоса вала, толщина слоя над дугой пучка лоз и ширина основания составляли соответственно 40°, 120 и 1137 мм.

система; 6 и 7 - борозды, оставляемые после прохода экспериментального и серийного укрывочного корпусов.

Для качественной укрывки кустов винограда важное значение имеет комковатость почвы укрывного вала, что зависит от крошащей способности отвала.

С повышением скорости движения от 1,57 м/с до 1,94 м/с количество почвенных агрегатов размером более 100 мм уменьшилось почти в два раза, ценные фракции (50 мм) увеличивались за счет более интенсивного движения почвы по лемешно-отвальной поверхности укрывочного корпуса и отброса ее с крыла отвала. Абсолютная величина дальности перемещения почвы укрывоч-ными корпусами на 0,24 м больше при скорости 1,94м/с - относительно скорости 1,57 м/с.

Степень крошения почвы в укрывном валу после работы экспериментального укрывочного корпуса увеличивалась на 25 - 30%. Это способствует более плотной и полной укрывке винограда, качество работы плуга соответствует аг-

Рис. 10. Контуры поперечного профиля укрывных валов: 1 - серийными укрывочными корпусами от плуга ПРВН - 2,5 А; 2 -экспериментальными укрывочными корпусами; 3 - поверх-

в.

ность междурядий; 4 - движение холодного воздуха; 5 - корневая

ротехническим требованиям на укрывку кустов винограда, когда после прове ния технологической операции неукрытых лоз должно быть 5%, а рукавов более 3%. При использовании экспериментальных укрывочных корпусов не}

;:.->••!.! и ¡'укава составили 1.5 - 2%."

¡.•¡•ыь^чно!о корпуса иаьпсп; и от формировки кустов 1 нограда. Наиболее подходящей для укрытия кустов винограда является од1 сторонняя полувеерная их формировка. Степень и полнота укрытия лозы у

« 4

носторонней полувеерной формировки, почти на 20% больше по сравнени другими способами.

Тяговое сопротивление при укрывке экспериментальными и серийными \ рывочными корпусами находится в пределах соответственно 18,8 - 20,2 кН 18,2 — 19,5 кН. Разница при этом составляет всего 3...4%.

Таким образом, разработанные экспериментальные корпуса пригодны к чественной укрывке виноградных кустов в условиях Таджикистана и исклю ют затраты ручного труда и, самое главное, полностью сохраняет кусты ви града после зимовки, что в конечном счете способствует увеличению урожая.

Существующая технология открывки кустов винограда состоит из пя отдельных операций (предварительная открывка - два прохода, планировка окончательная открывка - два прохода). Следовательно, ее выполнение связа с большими затратами труда и энергии, увеличением сроков открывки, повре даемости лозы и уплотнением почвы в междурядьях. Как показали опыты, п этом процессе отбирается 70 - 80% почвы укрывного вала.

♦ Предлагаемая технология открывки виноградных кустов за один п ход агрегата (Рисунок 2) предусматривает для обеспечения полного отбо почвы из укрывного вала применять набор рабочих органов. На открывочн машине они установлены в следующей последовательности: впереди открыв

ный корпус 1, за ним лемех с отпашником 2, затем диск 3, оснащенный почво

♦ ♦

цепами 4, а также пневмоустройство, для создания изменяющего напора в душного потока по высоте укрывного вала.

Технологический процесс открывки осуществляется следующим образом: корпус 1 при проходе по междурядью из вала отбирает часть почвы и перемещает ее в центр междурядья, за ним лемех 2 с отпашником 3, разрыхляя почву сбрасывает ее в борозду, образуемую корпусом 1, диск 6 скалывает почву в укрывном валу, отбирает ее из вала и сбрасывает в центр междурядья. Затем воздушный поток, выходящий из сопла вентилятора 4, сдувает оставшуюся почву из зоны укрывного вала.

Качественные показатели работы открывочных рабочих органов. Открывочный корпус. Установлено, что с увеличением скорости движения открывочного агрегата дальность перемещения почвы увеличивается. Так, при росте скорости от 0,6 до 1,5 м/с дальность перемещения почвы в сторону увеличивается с 0,58 до 1,02 м. При этом площадь поперечного сечения борозды, создаваемой корпусом, позволяет уложить остатки почвы укрывного вала.

Отпашник. Установлено, что контур отпашника с углом наклона кромки 40° и с округленными гранями снижает повреждение лозы, рукавов и глазков, соответственно до 11,6; 7,3 и 18,6%, а наибольший отбор почвы (23%) из укрывного вала отмечен при длине отпашника 0,42...0,45 м.

Процесс отбора почвы и качество открывки взаимосвязаны с высотой отпашника. При высоте отпашника 100, 150 и 200 мм отбор почвы соответственно составил 18, 22 и 23%, а повреждение лозы - 2,2; 4,3 и 6,0 процентов. Первые два показателя находятся в пределах требований агротехники, а третий - превышает их почти на 20%. Поэтому высота отпашника должна бьгть не более 170мм. • «

Открывочный диск. Лучшие показатели отмечены при диаметре диска 850.. .900 мм с установкой под дисками конических почвозацепов с округленной вершиной на расстоянии 2/3 R в количестве 8 штук. При этом скольжение диска снижался до 0,4...2,8% (рисунок 11).

6,% 6 4 2

0,70 0,75 0,80 0,85 Д, м

Рис. 11. Зависимость коэффициента скольжения открывочного диска его диаметра (Д): 1 - без почвозацепов; 2-е почвозацепами.

Наилучший отбор почвы (28%) из укрывного вала с дисковыми рабочи органами отмечен при угле установки диска к горизонту по ходу движения аг гата - 8... 10°, поперек - 5° и скорости движения агрегата - 0,76 м/с.

Оптимизация параметров рабочего органа для открывки виногра ных кустов. Качество открывки виноградных кустов в зависимости от пар метров рабочего органа и режимов его работы определялось методом мног факторного планирования экспериментов, где определяющими критериями о тимизации, были приняты изменения площади рыхления укрывного вала (ма симальное) и тяговое- сопротивление (минимальное), Показатели работы но в основном зависят от углов резания (крошения) (Xs), ширины ножа (Xi) и ск рости поступательного движения ( Х2). Уровни и интервалы варьирования ук занных факторов приведены в табл.1.

После реализации матрицы ортогонального центрального композ ционного плана и обработки результатов эксперимента на ЗВМ "Наири-2" п лучены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс обработки по вы ножом:

а) по площади рыхления почвы укрывного вала ^

У=52,02+1,73х,+1,71x2+0,73хз+1,83х,2+1,13х22+1,75хз2,% (26)

б) по тяговому сопротивлению при рыхлении почвы

Y=2,l 1+0,62х,+0,15x2-0,35хз+0,35х12-0,24х22+0,93хз2-0,37х2хз, кН (27)

1

2

где

х Внож-13,5 х = V-0,6 х _а-32 ' 1,5 ' 2 0,2 ' 3 5

Таблица 1

Основные факторы и уровни их варьирования

Факторы Внож V а

Размерность см м/с Град.

Базовый уровень (О) 13,5 0,60 30

Шаг варьирования 1,5 0,20 5

Верхний уровень (+1) 15,0 0,80 35

Нижний уровень (-1) 12,0 0,40 25

Звездные точки:

(+1,215) 16,3 0,84 38

(-1,215) 11,7 0,36 36

Для определения наилучших параметров ножа, обеспечивающих максимальную площадь рыхления вала при минимальном тяговом сопротивлении, проведена комплексная оптимизация процесса обработки по обоим показателям У и У. Решение осуществлено на ЭВМ «Наири-2» по оптимизационной программе по поиску условного экспериментов САИМЭ. Была получены следующие значения факторов:

Внож=12см, У=0,76м/с, а =35° Тяговое сопротивление и площадь рыхления открывочного агрегата. Установлено, что с увеличением скорости движения тяговое сопротивление увеличивается. Сопротивление лемеха с увеличением угла вхождения его в почву от 25° до 35° растет равномерно, а с ростом его более 35° тяговое сопротивление резко возрастает. При угле установки лемеха на 25...40° тяговое сопротив-

I ♦

ление колеблется в пределах 1,30...2,32 кН, а площадь рыхления - 42...65%. Поэтому целесообразно угол вхождения лемеха устанавливать 35°, а ее ширину -120 мм.

Результаты сравнительных экспериментальных исследований. Экс

риментальная виноградооткрывочная машина (рисунок 12). была изготовлен параметрами рабочих органов, обоснованными на основании результатов тео тических и экспериментальных исследований, а именно: длина лемеха с отпа ником - 450 мм, угол установки лемеха - 45°, угол между отпашником и ле хом - 90°, высота отпашника - 150 мм, угол вхождения лемеха - 35°, шири лемеха - 120 мм, диаметр открывочного диска - 900 мм, угол установки диск горизонту по ходу движения -до 10° и поперек - до 5°.

v

Рисунок 12.- Экспериментальная виноградооткрывочная машина (вид сверху 1 - диск; 2 - отпашник; 3 - лемех; 4- корпус открывочный; 5 - навеска; 6-рама; полевая доска; 8-вентилятор.

♦

Экспериментальная машина при скорости 0,75 м/с за один проход от б сывает до 93% почвы, укрывающий растения винограда, при этом степень крытия лозы составляет 98,5, а для рукавов 95,7 процентов. Эти показатели ответствуют агротехническим требованиям. Степень загрузки энергетичес средств по тяговой силе ¿оставил: ДТ-75М + НЮ-18 - 0,72; ДТ-75М + ПРВ 74000 - 0,79 и ДТ-75М + экспериментальная виноградооткрывочная машин 0,87.

Следовательно, применение экспериментальной виноградооткрывочной машины дает возможность более рационально использовать мощность тракто-

Размещение виноградных кустов в рядке. Размещение и формировка кустов винограда определяют конфигурацию ряда и их размер, а, следовательно, возможность движения агрегата в междурядий без повреждения лозы, рукавов и шпалерных столбов.

ных на штамбе, значительная часть кустов (более 80%) расположена в пределах допустимых отклонений от рядка (±10 см). На виноградниках, посаженных ручным способом и формированных без штамба, более 40% кустов рассеяны в пределах +20... +25 см от оси рядка, а изменение расстояния между смежными рядками колеблется в пределах +250... +300 мм, что приводит к увеличению ширины необработанной полосы (В = 0,5 - 0,6 м) и снижению качества и степени межкустовой обработки почвы.

Исследование площади и формы защитной зоны вокруг куста при работе выдвижных лап выполняли для растений со штамбами и без них. (рисунок 13). Результаты измерений необработанной защитной площади вокруг одного виноградного куста со штамбом и без штамба соответственно составляли 0,20...0,26 м2 и 0,35...0,45 м2. Суммарная защитная площадь на одном гектаре-500...600 м2 и 1000... 1200 м2. Степень механизации обработки почвы соответственно были 94...95 % и 88...90 %, что применение экспериментальных выдвижных лап позволяет повисить на 4.. .6 %.

ра.

Установлено, что у виноградников, посаженных машинами и формирован-

Рисунок 13. - Площадь и форма защитной зоны вокруг куста винограда после прохода выдвижной лапы в зависимости от формировки куста: а- при штамбовой формировке, б- без штамба.

а)

б)

Степень уничтожения сорной растительности. Установлено, что п толщине режущей кромки лемеха 5 = 0,6 мм, степень подрезания сорной раст тельности в зоне обработки составляет 90 - 92%.

При угле установки лапы р, равным 45%, степень подрезания сорной ра тительности достигает максимума 90 - 92%. Увеличение р, приводили к сн жению степени подрезания сорняков до 70 - 80%.

Качество рыхления почвы при обработке в рядах винограда. Устано лено, что наилучшее крошение почвы наступает при влажности 17 - 19%.

При сравнении полученных результатов по крошению серийными выдви ными лапами ПРВН-72000 (с углом вхождения 30° и углом установки 55°) экспериментальными выдвижными лапами (с углом резания 25° и углом уст новки 45°) отмечается увеличение количество фракций (менее 50 мм) на 5- 7° Тяговое сопротивление выдвижной лапы. Величина тягового сопроти ления выдвижной лапы в зависимости от угла а вхождения и влажности почв изменяется в широких пределах (рисунок 14). При нормальной влажности по вы (17...19%) и значении угла а = 25° тяговое сопротивление Р равно 1,15 к а при а = 40° оно составляет 2,16 кН.

Тяговое сопротивление лапы по мере роста ее ширины увеличиваете При влажности 17... 19% увеличение ширины В лапы от 90 до 135 мм провод!

¡р к

к увеличению тягового сопротивления от 1,0 кН до 1,6 кН.

Рис. 14. Зависимость тягового сопротив ления выдвижной лапы

Р от угла вхождения а при трех фонах влажности почвы: 1 - пересушенный (\\^=9%); 2 - переувлажнен-

ной(У/=22%); 3 - нормальный(\У=18%).

В диапазоне а = 20...30° тяговое сопротивление Р изменяется незнач тельно.

Анализ результатов показывает также, что тяговое сопротивление лапы возрастает пропорционально ее длине. При изменении длины лапы с 720 до 1020 мм тяговое сопротивление Р увеличилось соответственно с 1,1 до 2,005 кН.

В шестой главе «Экономическая эффективность применения разработанных виноградниковых машин» приведены результаты технико-экономической оценки сравнимых технологий межкустовой обработки почвы, укрывки и открывки кустов винограда. Установлено, что годовая экономическая эффективность на один комплекс предложенных виноградниковых машин составил 3735 сомони (по Республике Таджикистан в ценах 2003 г.) или 1150 долларов США.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ существующей технологии возделывания винограда в укрыв зоне орошаемого земледелия Таджикистана показал, что применяемые зд серийные машины по укрывки и открывки кустов винограда, междурядно межкустовой обработке почв мало эффективны и приводят к значительным тратам труда (более 300 чел.-ч./га) и потерям урожая винограда до 30%.

2. Исследованиями физических и технологических свойств почвы и ви градной лозы, в выше указанной зоне Таджикистана, как объектов воздейст на них рабочих органов, установлено:

-твердость почвы в горизонтах 0...50 мм - 0,40...0,50 МПа; 50... 100 0,75...0,90 МПа; 100...150 мм- 0,90...1,1МПа; 150...200 мм - 1,40...1,50 МПа.

- удельное сопротивление почвы сдвигу при влажности почвы 17...1 1,5...3,0Н/см2;

- максимальный радиус изгиба лозы для однолетних побегов 10...15 мм, че рехлетних - 35.. .40 мм;

- сила наклона пучка лоз на высоте 250...300 мм - 30-50 Н;

- высота штамба растений винограда 200...250 мм;

- параметры укрывочного вала11= 0,4 м, В = 1,37 м;

- отклонения кустов от оси рядка ± 100 мм;

- расстояние между кустами в ряду 2 ± 0,15 м.

3. При теоретических исследованиях рабочих процессов укрывки и крывки виноградной лозы, междурядной и межкустовой обработки почвы по чены уравнения: для определения закономерности изменения угла поворота выдвижной лапы как функции от времени I - (формула 14); для определения противления выдвижной лапы - (17); уравнение регрессии для определения тимальных параметров рабочих органов для укрывки и открывки кустов ви града (20 и 21). Обоснована схема расстановки укрывочных корпусов - (1 и^2

4.Лабораторно-полевым исследованиям подтверждены результаты тео тических исследований технологических процессов и установлены геометри ские параметры рабочих органов:

- укрывочный корпус должен иметь высоту - 600 мм; длину отвала - 1200 мм; ширину захвата - 350 мм; угол резания лемеха - 25°; угол установки лезвия лемеха к стенке борозды - 45°;

- лемех отпашника должен иметь угол вхождения в почву - 30...35°; угол установки лемеха в продольной плоскости - 40...45°; длина лемеха и отпашника -420...450 мм; ширина лемеха-90 мм; высота отпашника - 150...170 мм.

- диаметр открывочного диска - 850...900 мм, угол установки диска по ходу агрегата до 7° а в поперечной плоскости - до 5°;

- выдвижная лапа должна быть по длине -720 мм, ширине - 90 мм, угол вхождения лапы в почву - 25...35°; угол установки лапы - 40...45°.

5. Полевыми исследованиями установлены оптимальные режимы работы, технологические и энергетические показатели рабочих органов на отдельных операциях:

- укрывке - скорости движения агрегата рекомендуется 2...2,4 м/с, когда полнота укрывки куство винограда составляла 92...95 %, а степень крошения почвы повышалось на 10 %;

- открывке - скорость движения агрегата - 0,76 м/с, степень рыхления почвы на укрывном валу - 61...65%, тяговое сопротивление - 2,6 кН, степень открывки кустов винограда-92...95 %;

- межкустовой обработке почвы - скорость движения агрегата - 1,2 м/с, при этом качество рыхления почвы улучшилось на - 7...12%, степень механизации повысилась до 7%, уничтожение сорной растительности возросла на 8... 11%.

6. Научно-практическая реализация результатов исследований способствовала совершенствованию комплекса рабочих органов машин для укрывки и открывки виноградной лозы, межкустовой обработке почвы с обоснованием их оптимальных параметров и на основе чего разработана технологическая карта производства винограда в укрывно(й зоне орошаемого земледелия Таджикистана с урожайностью 100ц/га и схемой посадки 3x2м, позволяющая снизить затраты труда на 75% или 225 чел.- ч/га.

7. Для реализации операций разработанной технологической карты, меняемой при возделывании виноградников в укрывной зоне, рекоменду усовершенствованный комплекс виноградниковых машин, его применение собствует повышению производительности труда в 4 раза, степени сниже приведенных затраты труда и издержек соответственно на 75 и 51%. Годо экономическая эффективность на один комплекс предложенных виноградни вых машин составил 3735 сомони (по Республике Таджикистан в ценах 2003 4 или 1150 долларов США. 1

Основные положения диссертации изложены в следующих работах: Статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК РФ:

1.Буходуров Ш.Б. Графоаналитическое построение нормы защитной зоны круг виноградного куста после прохода выдвижной лапы. // Вестник Российс академии сельскохозяйственных наук. 2003.-№6.-с.71-72 (0,25 п.л.).

2.Буходуров Ш.Б. Совершенствование технологии укрывки кустов виноград Техника в сельском хозяйстве. - 2004.-№ 5. с. 40. (0,20 п.л.).

3. Буходуров Ш.Б. Теоретическое и экспериментальное исследование тягов сопротивления выдвижной лапы для межкустовой обработки виноградников Доклады Таджикской академии сельскохозяйственных наук. -2004,- № 7 -с.89-93. (0,5 пл.).

4.Буходуров Ш.Б. Основные параметры и геометрическая форма лезвия нож отпашником.// Вестник национального университета (научный журнал), Душ бе «Сино».-2006.- №5 (31) с. 190-197. (0,25 пл.).

5.Буходуров Ш.Б. Обоснование основных параметров открывочных рабочих ганов. // Вестник национального университета (научный журнал), Душан «Сино».- 2006.- №5 (31).-с.205-209. (0,18 пл.).

6.Буходуров Ш.Б. Исследование кинематики движения укрывочных и откр i <

вочных виноградниковых машин. /Н.И. Джабборов, Ш. Б. Буходуров //Докл Таджикской академии сельскохозяйственных наук,- 2007.- №2 (12). (0,30/0, пл.).

7. Буходуров Ш.Б. Усовершенствование способа открывки кустов винограда с пневмодутьевыми машинами. /Н.И. Джабборов, Ш. Б. Буходуров // Доклады Таджикской академии сельскохозяйственных наук.- 2007.- №2 (12). (0,25/0,12 пл.).

8.Буходуров Ш.Б. Тензометрическая рамка для определения тягового сопротивления навесных сельскохозяйственных машин трактором МТЗ-82. // Вестник национального университета (научный журнал), Душанбе «Сино».-2007.- №3

' (35).-с.135-139. (0,20 п.л.).

9.Буходуров Ш.Б. Технологические процессы по возделыванию виноградников в условиях укрывной зоны республики Таджикистан. // Вестник национального университета (научный журнал), Душанбе «Сино».-2007.-№3 (35).-с.164-177. (0,45 п.л.).

10. Буходуров Ш.Б., Емелин Б.Н. Механизированная открывка винограда после зимовки. // Вестник Саратовского Госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. -2008. -Ks 6.-с. 57-59. (0,3/0,15 пл.).

Монографии и рекомендации:

П.Буходуров Ш.Б., Мамадиев X. Механизация в виноградарстве. Худжанд, 2001.-е. 347. (20,3/11,1 п.л.).

12. Буходуров Ш.Б. Основы совершенствования комплекса машин и технология возделывания виноградников. Изд. «Рахим Джалил», Худжанд.-2007.-с. 191.(12,8 п.л.).

13. Рекомендации по возделыванию виноградников на промышленной основе в Северном Таджикистане. - Гафуров, 1982. с. 28. // Азимов А.Р., Кириллов В.Ф., Ашуров A.A., Махмудов Д.М., Ли С.Д., Буходуров Ш.Б. (2,7/0,45 п.л.).

14. Рекомендация по механизации укрывки и открывки виноградников в Лени-набадской области. - Гафуров, 1983. 14 с. // Буходуров Ш.Б., Ашуров A.A., Азимов А.Р. (0,9/0,3 пл.).

15. Эргашев А.Э., Буходуров Ш.Б. и др. Агротехника возделывания садов и виноградников. // в кн.: Научно - обоснованная система ведения земледелия в Ле-нинабадской области Таджикской ССР. Душанбе.-198б.-с.86-90. (0,25/0,12 пл.). Публикации в центральной печати Республики Таджикистан:

16. Буходуров Ш.Б., Ашуров A.A. Рекомендации по открыванию виноградных кустов. // Сельское хозяйство Таджикистана.-1975.-№ 2.-С.19-20. (0,10/0,05 пл.).

17. Буходуров Ш.Б. Усовершенствование выкопочной скобы для выкопки саженцев винограда. // Сельское хозяйство Таджикистана.-1976.-№3.- с.32-33. (0,10 пл.).

18. Буходуров Ш.Б., Ашуров А.А, Несколько рекомендаций по использова укрывочных корпусов почвообрабатывающих машин. // Сельское хозяйс Таджикистана.-1976.-№11.-е. 36-37. (0,14/0,07 пл.).

19. Буходуров Ш.Б. Комбинированная виноградооткрывочная машина. // С ское хозяйство Таджикистана,-1980.-№4.-с. 12-13. (0,12 п.ч.).

20. Буходуров Ш.Б. Механизированное открывание виноградника. // Сельс хозяйство Таджикистана. -1985.-№5.-с.14-15. (0,25 пл.).

21. Буходуров, Ш.Б., Ашуров A.A. Механизация в виноградарства. // Сельс хозяйство Таджикистана. -1986.-№4.-с.17-18 (0,20/0,10 пл.).

22. Буходуров Ш.Б. Усовершенствование приспособления ПРВН-74000 для 1 крывки кустов винограда. // Агропромышленный комплекс Таджикистан

1987.-№6.-с.9-10. (0,13 пл.).

23 .Буходуров Ш.Б. Улучшение укрывки виноградников. //Агропромышлен комплекс Таджикистана.-1987.-№8.-с.17-18. (0,14 пл.).

24.Буходуров Ш.Б. Комплексная механизация виноградар //Агропромышленный комплекс Таджикистана.- 1988.-№ 6.-е. 10-11. (0,3 пл.

25. Буходуров Ш.Б., Ганиев И. Снятие утеплителей на виноградниках. // С екая жизнь.-1990.-№2.- с.18-19. (0,20/0,10 пл.).

26. Буходуров Ш. Б. Повышение степени механизации на технологический цесс междурядной и межкустовой обработки почвы на виноградниках. // Ки варз (Вестник ТАУ).-2003.- № 3.-е. 36-38. (0,30 пл.).

27. Буходуров Ш. Б. Выбор формы поперечного сечения стойки выдвижных для межкустовой обработки почвы тяговым сопротивлением. // Кишо (Вестник ТАУ).- 2003.- № 4.-С.43 - 46. (0,35 пл.).

28. Буходуров Ш. Б. Механизация работы на виноградниках. // Дехкон (жу 2003,- № 7 (12).-с.26 - 28. (0,30 пл.).

29. Буходуров Ш. Б. Динамометрирование навесных сельскохозяйствен машин трактором МТЗ - 80 «Беларусь». // Дехкон (жур.).- 2004,- № 1 (18).-с. 13. (0,25 пл.).

30. Буходуров Ш. Б. Рациональное использование виноградниковых маши приспособлений для междурядной и межкустовой обработки почвы. // Кишо (жур.).- 2004,- № 4 (12).-c.l 1 - 14. (0,28 пл.).

Материалы международных и республиканских конференций:

31.Буходуров Ш.Б., Юсуфов Э. Прогрессивные методы возделывания виног ников в условиях укрывной зоны Северного Таджикистана. // В кн. Повыше эффективности производства и улучшение качества винограда и вина. Ново касск.-1980.-с.56 - 62. (0,18/0,09 пл.).

32. Буходуров Ш. Б., Ашуров А. А., Масаидов X. Качество работы средств ханизации при закладке абрикосового сада и виноградников. // Краткие тез докладов Всесоюзной научной конференции молодых ученых по абрикосу проблеме «Повышение эффективности возделывания индустриальных абр совых садов». Гафуров.-1984.-с.46-47. (0,12/0,04 пл.).

33. Буходуров Ш. Б. Некоторые пути повышения производительности вино-градниковых машин и орудий. //Тезисы докладов научно - практической конференции преподавателей. ЛФТПИ. Ленинабад.- 1990.-е. 40-41. (0,20 пл.).

34.Буходуров Ш.Б. Повышение эффективности работы дискового открывочного рабочего органа. //Тезисы докладов научно - отчетной конференции преподавателей. ЛФТПИ. Ленинабад.-! 990.-е. 41-42. (0,20 пл.).

35. Буходуров Ш.Б. Проектирования конического редуктора для ямокопателя КЯУ - 100. // Сб. докл. Научно - теоретической конференции преподавателей ХФТТУ. Душанбе,-1992.- с. 98. (0,35 пл.).

36. Буходуров Ш.Б., Сангинов А.К. Проектирование конического редуктора на ПЭВМ «Агат» при выполнение курсового проекта по ДМ. // Сб. докл. Научно-теоретической конференции преподавателей ХФТТУ. Худжанд.-1992.-с.43-49. (0,4/0,2 пл.).

37.Буходуров Ш.Б., Усманов Ш.Д. Теоретические предпосылки механизированной открывки виноградников в условиях Северного Таджикистана. Тезисы докладов Научно - отчетной конференции преподавателей. Худжанд.-1992.-с.8 -9. (0,30/0,15 пл.).

38. Буходуров Ш.Б., Усманов Ш.Д. Анализ проведенных исследований орудий и приспособлений для укрывки виноградных кустов. // Тезисы докладов «Научно - отчетной конференции преподавателей». Худжанд.-1992.-с.15 - 16. (0,30/0,15 пл.).

39. Буходуров Ш.Б., Усманов Ш.Д. Исследование агротехнических показателей работы выдвижной лапы. // Тезисы докладов «Научно - теоретической конференции молодых ученых и специалистов Ленинабадской области». Худжанд.-1996.-е. 28-30. (0,30/0,15 пл.). .

40. Буходуров Ш.Б. Повышение эффективности использования машин при открывки виноградников. // Тезисы «Международной межвузовской научно - теоретической конференции, посвященной 1100-летию государства Саманидов и 90-летию со дня рождения акад. Б. Гафурова». Худжанд.-1998.-с. 66 - 67. (0,2 пл.).

41.Буходуров Ш.Б., Рахимов Р. Улучшение качества технологии посадки виноградных чубуков. // Тезисы докладов региональный научно - практический конференции посвященной 10 - летию независимости Таджикистана. Худжанд.-

« 2001.-c.14 -16. (0,13/0,006 пл.). «

42. Буходуров Ш. Б. Качественные показатели почвообрабатывающих машин при междурядной и межкустовой обработке почвы на виноградниках. // Материалы областной научно - производственной конференции по развитию отрасли сельского хозяйства Согдийской области. Худжанд.-2006.-с.173 - 175. (0,17 пл.).

43. Буходуров Ш. Б. Пути повышения производительности открывки кустов * винограда с пневмонадувными машинами. // Материалы областной научно -

производственной конференции по развитию отрасли сельского хозяйства Согдийской области. Худжанд.- 2006.-е. 176 - 179. (0,23 пл.). Публикации в трудах НИИ:

44.Буходуров Ш.Б. Механизированное укрытие виноградников. // Тематичес сборник научных трудов - Душанбе.- 1975.-С.286-290. (0,13 п.л.)

45. Буходуров Ш.Б. Необходимость укрывки виноградников в Уратюбинс зоне Северного Таджикистана и некоторые физико-механические свойства ноградного куста. // Тематический сборник научных трудов - Душанбе,- 19 с.113 - 120. (0,11 п.л.).

46. Буходуров Ш.Б. Теоретические предпосылки к обоснованию диаметра ди открывочного приспособления. // Тематический сборник научных трудов -шанбе.-1976.- с.147- 151. (0,11 п.л.).

47. Буходуров Ш.Б., Ашуров A.A. К вопросу оптимальной расстановки ра чих органов укрывочного приспособления на виноградниках предгорной з Ленинабадской области. // Тематический сборник научных трудов - Душан 1976.-с. 139- 135. (0,17/0,08 п.л.).

48. Буходуров Ш.Б., Ашуров A.A. К вопросу о механизированной укрывке ноградных кустов машиной ПРВН - 2,5А в условиях Уратюбинского рай Ленинабадской области. // Тематический сборник научных трудов - Душан 1976,- с. 135 - 140. (0,21/0,10 п.л.).

49. Буходуров Ш.Б,, Ашуров A.A. Анализ работы отечественных орудий, п способлений для открывки виноградников. // Садоводство, виноградарств овощеводство на грубоскелетных почвах. // Тематический сборник науч трудов. Т.ХШ. Душанбе,- 1977.-е. 87-91. (0,21/0,10 п.л.).

50. Буходуров Ш. Б., Ашуров А. А. Применение укрывочных машин, оруди приспособлений на виноградниках. // Садоводство, виноградарство и овощев ство на грубоскелетных почвах. // Тематический сборник научных тру Т.ХШ. Душанбе.-1977.-с. 92 - 96. (0,19/0,09 п.л.).

51. Буходуров Ш. Б., Ашуров А. А. Некоторые качественные показатели п способления НО - 18 при межкустовой обработке почвы. // Садоводство, в градарство и овощеводство на грубоскелетных почвах. // Тематический сбор научных трудов. Т.ХГУ. Душанбе.-1978,-с. 142 - 150. (0,11/0,05 п.л.).

52. Буходуров Ш.Б., Ашуров A.A. Использование комплекса машин для отк вания виноградников. Садоводство, виноградарство и овощеводство на гр скелетных почвах. // Тематический сборник научных трудов. Т. X IV Душан 1978.-е. 153-159. (0,12/0,06 п.л.).

53.Ашуров А. А., Буходуров Ш.Б., Мухитдинов А. Динамометрирование на ных сельскохозяйственных машин трактором ДТ - 75М. И Садоводство, в градарство и овощеводство на грубоскелетных поч Тематический сборник научных трудов. Т.ХГУ. Душанбе,-1978.-е. 179 -(0,21/0,07 пл.).

54.Буходуров Ш.Б. Агротехнические требования к механизированному ук тию и открытию виноградников в Уратюбинской зоне. // Садоводство, вино дарство и овощеводство на грубоскелетных почвах. Тематический сборник учных трудов, Т.ХУ. Душанбе.-1980.-с.57 -61. (0,12 п.л.).

55. Азимов А.Р., Юсуфов Э., Буходуров Ш.Б. Эффективность механизиро ного укрытия виноградных кустов при разных формировках. // Садоводство,

ноградство и овощеводство на глубоскелетных почвах. Тематический сборник научных трудов. Т.ХУ. Душанбе.-1980.-е. 51-56.(0,12/0,04 пл.).

56. Буходуров Ш.Б. Совершенствование технологии по механизированной посадке многолетних насаждений на каменистых почвах Северного Таджикистана. // Возделывание, агротехника, селекция и механизация плодовых культур в Ленинабадской области. // Сборник научных трудов. Душанбе,-1989.-е. 87 - 89. (0,20 п.л.).

57. Пат. № 73581 Российская Федерация МПК А01В 13/04. Приспособление к плугу для открывки кустов виноградника / Рыбалко А.Г., Слюсаренко В.В., Миркин С.Н., Хизов A.B., Буходуров Ш.Б., Шардина Г.Е., Алексеева А.И. - №2007148277 заявл. 24.12.2007; опубл. 27.05.2008, Бюл № 15,-2с.

Подписано в печать 13. 12. 2008. Формат 60x84 1/16 Бумага офисная. Гарнитура Times. _Печ. л. 2,0 Тираж 100. Заказ 536/2008_

Типография ОООп « Орион» 410031 г. Саратов, ул. Московская 62 тел.: (8452) 23-60-18