автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Выбор типа и обоснование параметров рабочего органа для локального внесения минеральных удобрений

О О П

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИСОЩЦОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ВИМ)

ШЕХОЩОВА ЕЛЕНА ПАВЛОВНА

ВЫБОР ТИПА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Специальность 05.20.01 - Механизация сельскохозяйственного

На правах рукописи

производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ыосква-1990

Работа выполнена во Всесопзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательской институте механизации сельского хозяйства (НИМ).

Научные руководитель - Нефедов Б.А., кандидат технических

наук, старший научный сотрудник

Официальные оппоненты - Сакун Б.А., доктор технических наук,

Ведущее предприятие - Всесоюзный ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт удобрений и агропочвоведения

Защита состоится в часов "/Л" ишёци? 1990 Р. на заседании специализированного совета Д.020.02.01 по присуждении ученых степеней каедидата и доктора технических наук во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства по адресу: 109428, Москва, 1-й Институтский проезд, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВШ.

профессор

Сизов O.A., кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук

Э.В.Жалнин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Фактически единственным направлением решения главной проблемы сельского хозяйства - увеличение производства зерна из расчета I т на душу населения - является повышение продуктивности поля. Подразумевается, что крупные потери урожая, имеющиеся в настоящее время, уменьшены до нормативных значений и удовлетворение возрастающих потребностей страны должно обеспечиваться за счет интенсивного наращивания валовых сборов. К числу основных факторов роста урожайности относится применение перспективных сортов, использование высококлассных семян, обеспечение нужного плодородия почвы, реализация оптимальной агротехники возделывания. Очевидно, что наилучший эффект дает совокупное использование указанных взаимосвязанных факторов, хотя каждый из них имеет самостоятельное значение. Исключительную роль для плодородия почвы и питания растений играют удобрения. Серьезные упущения с подготовкой и использованием органических удобрений вызывают необходимость крупномасштабного применения минеральных. Использование их в СССР в течение двух предыдущих пятилеток возросло на 4,1 млн.т, в то время как в США сократилось на 0,5 млн.т. Однако производство зерна в нашей стране снизилось за этот период в среднем с 205 до 180,3 млн.т, в то время как в США возросло с 274 до 306,6 млн.т. Это свидетельствует о необходимости решения, в первую очередь, качественной стороны использования удобрений за счет совершенствования технологии и технических средств. Большие перспективы в этом отношении представляет способ локального внесения удобрений, который при рациональных решениях позволяет усилить эффект их действия приближением к корневой системе растений, ограничить за счет этого вносимую дозу фактически усваиваемой величиной, снизить в результате затраты, существенно уменьшить загрязнение среды.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИОКР вим и заданием 05.03.Т "Разработать и внедрить в производство технологический процесс внесения твердых минеральных удобрений ленточным способом" общесоюзной научно-технической программы 051.12 ГКНТ СССР.

Цель работы - обоснование параметров и разработка рабочего органа для локального внесения минеральных удобрений, обеспечивающего снижение деформации почвы и энергозатрат, улучшение комфортности развития растений, уменьшение загрязненности среда.

Методика исследований. Закономерности процесса бороздообразова-шя и характер деформации почвы при внесении минеральных удобрений исследуемым рабочим органом изучали на специально изготовленном лабораторном стенде с использованием почвенного канала. Установка позволяла задавать и фиксировать нужные скорость и глубину хода рабочего органа, измерять тяговое сопротивление.

Оригинальность разработанной методики лабораторных исследований - в использовании почвенного канала и исследуемых образцов рабочих органов из прозрачного материала для фото- и киносъемок процесса, в применении модельного заменителя почвы для исключения влияния неоднородности и непостоянства свойств реальной почвы, в формировании "постелей" и "экранов" из цветных частиц послойной укладки, позволяющих визуально наблюдать и фиксировать кинокамерой особенности деформации и перемещения почвы под воздействием исследуемого рабочего органа. С применением специально разработанного профиломера определяли гребнистость поверхности поля после прохода рабочего органа. Тяговое сопротивление рабочих органов исследовали в лабораторных условиях с применением специально разработанных тен-зотележки и тензозвеньев индивидуальной тарировки, .малогабаритной измерительной аппаратуры с автоматической регистрацией импульсов, в полевых - с применением специальной тензорамы, агрегатируемой с трактором МТЗ-80, и передвижной тензометрической станции ВИСХОМ на базе автомобиля ГАЗ-66. Скорость перемещения рабочих органов в почве фиксировали при помощи специального импульсного датчика,све-толучевого осциллографа K-I2-22, самописца и кинокамеры. В связи с большим массивом экспериментальных данных и для обеспечения необходимой достоверности расчетов разработали специальные программы на языках Basic и S0PTPAH-77 для ЭВМ. Расчеты площадей деформируемой почвы проводили с использованием формулы Симпсона по специальной программе для персонального компьютера ГОШ IBM PC/AT. Погрешность лабораторных экспериментов и агротехнической оценки исследовавшихся рабочих органов не превышала 5...1% при доверительной вероятности 0,95.

Функциональные зависимости качественных показателей и тягового сопротивления тукозаделывающего рабочего органа от его основных параметров получали в виде уравнений регрессии. Коэффициенты регрессии находили методом наименьших квадратов по стандартным программам на ЭВМ "Наири-3-2". Разработанную методику расчету параметров тукозаделыватацего рабочего органа проверяли путем испытания в хо-

зяйственных условиях комплектов опытных образцов в составе машины АЬМ-8 повышенной проходимости для локального внутрипочвенного внесения сухих минеральных удобрений.

Объектом исследования являлись разработанный тукозаделывающий рабочий орган и технологический процесс воздействия его на почву при внесении удобрений. Эффективность способа проверяли на зерновых колосовых культурах на полях Северо-Кавказского филиала ВИМ Краснодарского края и опытно-производственного хозяйства ВИМ "Каменка" Московской области, характеризующихся существенным различием почвенно-климатических условий.

Научную новизну представляют описанные аналитическим выражением закономерности перемещения почвы по рабочей поверхности тукозаде-лывающего рабочего органа оригинальной конструкции с фронтальной проекцией в виде параболы. Новизна 'конструкции рабочего органа для эффективного внесения минеральных удобрений защищена четырьмя авторскими свидетельствами и четырьмя положительными решениями по заявкам.

Практическую значимость имеют методика выбора параметров опытного образца оригинального рабочего органа для локального внесения минеральных удобрений, технологическая эффективность которого подтверждена результатами производственной проверки, рекомендации конструкторским организациям по параметрам, принятые к реализации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на конференции молодых ученых и специалистов ВИМа (Москва, 1988 г.); на Всесоюзной конференции "Земледельческая механика и программирование урожаев" (Симферополь, 1987 г.); на Всесоюзном координационном совещании "Разработка и внедрение приемов локального внесения минеральных удобрений в интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур" (Горки, 1988 г.); на республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов "Интенсификация агропромышленного производства на современном этапе" (Баку, 1988 г.); на координационном совещании "Проблемы рационального использования топливно-энергетических ресурсов в агропромышленном комплексе страны" (Москва, 1988 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Современные проблемы земледельческой механики" (Мелитополь, 1989 г.); на секции Ученого совета ВИМ (Москва, 1990 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 печатных работах. Аннотации четырех авторских свидетельств приведены в соответствующих выпусках бюллетеня изобретений.

Структура диссертации. Диссертационная работа общим объемом 160 страниц с 50 иллюстрациями и 12 таблицами имеет реферат, введение, шесть глав, выводы, список литературы, включающий 173 наименования отечественной и 20 наименований зарубежной литературы, приложения.

Содержание работы. Во введении обоснованы актуальность диссертационной работы, цель и задачи исследований, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В главе I проанализированы развитие и современное состояние технологии и техники внесения минеральных удобрений.

Физические и агрохимические основы эффекта локального обеспечения растений минеральными удобрениями как наиболее эффективного приема управления программированной продуктивностью поля развиты в работах Д.А.Коренькова, В.К.Трапезникова, Б.А.Ягодина, Д.Н.Прянишникова, В.Д.Панникова, Н.С.Авдонина, А.С.Коржуева, Е.В.Бобко и других ученых.

Существенные преимущества локального внесения минеральных удобрений состоят в возможности оптимизации доз при рациональной обеспеченности растений и вытекающих отсюда возможностях их минимизации, столь важных в экологическом и экономическом отношениях.

Исследованиями отечественных (Ю.В.Иванов, Н.М.Марченко, Б.А.Нефедов, Г.И.Личман, И.И.Вахрамеев, Н.М.Флайшер, В.В.Петровец, Г.Д.Белов, В.А.Дьяченко, Б.И.Резников, В.Е.Булаев) и зарубежных (Hazapiak S., Oskaraen Я., Slcriver К. ) ученых установлены значительные потенциальные преимущества локальных способов внесения удобрений по сравнению с традиционными, предложены пути технической их реализации.

В работе приведены обобщенные требования к способу и техническим средствам локального внесения минеральных удобрений с точки зрения наилучшего использования выгодных преимуществ. Проанализировано соответствие разнообразных рабочих органов и приспособлений основным агротехническим показателям.- Контрольными испытаниями опытных образцов машин АШ-8, МКП-4, ГУН-4, C3K-3,3, ММВ выявлено их несоответствие отдельным агротехническим показателям. В диссертации рассмотрены рабочие органы СибИМЗ, Башкирского СХИ, Кубанского СХИ, БелСХА, АНИИЗиС, ЦНИИМХХ, ШКТИМ сельхозхиммаш и других 6

организаций. Учтены конструкции машин и приспособлений, используемых в ФРГ, США, Норвегии, Финляндии. Для лучшей сопоставимости анализируемые образцы группировали по соответствующим признакам классификации (активности привода, углу вхождения в почву и др.). Установлено, что существующие рабочие органы имеют отклонение от заданной глубины хода, значительную неравномерность ширины лент и концентрации удобрений в вертикальной и горизонтальной плоскостях, неудовлетворительную стабилизацию доз удобрений, сгруживание почвы и интенсивное бороздообразование, низкую эксплуатационную надежность и др. Вместе с тем проверка рабочих органов различного типа, проведенная при разных условиях и методических подходах, не позволяет сопоставить показатели их работы и объективно ранжировать по определенным параметрам. Для правильного выбора направлений совершенствования принципа действия и конструкции рабочих органов с учетов положительных свойств существующих оказалось необходимым проведение сравнительных исследований лучших конструкций. В качестве исследуемых объектов выбраны представители четырех групп рабочих органов: активного типа с острым углом вхождения в почву, активного с тупым углом, пассивного с острым углом, пассивного с тупым углом. По сумме технологических и эксплуатационных показателей в качестве характерных представителей выбрали соответственно сошник на 5 -образной стойке, однодисковый сошник, рыхли-тельную лапу и сегменгообразный сошник.

Задачами диссертационной работы предусматривалось:

- исследовать процесс внутрипочвенного локального внесения минеральных удобрений, закономерности перемещения и перемешивания слоев почвы, формирования лент удобрений;

- провести сравнительные испытания применяющихся рабочих органов для локального внесения минеральных удобрений;

- обосновать параметры и разработать конструкцию конкурентоспособного рабочего органа для локального внесения минеральных удобрений с повышенной технологической эффективностью;

- провести проверку в хозяйственных условиях созданных опытных образцов рабочих органов для внутрипочвенного внесения основной дозы минеральных удобрений под зерновые колосовые культуры.

В главе 2 изложено теоретическое обоснование направлений совершенствования внутрипочвенного внесения минеральных удобрений. Учитывалась необходимость соблюдения важнейших агрономических показателей, характеризующих качественное выполнение технологического

процесса с целью интенсификации продуктивности поля за счет оптимального питания возделываемых культур. Для уменьшения интенсивности бороздообразования и гребнистостк почвы, а следовательно, тягового сопротивления необходимо свести к минимуму нерациональную деформацию, перемешивание и перемещение слоев почвы. Чтобы обеспечить эффективное использование удобрений, необходимо внесение их во влагообеспеченные слои почвы зоны развития корневой системы, исключив при этом их иссушение предотвращением выноса влажных слоев на поверхность и попадания сухой почвы на дно борозда до закрытия внесенной ленты удобрений. Минимизация загрязнения среды минеральными удобрениями обеспечится внесением их плоской лентой заданной ширины в объеме расчетной дозы непосредственно в зону усвоения корневой системой.

Теоретические исследования различных аспектов машинной почвооб-работки развиты в работах П.Н.Бурченко, А.С.Кушнарева, И.М.Панова, В.А.Сакуна, В.ВЛруфанова, О.А.Сизова, А.П.Спирина, Б.И.Резникова, Н.М.Флайшера и др. Закономерности комбинированного процесса подготовки почвы и внутрипочвенного внесения удобрений значительно усложнены многообразием действующих факторов (неоднородностью почвы, непостоянством условий среды и т.д.).

Для установления характера движения частиц почвы по рабочей поверхности произвольной формы решали систему уравнений

d4 -

ц ¿fct = Р + aped f и.Ц.Е» t ) > (i)

j(X,tj,Z,t) = XCOSoí* у^О^-'уМ+ШЗ^-p = 0 ; (2)

i I t

tos oí + tOS Ji + tos | - 1 P >/Q (3)

для общего случая трехгранного клина (рисЛ) при начальных условиях:

к

-I -41— X I

={созо{; со«! |

/

Рис Л. К определению принципиальных направлений совершенствования локального внесения удобрений

В результате получили уравнения траектории движения частиц:

< £

х*-г-со$си<ку <|1 + V Ь ;

(5)

I 9 9

Zs--gsln. fi »икр «к т^ •

I

Уравнения (5) справедливы при выполнении условия (3) и ^—,

где ^ - характерный размер рабочего органа: 1 = ,

А1 * В* С* .

Сб)

Анализом уравнения (5) установлено, что:

-на перемещение частиц в направлении,. перпендикулярном движению рабочего органа, решающее влияние оказывают углы (Л. и ^ ;

- вынос частиц на поверхность или заглубление их определяется знаком выражения (С03]5 С05^ V - ^ $1п.1<у IИ >, 0 ;

- для уменьшения смещения почвы в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном перемещению рабочего органа, а следовательно, для уменьшения ширины борозды необходимо уменьшить угол о!, или скорость V движения рабочего органа.

Площадь и форма рабочей поверхности определяются выражениями для заглубляющей р» и выглубляющих р« , р. сил в уравнении

Н + - • <7>

Заглубляющая сила в виде вертикальной составляющей сил,

действующих на рабочую поверхность, записывается как

в г г

+ , (9)

где Ь - масса рабочего органа, воспринимаемая подвеской^ кг; р(М\- напряжение сил суммарного давления почвы на рабочую поверхность тукозаделывагацего органа, Па; ^ = V угол между нормалью к рабочей поверхности и направлением движения в точке И > град; $ - площадь рабочей поверхности, м^; ^ - средняя плотность почвы, кг/м3. Выражение для выглубляющей силы, обусловленной взаимодействием режущей кромки с почвой, имеет вид

I , (Ю)

* I

где Б) - напряжение сил суммарного давления почвы на режущую кромку, Н;

Ь - длиня реющей :сро1:кя, ы,

^ - другие выглубляющие силы, Н; = ) - угол между нормалью к режущей кромке и направлением

движения в точке 5 » град. Форма рабочей поверхности определяется характером изменения угла ^М) .

В главе 3 приведена программа и методика экспериментальных исследований в лабораторных и полевых условиях характерных представителей используемых в производстве и разработанных на основании диссертационного исследования рабочих органов для локального внесения минеральных удобрений (рис.2). Наряду с измерением показателей, характеризующих свойства конструкции конкретного рабочего органа, рассмотрены методические вопросы исследования влияния их на процесс бороздообразования, в том числе на вынос влажных слоев на поверхность и перемешивание слоев почвы, перенос почвы по ходу движения рабочего органа, равномерность размещения ленты удобрений по глубине и ширине и др.

Рис.2. Исследовавшиеся рабочие органы:, используемые в производстве (1...4); разработанные соискателем (5,6); I ПОСЖ - рыхлительная лапа; 2 АТНПр - однодисковый сошник; 3 АОС - сошник на 5 -образной стойке; 4 ПТШ -сошник сегментообразный; 5 ПТН - сегментно-параболический сошник; б ПТС - сегментно-параболический сошник с рабочей поверхностью в форме двух симметричных логарифмических

спиралей

В подрисуночной подписи буквы обозначают: П - пассивного действия; А - активного действия; 0 - острый угол вхождения; Т - тупой угол вхождения; С - симметричная конструкция; Н - несимметричная конструкция; Пр - подпружиненная стойка; К - жесткая стойка.

В главе 4 приведены результаты сравнительных исследований четырех типов рабочих органов для локального внутрипочвенного внесения минеральных удобрений как характерных представителей групп конструкций, наиболее удовлетворяющих требованиям практики.

Характер бороздообразования оценивали по ширине разброса почвы, рельефности и высоте гребней, отклонению глубины борозды и др. Установлено, что по качеству бороздообразования ни один из сошников не отвечает в полной мере требуемым условиям подготовки ложа под удобрения, располагаясь пр этим требованиям в очередности: сегментообразный сошник, рыхлительная лапа, сошник на 3 -образной стойке, однодисковый сотник. При сопоставимости значений отдельных показателей, например ширине разброса почвы, выявлены значительные отклонения других. Так, при равных значениях глубины и скорости хода выброс почвы на поверхность, выражающийся высотой гребней, однодисковым сошником в 5 раз выше, чем сегментообразный. Однодисковый сошник формирует большую по сравнению с сегментообразный площадь выемки борозд в 7 раз, глубину борозды в 3 раза.

В диапазоне заданной глубины хода 5...15 см при скорости 2... 3 м/с устойчивую равномерность хода и глубины внесения удобрений показали сегментообразный сошник ( б = 0,75...1,2) и рыхлительная лапа ( (5 = 0,82...1,46). Выглубление однодискового сошника и сошника на 3 -образной стойке при Н > 10 см, резкие отклонения по глубине и равномерности хода отражают значительные недостатки оцениваемых рабочих органов. Качество заложения ленты удобрений оценивали по средним значениям толщины, ширины ленты и глубине ее залегания, глубины бороздки над лентой и толщины прикрывающего ее слоя почвы. Оказалось, что значения ширины (2,0...2,5 см) и толщины (2,5...3,5 см) ленты, глубины (9,4...9,6 см) внесения удобрений сопоставимы для всех четырех типов испытывавшихся рабочих органов. Однако распределение гранул удобрений сегментообразный сошником происходит равномерно, без пропусков и сгруживакия. Лента равномерно прикрывается слоем материала достаточной толщины при небольшой гребнистости. По качеству формирования ленты удобрения близки к от-меченшм и показатели сошника на 5 -образной стойке, но бороздка над лентой имеет повышенную глубину, что обусловливает уменьшение 12

толщины прикрывающего ее слоя почвы ниже требуемых значений. Интервалы и уплотнения в ленте, формирующейся рыхлительной лапой из-за забивания тукопровода, или недопустимо малая толщина слоя почвы над лентой удобрений, заложенной однодисковым сошником, отражают недостатки этих сошников. Важным показателем работы сошников с точки зрения технологического эффекта и непроизводительных энергозатрат является оценка степени переноса почвы по ходу движения и выноса на поверхность нижних влагообеспеченных слоев почвы. Выявлено существенное различие указанных показателей. При движении рыхлительной лапы и сошника на 5 -образной стойке происходят значительная деформация почвенного пласта, перемешивание слоев почвы по высоте, выброс на поверхность 32...25% нижних влагообеспеченных слоев, что ведет к иссушению рабочей части борозды. Выброс же нг*-них слоев почвы сегментообразным сошником в 5...б раз меньше.

При равных условиях работы тяговое сопротивление сегментообраз-ного сошника во всех вариантах опытов при Н > Ю см было значительно меньше, чем у однодискового сошника, сошника на $ -образной стойке, рыхлительной лапы. При Н - 15 см тяговое сопротивление сегментообразного сошника пропорционально возрастало при V = = 2...2,5 м/с и резко увеличивалось при V > 2,5 м/с и Ц = 15 см. При повышенной глубине хода значительно ухудшалась работа сошников других типов. Вдвое возрастало сопротивление рыхлительной лапы, практически не работал однодисковый сошник, ухудшалось заглубление сошника на 5 -образной стойке. Забиванию и залипанию наименее подвержен однодисковый сошник, наиболее - рыхлительная лапа. Налипание тонкого слоя на поверхности сегментообразного сошника происходит при работе на плотных почвах. По совокупности технологических и энергетических показателей наиболее удовлетворяющим агротехническим требованиям признан сегментообразный сошник. Его принимали в качестве аналога (контрольного образца) при дальнейших сравнительных испытаниях и использовали положительные свойства при создании более совершенной конструкции.

На основании результатов испытаний определены направления совершенствования рабочего органа для локального внутрипочвенного внесения минеральных удобрений с целью уменьшения деформации почвенного пласта и выноса влагообеспеченных слоев почвы на поверхность при более качественной укладке лент удобрений.

В главе 5 изложены результаты обоснования рациональной формы элементов рабочей поверхности и параметров конструкции усовершен-

ствованного рабочего органа для локального внутрипэтвенного внесения минеральных удобрений. Исходя из агротребований, а также условий деформации и перемещения почвы, определяемых аналитическим выражением, выявили следующие показатели и параметры: фронтальная проекция рабочей поверхности передней части сошника - парабола; ширина фронтальной проекции - 42 мм; вылет отгиба нижней части сошника - 100 мм; форма носовой части сошника - сегмент окружности; радиус еегментообразной части сошника - 350 мм; высота рабочей поверхности сошника - 280 мм; угол вхождения сошника в почву тупой -<¿1 >90°. В одной из двух модификаций опытных сошников рабочая поверхность была выполнена в форме двух логарифмических спиралей для оценки возможности уменьшения тягового сопротивления.

Сравнительные исследования опытных сошников и контрольного сег-ментообразного проводили в лабораторных и хозяйственных условиях. Изучены характер послойной деформации по профилю борозды, высота вспушенности, глубина выемки, ширина отброса почвы из центра борозды, высота подъема верхнего слоя по поверхности рабочего органа, дальность переноса верхнего слоя по ходу сошников и вынос нижних слоев на поверхность. Определены и сопоставлены площади взрыхленного слоя , выемки борозды , деформации смещения ,

перемешивания

, общей площади деформации(ряс.3).

5 Ю 15 20 25

Рис.3. Положение гранул удобрений и слоев почвы в поперечном профиле борозды после прохода опытного сошника

30 Х,см

Выгодные технологические преимущества нового рабочего органа проявились з уменьшении общей площади деформации почвы на 15%, в более равномерном смещении всей массы с сохранением, в основном, структуры залегания, меньшей на 34% площади возмущения, значительно меньшей перемещаемости нижних влагообеспеченных слоев.

Экспериментально подтверждены правомерность теоретических предпосылок по конструктивной форме элементов рабочих поверхностей и обоснованность расчета параметров новой конструкции тукозаделыва-ющего рабочего органа. Установлен высокий технологический эффект опытного рабочего органа с фронтальной проекцией в форме параболы и передней рабочей поверхностью в виде двух логарифмических спиралей. Существенное преимущество агротехнических показателей проявилось в минимальном перемешивании слоев почвы и незначительном выносе на поверхность нижних влагообеспеченных слоев, что обеспечивает лучшее усвоение удобрений корневой системой злаков, а исключение потерь удобрений позволяет характеризовать их внесение как экологически чистое. Уменьшение работы на деформацию почвы за счет применения обоснованных параметров рабочего органа, угла вхождения и форм поверхностей обусловили снижение тягового сопротивления опытного образца на 16...24% по сравнению с контрольным сегменто-образным.

В главе 6 представлены по результатам хозяйственных испытаний показатели технологической и экономической эффективности усовершенствованного сегментно-параболического рабочего органа для локального внутрипочвенного внесения минеральных удобрений под зерновые колосовые культуры, приведена методика выбора основных его параметров. Испытания на тяжелосуглинистых черноземах Краснодарского края при Н = Ю см и V = 2.5...3 м/с под озимую пшеницу выявили повышение равномерности внесения удобрений на 27,6%, снижение гребнистости борозд на 34%, уменьшение тягового сопротивления на 24%. Применение вместо серийных рабочих органов машины АВМ-8 рекомендуемых опытных образцов обеспечило годовой экономический эффект 199,6 руб. без учета повышения продуктивности поля.

выводы

1. Сравнительными испытаниями в полевых условиях выявлено, что наиболее распространенные тукозаделывающие рабочие органы (рыхли-тельная лапа, однодисковый сошник, сошник на $ -образной стойке, сегментообразный сошник) не обеспечивают требуемого качества локального внесения минеральных удобрений, превышая допустимую неравномерность внесения лент удобрений на +1,5 см, вызывая вынос 25...30% вяагообеспеченной почвы из зоны развития корневой системы растений, образуя повышенную (до 8...9 см) гребнистость поверхности поля.

2. Теоретическим анализом, подтвержденным экспериментальными исследованиями, установлено, что при обеспечении фронтальной проекции тукозаделывающего органа в виде части параболы траектория схода гранул удобрений в технологически необходимом диапазоне рабочих скоростей обусловливает кратчайший путь их укладки на дно борозды и минимальную деформацию почвы при незначительном перемешивании ее слоев и умеренном выносе на поверхность поля влагообес-печенной почвы.

3. Получено аналитическое выражение для описания траектории движения частиц почвы по рабочей поверхности тукозаделывающего органа, позволяющее рассчитывать координаты их размещения после схода с рабочего органа, оценивать характер пространственного взаиморасположения, внутрипочвенной деформации, перемешивания слоев

и качество внесения ленты удобрений.

4. Теоретическими и экспериментальными исследованиями обоснован новый высокоэффективный рабочий орган для локального внесения в почву туков под зерновые колосовые культуры, защищенный несколькими авторскими свидетельствами, установлены рациональные его параметры: радиус сетаентообразной носовой части сошника 350 мм, ширина фронтальной проекции 42 мм, вылет отогнутой нижней части 100 мм, высота рабочего органа 280 мм.

5. Экспериментальной прпперкой опытного образца тукозаделывающего рабочего органа установлены уменьшение площади поперечной деформации почвы на 15...20$, снижение перемешиваемости слоев в 4... б раз, уменьшение дальности отброса почвенных частиц в 1,5...2раза.

Совокупность действия указанных факторов обусловливает снижение тягового сопротивления нового рабочего органа на 16...24$, уменьшение затрат энергии на выполнение процесса ленточного внесения удобрений при более высоком технологическом эффекте. 16

6. Отдельные положения методики исследования и анализа процесса бороздообразования могут быть использованы для оценки качества работы тукозаделывающих рабочих органов при их испытании в реальных условиях.

7. Экономическая эффективность применения новых тукозаделывающих рабочих органов на базе машины АВМ-8 без учета прироста и улучшения качества произведенной продукции составляет 199,6 руб.

в год.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Шеховцова Е.П. К выбору рациональной формы рабочего органа для внутрипочвенного локального внесения минеральных удобрений под зерновые колосовые культуры. - Н1Б ВИМ, вып. 78, 1990, с.

2. Шеховцова Е.П. Выбор рабочего органа для допосевного локального внутрипочвенного внесения сухих минеральных удобрений. -

НТБ ВИМ, вып. 71, 1989, с. 9...II,

3. Шеховцова Е.П. Совершенствование технологии подпочвенного внесения сыпучих удобрений под пропашные культуры. - ВНИИТЗИСХ,

№ 50 ВС-89 ДСП, Р.Ж. Удобрение сельскохозяйственных культур. Агро-почвоведение, № 5, 1986, с. 5.

4. Шеховцова Е.П. Влияние конструкций тукозаделывающих рабочих органов на агротехнические показатели при локальном внутрипочвен-ном внесении минеральных удобрений. - Тезисы докладов, ч.П. Баку,

1988, с. 39.

5. Шеховцова Е.П. Пути повышения качества внесения удобрений тукозаделывающими рабочими органами сегментообразного типа. -Тезисы докладов. - М.: БШ, 1989, с. 78.

6. Шеховцова Е.П., Нефедов Б.А., Василенко Е.И. Система локального внесения удобрений и некоторые вопросы разработки техники для ее внедрения. - ВНШГЭИ агропром, № 106/15 ВС-89 ДСП, Р.Ж. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства, № 4,

1989, с. 15.

7. Шеховцова Е.П., Нефедов Б.А. Сравнительная оценка качества работы тукозаделывающих рабочих органов. - НТБ ВИМ, вып. 73, 1989, с. 9...12.

В. Шеховцова Е.П. Способ подготовки почвы под посев пропашных культур. Авторское свидетельство СССР, № 1482558, Б.И. № 20, 1989.

9. Шеховцова Е.П., Нефедов Б.А. Устройство для внутрипочвенного локального внесения удобрений. Авторское свидетельство СССР, № 1561864, Б.И. № 20, 1990.

10. Шеховцова Е.П., Пасниченко П.Г. Устройство для обработки почвы. Авторское свидетельство СССР № 1318179, Б.И. № 23,19ь7.

11. Шеховцова Е.П,, Леонов И.П., Пасниченко П.Г. Устройство для внесения в почву сыпучих материалов. Авторское свидетельство СССР № 1102508, Б.И. » 26, 1984.

12. Шеховцова Е.П., Нефедов Б.А. Устройство для внутрипочвен-ного локального внесения удобрений. А.з. № 4479619/30-15 приоритет от 07.09.88 (решение о выдаче).

13. Шеховцова Е.П., Ирха А.П. Рабочий орган для внесения в почву сыпучих материалов. А.з. № 4612946/30-15 приоритет от 02.12.88 (решение о выдаче).

14. Нефедов Б.А., Иванов Ю.В., Шеховцова Е.П. Устройство для локального внутрипочвенного внесения минеральных удобрений. А.з. № 4625727 приоритет от 26.12.88 (решение о выдаче).

15. Шеховцова Е.П., Ирха А.П. Устройство для локального внутри-почвенного внесения удобрений. А.з. № 4672668/30-15 от 03.04.89 (решение о выдаче).