сотрудник
сотрудник
сотрудник
Россия
сотрудник
Россия
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ГРНТИ 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
В данной работе представлены результаты полевых исследований ротационного орудия для поверхностной обработки почвы, состоящей из рамы, на которой размещена рабочая секция в форме эллипсовидных дисков с двухсторонней заточкой. Большие оси эллипсовидных дисков наклонены к оси вращения. Позади рабочей секции установлен ротационный каток для выравнивания и уплотнения поверхности поля. Целью данной работы является обоснование рациональных значений технологических параметров ротационного орудия на основе экспериментальных исследований в полевых условиях глубины обработки почвы, гребнистости обработанной поверхности поля и степени крошения почвы при различных режимах работы агрегата. Для определения глубины обработки и степени крошения почвы применяли стандартные методы. Гребнистость определяли с помощью прибора ИП-250. В результате исследований было установлено что, при заданной глубине обработки 80 мм и увеличении скорости движения ротационного орудия до 3,61 м/с гребнистость поверхности поля уменьшается и составляет 14-15 мм, а потом начинает увеличиваться. Это объясняется тем, что при больших скоростях ротационный каток не успевает разрушать комки, что приводит к увеличению гребнистости. Также было установлено, что при увеличении скорости движения до 3,61 м/с и глубине обработки 80 мм, степень крошения почвы увеличивается до 86-87%, а при дальнейшем увеличении скорости начинает уменьшатся. Это объясняется тем, что при повышенных скоростях движения агрегата рабочие органы ротационного орудия начинают выглублятся из почвы, вследствие чего не выдерживается заданная глубина обработки почвы и качественное ее крошение. Таким образом, определены рациональные значения скорости движения ротационного орудия с эллипсовидными дисками в пределах от 3,33 до 3,88 м/с, при которых обеспечивается выполнение агротехнических требований к поверхностной обработке почвы.
обработка почвы, эллипсовидные диски, ротационное орудие, гребнистость, крошение почвы, глубина обработки
На сегодняшний день в России и других передовых странах Европы наметилось перспективное научное направление по разработке и исследованию ротационных орудий для поверхностной обработки почвы [1,2,3,4,5,6]. Рабочие органы данных орудий, совершают не только вращательное движение вокруг горизонтальной оси, а также производят дополнительное колебательное движение в вертикально-поперечной плоскости, т.е. при поступательном движении агрегата совершают сложное пространственное перемещение [7,8,9]. Однако известные технические решения недостаточно надёжны и имеют низкую эффективность работы.
Поэтому разработка технических и технологических решений, направленных на повышение надёжности и эффективности поверхностной обработки почвы остаётся актуальной научно-технической задачей для агропромышленного комплекса [10,11].
Целью данной работы является обоснование рациональных значений технологических параметров ротационного орудия на основе экспериментальных исследований в полевых условиях глубины обработки почвы, гребнистости обработанной поверхности поля и степени крошения почвы при различных режимах работы агрегата.
Условия, материалы, методы и объекты исследования. Почвообрабатывающее орудие для поверхностной обработки почвы с эллипсовидными дисками (рисунок 1) состоит из рамы 1 опорных колес 2, механизма навески 3. На раме 1 размещена рабочая секция в форме эллипсовидных дисков 4 с двухсторонней заточкой. Большие оси эллипсовидных дисков наклонены к оси вращения. Позади рабочей секции установлен ротационный каток 5 для выравнивания и уплотнения поверхности поля.
Полевые испытания опытного образца ротационного орудия с эллипсовидными дисками проведены в соответствии с методикой на опытных полях Казанского ГАУ. Почва опытного участка – серая лесная среднесуглинистого гранулометрического состава со средним содержанием гумуса 3,1%. Средняя влажность почвы на опытных участках в слое 0…
100 мм составляла 22,8 %, а твёрдость почвы – в пределах от 1,6 до 2,2 МПа.
При полевых исследованиях применяли стандартные методы определения глубины обработки почвы и степени крошения почвы при различных режимах работы агрегата [12,13]. Гребнистость определяли с помощью прибора ИП-250 [14]. Сущность метода определения гребнистости поверхности обработанного поля состоит в определении разности высот между дном впадины и вершинами соседних с ней гребней. Прибор ИП-250 даёт возможность измерять профиль почвы до 330 мм по глубине и 1500 мм по ширине, с шагом 50 или 100 мм. При обработке опытных данных средняя гребнистость hср почвы определяется по формуле:
hср= (h1+ h2+…+ hn)/n, (1)
Где h1, h2, hn – результаты замеров высоты гребней, мм; n – количество замеров.
Гребнистость поверхности поля определяли в пятикратной повторности за один проход орудия. Обработка результатов экспериментов были выполнены с использованием программы Statistica.
Анализ и обсуждение результатов исследования. Эксперименты выявили, что после прохождения дисковой секции почва вспушивается за счет колебательного движения дисков в вертикально-поперечной плоскости. При работе ротационного орудия в момент расположения дисков с максимальным углом атаки наблюдалось образование небольших валиков. Позади установленный ротационный каток выравнивает валики, сглаживает и уплотняет поверхность вспушенной почвы.
В результате исследований глубины обработки почвы а выявлено, что средние значение данного параметра при скорости движения орудия до 3,88 м/с не превышает допустимых отклонений (±10мм), которые предусмотрены агротехническими требованиями на поверхностную обработку почвы. С увеличением скорости более 3,88 м/с рабочие органы теряют устойчивость хода по глубине обработки почвы, начинают выглублятся.
Результаты исследования гребнистости при различных значениях глубины обработки и скорости движения орудия V представлены в табл. 1. Для удобства восприятия приводятся только средние значения показателей гребнистости.
1. Валиев, А.Р. Обоснование параметров конического почвообрабатывающего рабочего органа путем решения многокритериальной задачи оптимизации / А.Р. Валиев, Р.И. Ибятов, Ф.Ф. Яруллин // Достижения науки и техники АПК. – 2017. – № 7. – С.69-72.
2. Валиев, А.Р. Исследование взаимодействия ротационного конического рабочего органа с почвой / А.Р. Валиев, Ф.Ф. Яруллин // Техника и оборудование для села. – 2015. – № 10 (220). – С. 27-31.
3. Яруллин, Ф.Ф. Классификация ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин / Ф.Ф. Яруллин, А.Р. Валиев // Аграрная наука XXI века. Актуальные исследования и перспективы / Труды международной научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2015. – C. 131-137.
4. Askari, M. Draft force inputs for primary and secondary tillage implements in a clay loam soil / M. Askari, S. Khalifahamzehghasem // World Applied Sciences Journal. – 2013. – № 21(12). – pp. 1789-1794.
5. Mašek, J. The quality evaluation of different soil tillage technologies / J. Mašek, P. Novák, M. Kroulík, J. Chyba // Agronomy Research. – 2014. – № 12(1). – pp. 129-134.
6. Subrata, Kr. Soil-blade interaction of a rotary tiller: soil bin evaluation / Kr. Subrata, B. Basudeb, M. Somenath, S. Karmakar // International journal of sustainable agricultural research. – 2014. – № 1(3). – pp. 58-69.
7. Валиев, А.Р. Результаты экспериментальных исследований ротационного конического рабочего органа в почвенном канале / А.Р. Валиев, Ф.Ф. Яруллин, Р.И. Ибятов, Р.Р. Шириязданов // Вестник Казанского ГАУ.– 2014. – №3 (33). – С.78-85.
8. Земдиханов, М.М. Определение сил взаимодействия вибрационного рабочего органа землеройной машиной с грунтом / М.М. Земдиханов, Д.Т. Халиуллин // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. – 2018. – № 4 (46). – С. 364-369
9. Халиуллин Д.Т. Обзор рабочих органов комбинированных почвообрабатывающих орудий. / Д.А. Юнусов, Д.Т. Халиуллин // Перспективные исследования и разработки молодых ученых // Материалы научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса. – Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2017. – С. 190-193.
10. Валиев, А.Р. Определение оптимальных параметров взаимного расположения конических рабочих органов на раме почвообрабатывающего орудия / А.Р. Валиев, Ф.Ф. Яруллин // Вестник Казанского ГАУ. – 2012. – № 3 (25). – С. 68–73.
11. Яруллин Ф.Ф. Разработка и обоснование параметров ротационного орудия для поверхностной обработки почвы: Автореф. дис. … канд. техн. наук. – Казань, 2015. – 22 с.
12. ГОСТ 20915–75. Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. – М.: Изд-во стандартов, 1975. – 36 с.
13. ОСТ 70.2.15–73. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. – М.: Союзсельхозтехника, 1974. – 24 с.
14. Переносной прибор с автономным и сетевым электропитанием марки ИП 250. Руководство по эксплуатации. 2013 – 36 с.
