CC BY
29
tion of Soils from Erosion. 2005. 48 p.
22. Rabochev I.S., Bakhtin P.U. Industrialization of agriculture and soil fertility// Agriculture. M.: Kolos. 1978. P. 156-160.
23. Romanova I.N., Prudnikov A.G., Tereshchenkova E.A. Agrophysical properties of sod-podzolic soils and yield of spring wheat depending on predecessors// Grain farming, 2007. № 6. P. 14-15.
24. Sapozhnikov P.M. Physical parameters of soil fertility under anthropogenic impact/ Abstr. dis. ...doctor. of agricultural sciences. M. Soil Institute named after V.V. Dokuchaev. 1994. 48 p.
УДК 531.8
К ВОПРОСУ ОБ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИИ АКТИВНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВОФРЕЗ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
To the Question of Optimizing the Design of Dynamic Tillage Tool with a Vertical Axis of Rotation
Блохин В.Н., к.т.н., доцент Случевский A.M., к.т.н., доцент Орехова Г.В., к.с.-х.н. orehova.galya2015@yandex.ru Бритоусов А.В., магистрант Blokhin V.N., Sluchevsky A.M., Orekhova G.V., Britousov A.V.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243365 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а Bryansk State Agrarian University
Реферат. Важнейшей операцией в технологии работ по уходу за многолетними высокостебельными насаждениями является обработка почвы в прикустовой зоне и междурядьях, целью которой является уничтожение сорняков и рыхление верхнего слоя почвы на глубину от 3 до 10 см. Удобнее всего это можно осуществлять с помощью фрезы с вертикальной осью вращения. На основе теоретических и экспериментальных исследований нами разработаны и изготовлены активные рабочие органы, позволяющие снизить энергозатраты на обработку почвы и удаление сорняков в прику-стовых зонах ягодных культур и приствольных полосах садовых насаждений.
Summary. The most substantial operation in treatment technology of tall-stalked perennial plants is soil tillage in the area of plant shrubs and space between rows. Its aim is weeding and breaking up of the top soil layer to the depth from 3 to 10 cm. It can be achieved by using cutters with vertical rotation axis. On the basis of theoretical and experimental studies, we have developed and made dynamic tillage tools allowing reduction of energy inputs when cultivating and weeding in the area of berry plant shrubs and stems of garden trees.
Ключевые слова: почвофреза, активные рабочие органы, прикустовая зона, приствольная полоса, энергоемкость.
Keywords: rototiller, dynamic tillage tools, area of plant shrubs, area of plant stems, energy capacity.
Уход за высокостебельными ягодными кустарниками является достаточно трудоемким технологическим процессом, насчитывающим большое количество операций. Самой важной является обработка почвы и уничтожение сорняков в прикустовой зоне ягодных кустарников и в приствольных полосах садовых насаждений [1].
Традиционные сельскохозяйственные орудия (дисковая борона, культиваторы с горизонтальной осью вращения) не вполне удовлетворяют агротехническим требованиям: некачественно крошат почву, не полностью уничтожают сорняки, забиваются растительными остатками, повреждают корневую систему растений [2]. Это снижает продуктивность насаждений и затрудняет работу улавливающих устройств ягодоуборочных машин, а также способствует развитию водной и ветровой эрозии летом и подмерзанию корней зимой [3,4,5].
Следует подчеркнуть, что культиваторы с пассивными рабочими органами имеют большое тяговое сопротивление, а фрезы с горизонтальной осью вращения - высокую энергоемкость [6,7,8].
В последнее время все больше внимания уделяется машинам с вертикально-ротационным валом вращения и их активным рабочим органам для междурядной обработки почвы, которым в меньшей степени свойственны выше перечисленные недостатки.
Из литературных источников известно, что фрезы с вертикальной осью вращения несколько превышает энергоемкость почвообрабатывающих агрегатов с пассивными рабочими органами. Это связано как с геометрическими параметрами рабочих органов, так и с кинематикой их движения.
В связи с эти нами были разработаны и изготовлены конструкции активных рабочих органов, оптимизированы режимы их работы. Данные рабочие органы позволяют выполнять одновременно операции рыхления почвы, уничтожения сорняков и вырезание побегов вне заданной ширины ряда высокостебельных культур.
Исследования ученых [9,10,11,12,13,14] показали, наименьшей энергоемкостью обладают Ь -образные наружно отогнутые ножи и круглые рыхлительные пальцы (рис. 1).
а) б)
а) Ь - образные наружно отогнутый нож; б) рыхлительный палец Рисунок 1 - Активные рабочие органы
Недостатками этих активных рабочих органов является: у Ь - образного ножа - большая толщина стойки; у рыхлительного пальца отсутствует подрезающее лезвие, и, как следствие, он не может удалять сорняки.
В связи с эти нами были разработаны и изготовлены конструкции активных рабочих органов, оптимизированы режимы их работы. Данные рабочие органы позволяют выполнять одновременно операции рыхления почвы, уничтожения сорняков и вырезание побегов вне заданной ширины ряда высокостебельных культур.
Многолетние теоретические и практические исследования [15,16,17] показали, что существенное влияние на энергоемкость почвофрезы в целом оказывают геометрические параметры (размеры и форма) ножей, состоящих из стоек и подрезающих лезвий.
Практический опыт подсказывает, что снизить затраты энергии на обработку почвы позволяет переход на почвофрезы, рабочие органы которых обеспечивают минимальную энергоемкость. Это достигается за счет того что, поперечное сечение стойки имеет криволинейную выпуклую поверхность, что позволяет не сминать почву стенки борозды своей боковой поверхностью и тыльной стороной. Аналогичное исполнение поперечного сечения подрезающих лезвий также способствует минимизации энергозатрат.
Все рабочие поверхности ножей должны быть выполнены в виде слегка выпуклых поверхностей (рис. 2).
а)
б)
а) нож с плоской стойкой; б) нож с конусообразной стойкой Рисунок 2 - Активные рабочие органы с подрезающими лезвиями
Конструкции рабочих органов, представленных на рисунке 2, согласно теоретическим и практическим исследованиям, проведенных авторами, позволяют уменьшить крутящий момент ротора фрезы, что в конечном итоге, приводит к снижению энергозатрат на обработку почвы.
Их оригинальность подтверждена патентами [18,19] на полезную модель.
Библиографический список
1. Механизация работ в садоводстве / В.К. Кутейников [и др.]. М.: Колос, 1983. 320 с.
2. Наумова Г.А. Интенсификация ягодоводства в ПНР: обзорная информация. М., 1984. N° 9. С. 34-39.
3. Северин В.Ф., Бахарев Б.В., Сидорович A.C. Механизация возделывания черной смородины // Садоводство. 1980. № 1. С. 21-22.
4. Сидорович A.C. Технология возделывания малины в Сибири // Садоводство. 1978. № 9. С. 13-14.
5. Цымбал A.A., Чухляев И.И. Механизация возделывания смородины // Комплексная механизация возделывания плодовых, ягодных культур и винограда: тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции (г. Краснодар). М., 1984. С. 215-221.
6. Чудак С.В. Исследование фрезы с вертикальным валом вращения // Механизация работ в виноградарстве и садоводстве. Кишинев, 1979. С. 159-174.
7. Панов ИМ. Перспективные направления создания почвообрабатывающих машин с активными рабочими органами. М., 1971. 66 с.
8. Чудак С.В. Исследование и разработка вертикальной фрезы для поверхностной обработки почвы в виноградниках: дис. ... канд. техн. наук. Кишинев, 1975.
9. Обоснование форм рабочих органов ротационных почвообрабатывающих машин: дис. ... д-ра тех. наук. М., 1941.
10. Далин А.Д., Павлов П.В. Ротационный грунтообрабатывающие и землеройные машины. М.: Машгиз, 1950. 258 с.
11. Попов Г.Ф. Исследование энергоемкости рабочих органов фрезерных культиваторов: материалы НТС ВНИИ сельскохозяйственного машиностроения. Вып. № 25. 1968.
12. Порфирюк В.И. Некоторые преимущества обработки орошаемых почв активными вращающимися рыхлящими органами // Сельское хозяйство Таджикистана. 1966. № 6. С. 54-56.
13. Пахомов И.Е. Влияние параметров стрельчатой лапы культиватора на подрезание сорняков и тяговые усилия на повышенных скоростях. ВИСХОМ. Вып. № 20. 1965.
14. Мостовский В.Б. Исследование процесса обработки приствольных полос в интенсивных садах вертикальными фрезами и обоснование типов и параметров их рабочих органов: дис. ... канд. техн. наук. Киев, 1980.
15. Блохин В.Н., Паршикова Л.А. Абразивный износ упрочненной поверхности лемеха // Техника в сельском хозяйстве. 2014. № 6. С. 28-29.
16. Блохин В.Н., Прудников С.Н., Паршикова Л.А. Теоретическое исследование процесса износа армированных отвально-лемешных поверхностей // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 2-1. С. 23-25.
17. Блохин В.Н., Котиков Ф.Н., Случевский A.M. Исследование износа рабочей поверхности
лемеха от удельного давления и скорости движения абразивной частицы почвы // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 2 (54). С. 93-97.
18. Рабочий орган почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения: пат. 166354 РФ, МПК A01B33/02. / Блохин В.Н., Белоус Н.М., Никитин В.В., Сазонов Ф.Ф. № 2016113439; заявл. 07.04.2016; опубл. 2016. Бюл. № 32.
19. Рабочий орган почвообрабатывающей фрезы с вертикальной осью вращения: пат. 171854 РФ, МПК A01B33/10. /Блохин В.Н., Романеев Н.А., Случевский A.M., Лаптева Н.А., Лямзин А.А. № 2016149636; заявл. 16.12.2016; опубл. 2017. Бюл. № 17.
References
1. Mechanization of operations in horticulture / V.K. Kuteinikov, et al. Moscow: Kolos, 1983, 320 p.
2. Naumova G.A. Intensification of horticulture in Poland. An overview. Moscow: 1984, №. 9, p. 34-39.
3. Severin V.F., Bakharev B.V., Sidorovich A.S. Mechanization of of black currant cultivation // Gardening. 1980. № 1. P. 21-22.
4. Sidorovich A.S. Technology of raspberry cultivation in Siberia // Gardening. 1978. № 9 P.13-14.
5. Tsymbal A.A., Chukhlyaev I.I. Mechanization of the currant cultivation // Integrated Mechanization of Fruit, Berry and Grape Cultivation: Brief outline reports of the All- Union Scientific and Technical Conference (Krasnodar). Moscow, 1984. P.215-221.
6. Chudak S.V. Study of a milling cutter with a vertical rotation axis. Mechanization of operations in viticulture and horticulture. Kishinev, 1979. P. 159-174.
7. Panov I.M. Perspective engineering directions of soil-cultivating machines with dynamic tillage tools. Moscow: 1971, 66 p.
8. Chudak S.V. Research and development of a vertical cutter for surface tillage in vineyards. Diss. ... of Cand in tech. sciences. Kishinev, 1975 (Frunze Kishinev Agricultural Institute).
9. Validation of the forms of dynamic rotary tillage tools. Diss. ... of PhD in tech. sciences. M.: 1941.
10. Dalin A.D., Pavlov P.V. Rotary tillering and earth-moving machines. Moscow: Mashgiz, 1950. 258p.
11. Popov G.F. Study of the energy capacity of the dynamic tools of rotary cultivators. Works of All-Russia Scientific Research Institute of Agricultural Machinery. Vol. 25, 1968.
12. Porphiryuk V.I. Some advantages of treating irrigated soils with dynamic rotary loosening tools // Agriculture of Tajikistan, 1966, № 6. P. 54-56.
13. Pakhomov I.E. Influence of the parameters of the A-hoe cultivator blade on weed cutting and traction with the increased speeds. All-Russia Scientific Research Institute of Agricultural Machinery. Vol. 20. 1965.
14. Mostovsky V.B. Investigation of cultivation of area of plant stems in the intensive gardens with vertical milling cutters and validation of the types and parameters of their dynamic tools. Diss. ... of Cand in tech. sciences. Kiev, 1980 (Ukrainian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture).
15. Blokhin V.N., Parshikova L.A. Abrasive wear of the hardened surface of the ploughshare // Engineering in agriculture. 2014. № 6. P. 28-29.
16. Blokhin V.N., Prudnikov S.N., Parshikova L.A. Theoretical study of the wear process of reinforced mouldboard-ploughshare surfaces // Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2015. № 2-1 (2015). Pp. 23-25.
17. Blokhin V.N., Kotikov F.N., Sluchevsky A.M. Study of the wearing process of the ploughshare working surface caused by specific pressure and speed of an abrasive soil particle // Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2016. №. 2 (54). Pp. 93-97.
18. Patent of the Russian Federation 166354, IPC A01B33/02. The dynamic tillage tool with a vertical axis of rotation/ Blokhin V.N., Belous N.M., Nikitin V.V., Sazonov F.F. № 2016113439/13. Appl. 07.04.2016; publ. 2016. Bul. №32.
19. Patent of the Russian Federation 171854, IPC A01B33/10. The dynamic tillage tool with a vertical axis of rotation / Blokhin V.N., Romaneyev N.A., Sluchevsky A.M., Lapteva N.A., Lyamzin A.A. № 2016149636. Appl. 16.12.2016; publ. 2017. Bul. № 17.
