CC BY
38
5. CHernoivanov V.I., Ezhevskij A.A., Fedorenko V.F. Mirovye tendencii mashinno-tekhnologicheskogo obespecheniya intellektual'nogo sel'skogo hozyajstva. - M: FGBNU «Rosinformagrotekh», 2012. - 284 s.
6. Petrishchev N.A. Primenenie telemetricheskih informacionnyh bortovyh sistem i samohodnyh sel'skohozyajstvennyh mashin // Sel'skohozyajstvennaya tekhnika. Tekhnologii obsluzhivaniya i remont. - 2012. - № 11 - S. 38-44.
7. Smagin B.I. Ekonomiko-matematicheskie metody. - M.: Kolos, 2012. - 271 s.
8. Kosko B. Fuzzy thinking. - New York: Hyperion, 1993. - 350 p.
9. Fedorenko V.F. Informacionnye tekhnologii v sel'skohozyajstvennom proizvodstve. - M.: FGBNU «Rosinformagrotekh», 2014. - 224 s.
10.Siccardi F.J. Pros and cons: time clock control of feeding. Broiler Ind. 1984, v.47, № 12, p.50
11.Rempe J.E. Drag cJnveyors. // Feed manufacturing tehnology. Americcan feed manufacturers association, inc. 1976. C. 437 - 449.
УДК 631.312.06. 313.9.314.1 DOI 10.24411/2078-1318-2020-12141
Доктор техн. наук Н.В. АЛДОШИН (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, naldoshin@yandex.ru.)
Доктор техн. наук Ф.М. МАМАТОВ (Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, fmamatov_50@mail.ru) Аспирант И.И. ИСМАИЛОВ (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, ismailov.ibrat85@mail.ru)
АГРЕГАТ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ ПОД БАХЧЕВЫЕ КУЛЬТУРЫ
Современное сельскохозяйственное производство требует решения проблем повышения урожайности сельскохозяйственных культур, сохранения и повышения плодородия почвы на основе ресурсосберегающих почвозащитных технологий, обеспечивающих комплексную механизацию всех технологических операций при значительном снижении энергетических затрат. Особую актуальность имеет проблема снижения или полного исключения доли ручного труда при выполнении наиболее трудоемких технологических операций [1, 2, 3].
Бахчевые культуры относятся к наиболее распространенным культурам, возделываемым в регионах с теплым и жарким климатом. Способность формировать высокий урожай в условиях полупустыни, где выращивание других сельскохозяйственных культур проблематично, обеспечило им широкую популярность. В настоящее время бахчевые культуры возделывают более чем в 130 странах мира [4].
В основном при возделывании бахчевых культур используются традиционные технологии и технические средства для подготовки почвы к посеву. Это вызывает увеличение затрат труда, времени и энергии. Многократные проходы агрегатов по полю приводят к переуплотнению почвы. В связи с этим актуальной задачей на сегодняшней день является обоснование и разработка комбинированных почвообрабатывающих орудий, позволяющих реализовывать новые прогрессивные технологии по подготовке почвы к посеву бахчевых культур.
Цель исследования - обоснование конструктивно-технологической схемы комбинированного почвообрабатывающего орудия для подготовки почвы под бахчевые культуры.
Материалы, методы и объекты исследований. При подготовке почвы под бахчевые культуры в определенной последовательности проводится ряд технологических операций. Все они выполняются при сплошной обработке поля. Изучая особенности возделывания бахчевых культур, можно отметить, что сплошная обработка поля не обязательна. Обрабатывая все
поле, мы имеем большие затраты труда и энергии. Для уменьшения этого предлагается производить полосовую обработку поля. В этом случае мы не нарушаем технологические требования, предъявляемые к возделыванию бахчевых культур. Полосовая обработка почвы должна выполняться в зоне рядков посева культур и формирования поливных борозд между ними.
Результаты исследований. Для выполнения полного комплекса работ по подготовке почвы необходимо провести следующие технологические операции: вспашка на глубину 2227 см; предпосевная обработка почвы; формирование поливной борозды [5, 6, 7].
Для сокращения энергозатрат на основную обработку почвы и формирование поливной борозды выполним эти операции совместно одним технологическим приемом. Для этого используем корпуса фронтального плуга, расположенные по листерной схеме, т.е. симметрично относительно оси орудия при обороте пластов от середины к периферии (рис. 1).
а б
Рис. 1. Листерная установка корпусов фронтального плуга: а - технологическая схема; б - общий вид
Предлагается неполный оборот пластов, что может быть обеспечено отсутствием заплужников на фронтальном плуге [8]. В результате чего в середине обрабатываемой полосы почвы естественным путем образуется развальная борозда, которую можно использовать в виде поливной. Результаты работы такого агрегата и параметры профиля обрабатываемой полосы поля показаны на рисунке 2.
40
Рис. 2. Обработка почвы фронтальным плугом с листерной установкой корпусов без заплужников: а - замер профиля полосовой обработки почвы; б - параметры обрабатываемой почвенной полосы
При обработке почвы таким плугом на глубину 22-27 см формируется полевная борозда глубиной 20-25 см и шириной 80-100 см [9].
В составе комбинированного почвообрабатывающего агрегата для предпосевной обработки почвы предлагается использовать ротационные рабочие органы со сферическими ножевыми элементами, совместно с планчатыми катками. Для эффективной работы такого рабочего органа необходимо обосновать его конструктивно-технологические параметры. Зона обработки такими рабочими органами ограничена полосами с обеих сторон от поливной борозды, предназначенными для посева бахчевых культур.
На современном этапе при работе дисковых почвообрабатывающих машин используют сплошные или вырезные диски с постоянной кривизной их поверхности. Рабочие органы с переменной кривизной поверхности обычно не используются. В связи с этим мы также используем ножевые элементы с постоянной кривизной лезвий. Рабочий орган устанавливается с нулевым углом атаки. Для увеличения обрабатываемой им поверхности поля ножевые элементы устанавливаются на диске поочередно направленными кривизной в разные стороны от плоскости их крепления. Заточку лезвий выполняем с внешней и внутренней сторон ножевых элементов. Рекомендуемый угол заострения лезвий /'=15-20°. Толщина ножевых элементов может быть определена по следующей эмпирической зависимости [10]:
5 = 0,008 Б, (1)
где Б - диаметр рабочего органа, мм.
Результаты взаимодействия рабочего органа с почвой зависят от размеров и кривизны ножевых элементов, рабочей скорости движения агрегата и свойств обрабатываемой среды. Диаметр ротационного рабочего органа во многом определяет качество выполняемой операции. Чрезмерное увеличение его величины нежелательно, так как возрастает вертикальная слагаемая сопротивления почвы, стремящаяся вытолкнуть орудие из почвы. В зависимости от условий работы следует выбирать наименьший диаметр из допустимых значений, так как с увеличением диаметра рабочего органа резко возрастает нагрузка, необходимая для заглубления орудия. В связи с этим диаметр зависит от глубины обработки почвы и его можно определить следующим образом [10, 11, 12]:
Б= ка, (2)
где к - коэффициент, равный 4-6; а - глубина обработки, см.
Крошение почвы при обработке во многом определяется кривизной ножевых рабочих органов. Чем больше кривизна ножа, тем интенсивнее крошение почвы при его использовании. Тем не менее определение его радиуса кривизны зависит от диаметра рабочего органа, угла заострения лезвия и глубины обработки. Диаметр и радиус кривизны ножа -взаимосвязанные параметры. В зависимости от диаметра радиус кривизны ножевого элемента можно определить по выражению:
д=— , (3)
где 2ф - угол при вершине сектора.
Половина центрального угла сферического сектора ф для лущильников составляет: ф = 26-32°, борон: ф = 22-26°. Радиус кривизны ножевого элемента является постоянной величиной. Примем его значение для нашего случая равным 260.
К основным геометрическим параметрам сферического ножевого рабочего органа относят его диаметр, радиус кривизны, половину угла при вершине сектора диска. К дополнительным - угол образующей конуса заточки ю и угол заострения /'. Определяем их следующим образом. По выражению (2) для к=5 и глубины обработки 8 см имеем диаметр
ножевого рабочего органа равный 400 мм. Из зависимости (3) радиус кривизны ножевого элемента составляет 455 мм. Толщина ножевого элемента по формуле (1) равна 3,2 мм. С учетом запаса прочности принимаем 3 = 4 мм. Ширина ножевого элемента из условий его прочности принимается 40 мм.
В связи с установкой ножевых элементов на диске поочередно направленными кривизной в разные стороны от плоскости их крепления на фланце, ширина захвата такого рабочего органа составит 10 см. На фланце рабочего органа возможно расположить 12 ножевых элементов, учитывая их геометрические размеры и крепление. При этом по 6 из них будут направлены кривизной в разные стороны. При необходимости выполнения полосовой обработки почвы в зоне посева шириной 30 см нужно объединить три таких ротационных рабочих органа в батареи.
Для одновременного выравнивания и уплотнения почвы в зоне посева культур следом за ротационными рабочими органами устанавливается планчатый каток, обеспечивающий дополнительное крошение почвы, выравнивание и уплотнение поверхностного слоя. В этом случае полностью завершается формирование профиля обрабатываемой полосы почвы и ее обработка. Комбинация выше описанных батарей сферических рабочих органов совместно с планчатыми катками показана на рисунке 3.
Рис. 3. Рыхлительно-выравнивающее устройство для полосовой предпосевной обработки почвы
в зоне посева бахчевых культур
Рис. 4. Опытный образец комбинированного почвообрабатывающего агрегата в работе
Рыхлительно-выравнивающее устройство размещается на комбинированное почвообрабатывающее орудие после корпусов фронтального плуга, устанавливаемых по листерной схеме. За счет такой конструктивно-технологической схемы машины обеспечивается наличие почвенных фракций размеров 25 мм не менее 80% и плотность почвы в зоне посева от 1,1 до 1,2 г/см3 на глубине 0-10 см. Предлагаемое комбинированное почвообрабатывающее орудие для полосовой обработки почвы под бахчевые культуры показано на рисунке 4.
Выводы. Применение комбинированного орудия для полосной обработки почвы под бахчевые культуры позволяет снизить затраты труда и энергии на 25% и 50% соответственно, при этом сокращается время проведения работ, сохраняется влага в почве, защищается поверхность поля от уплотнения за счет уменьшения количества проходов агрегата и обеспечивается высокое качество выполнения технологических операций.
Литература
1. Литвинов С.С., Быковский Ю.А. Бахчеводство: стратегия и перспективы развития // Картофель и овощи. - 2013. - № 5. - C. 2-6.
2. Rubaiyat Sharmin Sultana, Md. Mahabubur Rahman. Melon crops Improvement through biotechnological techniques for the changing climatic conditions of the 21st century. International Journal of Genetics and Genomics. Vol. 2, No. 3, 2014, pp. 30-41.
3. Планирование, экономика и организация производства на предприятиях АПК (нормативно-справочные материалы) / М.М. Максимов, П.И. Дугин, А.И. Голубева, М.П. Шаталов, В.А. Смелик и др. / под ред. М.М. Максимова. - Ярославль, 2004. - 468 с.
4. Белик В.Ф. Бахчеводство. - М.: Колос, 1982. - 175с.
5. ГОСТ 26244-84 Обработка почвы предпосевная. Требования к качеству и методы определения. - М.: Издательство стандартов, 1984. - 7 с.
6. Bakhadir Mirzaev, Farmon Mamatov Nikolay Aldoshin, Mansur Amonov. Anti-erosion two-stage tillage by ripper. Proceeding of 7th International Conference on Trends in Agricultural Engineering 2019 - Czech University of Life Sciences Prague - Faculty of Engineering, p. 391-395. - ISBN 978-80-213-2953-9.
7. Калинин А.Б., Теплинский И.З., Смелик В.А. Создание профилированной поверхности почвы с заданными физико-механическими параметрами при возделывании овощей и картофеля // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2016. - № 4 (60). - С. 90-92.
8. Лобачевский Я.П. Разработка технологических основ создания фронтальных плугов для гладкой вспашки: дис... канд. техн. наук. - М.: 1987. - 245 с.
9. Пат. №№ 2704988 Российская Федерация, МПК A01B 79/02. Способ обработки почвы под посев бахчевых культур / Н.В. Алдошин, Ф.М. Маматов, А.А. Манохина, Д.Ш. Чуянов, И.И. Исмаилов, опубл. 01.11.2019; Бюл. № 31.
10.Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин. - М.: Машиностроение, 1977. - 326 с.
11. Лурье А.Б., Еникеев В.Г., Теплинский И.З., Смелик В.А. Сельскохозяйственные машины (Машины для обработки почвы, посева, посадки, внесения удобрений и химической защиты растений): учебное пособие. - СПб.: СПбГАУ, 1998. - 366 с.
12. Бердышев В.Е., Ерошенко Л.И., Новиков М.А., Ружьев В.А., Смелик В.А., Теплинский И.З. Сельскохозяйственные машины. Технологические расчеты в примерах и задачах: учебное пособие. - 2-ое издание. / Под ред. М.А. Новикова. - СПб.: Проспект Науки, 2018. - 208 с.
Literatura
1. Litvinov S.S., Bykovskij YU.A. Bahchevodstvo: strategiya i perspektivy razvitiya // Kartofel' i ovoshchi. - 2013. - № 5. - C. 2-6.
2. Rubaiyat Sharmin Sultana, Md. Mahabubur Rahman. Melon crops Improvement through biotechnological techniques for the changing climatic conditions of the 21st century. International Journal of Genetics and Genomics. Vol. 2, No. 3, 2014, pp. 30-41.
3. Planirovanie, ekonomika i organizaciya proizvodstva na predpriyatiyah APK (normativno-spravochnye materialy) / M.M. Maksimov, P.I. Dugin, A.I. Golubeva, M.P. SHatalov, V.A. Smelik i dr. / pod red. M.M. Maksimova. - YAroslavl', 2004. - 468 s.
4. Belik V.F. Bahchevodstvo. - M.: Kolos, 1982. - 175s.
5. GOST 26244-84 Obrabotka pochvy predposevnaya. Trebovaniya k kachestvu i metody opredeleniya. - M.: Izdatel'stvo standartov, 1984. - 7 s.
6. Bakhadir Mirzaev, Farmon Mamatov Nikolay Aldoshin, Mansur Amonov. Anti-erosion two-stage tillage by ripper. Proceeding of 7th International Conference on Trends in Agricultural Engineering 2019 - Czech University of Life Sciences Prague - Faculty of Engineering, p. 391-395. - ISBN 978-80-213-2953-9.
7. Kalinin A.B., Teplinskij I.Z., Smelik V.A. Sozdanie profilirovannoj poverhnosti pochvy s zadannymi fiziko-mekhanicheskimi parametrami pri vozdelyvanii ovoshchej i kartofelya. // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2016. - № 4 (60). - S. 90-92.
8. Lobachevskij YA.P. Razrabotka tekhnologicheskih osnov sozdaniya frontal'nyh plugov dlya gladkoj vspashki: dis... kand. tekhn. nauk. - M.: 1987. - 245 s.
9. Pat. № 2704988 Rossijskaya Federaciya, MPK A01B 79/02. Sposob obrabotki pochvy pod posev bahchevyh kul'tur / N.V. Aldoshin, F.M. Mamatov, A.A. Manohina, D.SH. CHuyanov, I.I. Ismailov, opubl. 01.11.2019; Byul. № 31.
10.Sineokov G.N., Panov I.M. Teoriya i raschyot pochvoobrabatyvayushchih mashin. - M.: Mashinostroenie, 1977. - 326 s.
11.Lur'e A.B., Enikeev V.G., Teplinskij I.Z., Smelik V.A. Sel'skohozyajstvennye mashiny (Mashiny dlya obrabotki pochvy, poseva, posadki, vneseniya udobrenij i himicheskoj zashchity rastenij): uchebnoe posobie. - SPb.: SPbGAU, 1998. - 366 s.
12.Berdyshev V.E., Eroshenko L.I., Novikov M.A., Ruzh'ev V.A., Smelik V.A., Teplinskij I.Z. Sel'skohozyajstvennye mashiny. Tekhnologicheskie raschety v primerah i zadachah: uchebnoe posobie. - 2-oe izdanie. / Pod red. M.A. Novikova. - SPb.: Prospekt Nauki, 2018. - 208 s.
УДК 631.316.022:51-74 DOI 10.24411/2078-1318-2020-12146
Доктор техн. наук Н.И. ДЖАББОРОВ (ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, nozimjon-59@mail.ru)
Канд. техн. наук А.В. СЕРГЕЕВ (ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, vrstrgeev05@gmail.com) Мл. науч. сотрудник Г.А. СЕМЕНОВА (ИАЭП - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, g-semenova@rambler.ru)
ОЦЕНКА СТЕПЕНИ КРОШЕНИЯ ПОЧВЫ ДИНАМИЧНЫМИ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ
Качество - это совокупность свойств объекта, обуславливающих его пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением, поэтому качество рассматривается как наиболее сложное свойство [1].
Качество работы почвообрабатывающих рабочих органов и агрегатов необходимо закладывать при их разработке, обеспечивать при изготовлении и поддерживать при эксплуатации. Известно, что стадия разработки почвообрабатывающих рабочих органов и агрегатов включает подготовку и оформление технического задания; разработку эскизного проекта, изготовление и экспериментальное исследование, испытания опытных образцов, разработку рабочего проекта и полного комплекта технической документации, необходимой для постановки на производство.
Значения показателей качества работы почвообрабатывающих рабочих органов и агрегатов под воздействием многочисленных факторов во времени непрерывно меняют свои значения. Такие измерения могут носить систематический характер и их заранее можно
