CC BY
45
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
1
УДК 631.319
АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМБИНИРОВАННОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА
Аушев Магомет Хусеинович доцент
Хамхоев Батыр Израилович
старший преподаватель
Ингушский государственный университет,
Назрань, Россия
Хажметов Лиуан Мухажевич д.т.н., профессор
Шекихачев Юрий Ахметханович д.т.н., профессор
Эркенов Анзор Назирович к. т. н., доцент
Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М.Кокова, Нальчик, Россия
Твердохлебов Сергей Анатольевич к. т. н., доцент
Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия
В статье изложены агротехнические требования к предпосевной обработке почвы. Приведены методика и результаты экспериментальных исследований комбинированного почвообрабатывающего агрегата. Обоснованы параметры и режимы работы агрегата, обеспечивающие оптимальную ширину захвата, выровненность поверхности почвы, качество крошения почвы, удовлетворяющие агротехническим требованиям
Ключевые слова: АГРЕГАТ, ПОЧВА, КРОШЕНИЕ, ВЫРОВНЕННОСТЬ, ГРЕБНИСТОСТЬ, ОПТИМИЗАЦИЯ
UDC 631.319
AGROTECHNICAL EFFICIENCY OF THE COMBINED SOIL-CULTIVATING UNIT
Aushev Magomet Huseinovich associate professor
Hamhoev Batyr Izrailovich senior lecturer
Ingush state university, Nazran, Russia
Hazhmetov Liuan Muhazhevich Dr.Sci.Tech., professor
Shekihachev Yury Akhmetkhanovich Dr.Sci.Tech., professor
Erkenov Anzor Nazirovich Cand.Tech.Sci., associate professor Kabardino-Balkarian state agrarian university of
V.M.Kokov, Nalchik, Russia
Tverdokhlebov Sergey Anatolevich
Candidate of Technical Sciences, assistant professor
Kuban State Agrarian University,
Krasnodar, Russia
In the article, we have stated the agro-technical requirements to a pre-seeding processing of soil. The results of experiments of the combined soil-cultivating unit are resulted. Operating modes of the unit with optimum width of capture, uniformity of a surface of soil, quality of crushing the soils meeting agro-technical requirements are proved
Keywords: UNIT, SOIL, CRUSHING, SIZES OF LUMPS, OPTIMIZATION
Предпосевная обработка почв предназначена для создания условий для прорастания и дальнейшего развития растений [1, 2]: структура почвы должна быть мелкокомковатой с преобладанием комков диаметром 1...10 мм, комков от 1 до 25 мм должно быть не менее 80%; плотность почвы ниже семенного ложа не должна превышать 1,1...1,3 г/ см , а слоя почвы над семенами 0,9.1 г/см ; поверхность поля и семенного ложа должна
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
2
быть выровненной, высота гребней не должна превышать 3...4 см; семенное ложе должно быть расположено на глубине заделки семян.
В целях предпосевной подготовки почвы с максимальным соблюдением агротехнических требований в ФГБОУ ВПО «КабардиноБалкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова» разработан комбинированный почвообрабатывающий агрегат [3] (рис. 1).
Рисунок 1 - Общий вид комбинированного почвообрабатывающего агрегата с трактором (транспортное положение) Экспериментальные исследования технологического процесса работы комбинированного почвообрабатывающего агрегата проводились с целью проверки теоретических выводов, определения наиболее значимых факторов и влияния каждого из них на качественные показатели процесса обработки почвы, получения достаточной информации о технологическом процессе работы для установления основных зависимостей и оценки его эффективности.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
3
Экспериментальные исследования комбинированного
почвообрабатывающего агрегата проводились в лабораториях кафедры механизации сельского хозяйства ФГБОУ ВПО «КБГАУ им. В.М. Кокова» и Баксанского профессионального лицея «АГРО» (КБР), лабораторнополевые исследования проводились на базе ОАО «Племсовхоз «Кенже» (КБР).
Программа и методика испытаний определены по СТО АИСТ 4.22004. Применяемые измерительные приборы и оборудование должны быть проверены до начала испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ 8.00286 «Государственный надзор и ведомственный контроль за
средствами измерений». Перед проведением испытаний проводили регулировку рабочих органов согласно инструкции по эксплуатации в зависимости от условий проведения испытаний. Агротехническая оценка фрезерных машин осуществлялась в соответствии с ОСТ 10 1.1-98, ОСТ 10
4.2- 2001 и ОСТ 70.4.2-80. Эксплуатационно-технологическая оценка проводилась по ГОСТ 24055-88, ГОСТ 24056-88, ГОСТ 24057-88, ОСТ
70.4.2- 80, ОСТ 10.4.2-2001 и ГОСТ 20915-75. Качество выполнения технологического процесса определяли в соответствии с ГОСТ 26025-83 и ОСТ 10 4.2-2001.
Лабораторно-полевые испытания проводились согласно СТО АИСТ
4.2- 2004 «Машины и орудия для поверхностной и мелкой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей и ТЗ».
Анализ показал, что наибольшее влияние на выровненность поверхности почвы и глыбистость оказывают скорость передвижения агрегата, диаметр барабана и угол установки скребков (табл. 1).
После проведения опытов по рандомизированной схеме получена табл. 2 и 3, в котор0й имеются все данные для статистического анализа результатов экспериментальных исследований. Для обработки результатов экспериментальных исследований была составлена программа для ЭВМ.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
4
Таблица 1 - Факторы и уровни их варьирования
Факторы Значение Скорость передвижения агрегата Диаметр барабана, см Угол установки скребка, град
Кодированное (безразмерное) X, X 2 X3
-1 0 +1 -1 0 +1 -1 0 +1
Натуральное VA, км/ч ВБ, см g,град
8 10 12 30 35 40 0 22,5 45
Таблица 2 - Результаты реализации матрицы планирования (критерий оптимизации - выровненность поверхности почвы ВП, %)
i Фактор Отклик
X1 X2 X3 У1 У 2 Уэ У У ср
1 1 1 0 67,7 67,3 67,1 67,37
2 1 -1 0 69,8 71,1 69,5 70,13
3 -1 1 0 78,4 77,6 77 77,67
4 -1 -1 0 74,3 74,3 73,1 73,9
5 0 0 0 83,8 83,4 86,2 84,47
6 1 0 1 69,3 71,7 70,5 70,5
7 1 0 -1 62,8 58,7 60,1 60,53
8 -1 0 1 78,4 77 78,1 77,83
9 -1 0 -1 67,1 67,8 67,6 67,5
10 0 0 0 84,7 82,2 84,2 83,7
11 0 1 1 78,8 78,8 77 78,2
12 0 1 -1 67,8 66,7 67,9 67,47
1 0 -1 1 78,2 75,6 77 76,93
14 0 -1 -1 66,5 65,2 65,2 65,63
15 0 0 0 83,5 84,7 83,6 83,93
Оценка однородности дисперсии производится по критерию
Кохрена. Расчетное значение критерия Кохрена оказалось меньше табличного (критического значения). Следовательно, гипотеза об однородности дисперсий подтверждается при 5% уровне значимости.
Получены математические модели в виде:
- критерий оптимизации - выровненность поверхности ВП:
■ в кодированном виде
Y = 84,0333-3,5463X + 0,515Х + 5,2913X -1,6325Х X -0,09XX -0,1425XX -
(1)
П
-7,3666X1 -4,3991X2 - 7,5766X32,
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
5
Таблица 3 - Результаты реализации матрицы планирования (критерий оптимизации - глыбистость ГП, %)
Фактор Отклик
i X1 X2 X3 У1 У 2 Уз У У ср
1 1 1 0 22 21,5 22,5 22
2 1 -1 0 22,5 23 25,5 23,67
3 -1 1 0 19,5 22,5 21 21
4 -1 -1 0 24,5 22 23,5 23,33
5 0 0 0 15 15,5 14 14,83
6 1 0 1 24,5 22,5 23 23,33
7 1 0 -1 25 23,5 26 24,83
8 -1 0 1 19 22,5 21 20,83
9 -1 0 -1 23 25 28 25,33
10 0 0 0 16 14 14 14,67
11 0 1 1 18 19,5 20,5 19,33
12 0 1 -1 24,5 24 23 23,83
1 0 -1 1 21,5 23 23,5 22,67
14 0 -1 -1 22,5 26 23,5 24
15 0 0 0 15 14 16 15
■ в натуральном виде
ВП = 40,8186Va + 14,0815De + 0,9729g-0,16334VaDe -0,002VAg-0,0013DEg- (2)
-1,8417VA2 - 0,176D2e - 0,015g2 - 373,01,
- критерий оптимизации - глыбистость ГП : ■ в кодированном виде
УГп = 14,7233+ 0,458&Yj -0,89752X2 +4,4084X2 + 3,2859X2 + 4,4484X32,
-1,4788Хз + 0,0825Xj X2 + 0,75Xj X3
-0,7925X2X3 +
(3)
■ в натуральном виде
ГП = 296,9484-22,476Va -9,304De -0,3812g+0,008VaDe + 0,016VAg-0,007DEg+ (4)
+1,102 VA + 0,1314De2 + 0,0088^,
Проверка адекватность полученных моделей по F - критерию Фишера показала, что они адекватно описывают исследуемый процесс.
Определены оптимальные значения режимных параметров комбинированного пахотного агрегата: скорость передвижения агрегата
9,5...9,9 км/ч, диаметр барабана 35,2...35,5 см и угол установки скребков
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
6
26...300. При этих значениях выровненность поверхности почвы ВП составляет 85,4% и гребнистость 14,5%.
Анализ графиков, приведенных на рисунках 2.7, показывает, что наибольшее влияние на критерий оптимизации оказывают скорость передвижения агрегата и угол наклона скребка.
-1 -0,5 0 0,5 1
Скорость передвижения агрегата
4ЄЄ-
00 1—
Диаметр барабана
-1
-0,5
о
0,5
Рисунок 2 - Зависимость выровненности поверхности от скорости передвижения агрегата
10Є-
-1 -0,5 0 0,5 1
Угол наклона скребка
Рисунок 3 - Зависимость выровненности поверхности от диаметра барабана
40-1
-1 -0,5 0 0,5 1
Скорость передвижения агрегата
Рисунок 4 - Зависимость выровненности поверхности от угла наклона скребка
Рисунок 5 - Зависимость гребнистости от скорости передвижения агрегата
С использованием компьютерной программы Mathcad 2000 Professional и полученных данных построили линии равного уровня изменения выровненности поверхности почвы и тягового глыбистости от оптимальных параметров КПА (рис. 8.13).
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
7
-1 -0,5 0 0,5 1
Угол наклона скребка
Рисунок 6 - Зависимость гребнистости от диаметра барабана
Рисунок 7 -Зависимость гребнистости от угла наклона скребка
Рисунок 8 - Зависимость выровненности поверхности почвы от скорости передвижения
агрегата (А/) и диаметра барабана (Х2)
Рисунок 9 - Зависимость выровненности поверхности почвы от скорости передвижения
агрегата (Х2) и угла наклона скребка (Х3)
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Вьгровненность поверхности, %
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
8
Рисунок 10 - Зависимость выровненности поверхности почвы от диаметра барабана (2G) и
угла наклона скребка (X?)
Рисунок 11 - Зависимость глыбистости от скорости передвижения агрегата (X/) и
диамтера барабана (X?)
Рисунок 12 - Зависимость глыбистости от скорости передвижения агрегата (Х1) и угла
наклона скребка (Х3)
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Рисунок 13 - Зависимость глыбистости от диаметра барабана (Х2) и угла наклона скребка
(Х)
Производственные испытания комбинированного
почвообрабатывающего агрегата показали, что его использование по сравнению с использованием базового комплекса машин способствовало: снижению плотности почвы в горизонте 0....20 на 15,6...17,1%; увеличению пористости на 34,7.37,9%; увеличению содержания агрономически ценных почвенных агрегатов на 19,7.33,3% ; снижению пылеватой фракции в 1,8.5,9 раза; увеличению урожайности зерна озимой пшеницы в среднем на 22,6%.
Список использованной литературы
1. Эркенов, А.Н. Агротехническая эффективность комбинированного пахотного агрегата с активным рабочим органом [Электронный ресурс] / А.Н. Эркенов, М.Х. Аушев, Ю.А. Шекихачев, Л.М. Хажметов, Х.А. Хамоков // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ.- Краснодар, 2012.- №76/02.- Режим доступа: http:// ej.kubagro.ru / 2012 / 02 / pdf / 89.pdf.
2. Шекихачев, Ю.А. Почвообрабатывающие машины для измельчения крупных комков почвы и их особенности [Текст] / Ю.А. Шекихачев, Каноков Т.Б. // Сборник материалов 69-й научно-практической конференции, посвященной 55-летию факультета механизации СтГАУ «Совершенствование технологий и технических средств в АПК».- Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2005.- с. 267.
3. Пат. 107866 Российская Федерация, МПК7 А 01 В 49/02. Комбинированный
почвообрабатывающий агрегат [Текст] / Б.Х. Жеруков, Ю.А. Шекихачев, Л.М. Хажметов, А.Х. Аушев, Д.У. Ашибоков, Ю.С. Афасижев; заявитель и
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
Научный журнал КубГАУ, №99(05), 2014 года
10
патентообладатель Кабардино-Балкарская гос. сель. хоз. акад.- №2011112155/13; заявл. 30.03.11; опубл. 10.09.11, Бюл. №25. - 3 с. : ил.
References
1. Jerkenov, A.N. Agrotehnicheskaja jeffektivnost' kombinirovannogo pahotnogo agregata s aktivnym rabochim organom [Jelektronnyj resurs] / A.N. Jerkenov, M.H. Aushev, Ju.A. Shekihachev, L.M. Hazhmetov, H.A. Hamokov // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal KubGAU.- Krasnodar, 2012.- №76/02.- Rezhim dostupa: http:// ej.kubagro.ru / 2012 / 02 / pdf / 89.pdf.
2. Shekihachev, Ju.A. Pochvoobrabatyvajushhie mashiny dlja izmel'chenija krupnyh komkov pochvy i ih osobennosti [Tekst] / Ju.A. Shekihachev, Kanokov T.B. // Sbornik materialov 69-j nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj 55-letiju fakul'teta mehanizacii StGAU «Sovershenstvovanie tehnologij i tehnicheskih sredstv v APK».-Stavropol': Izd-vo StGAU «AGRUS», 2005.- s. 267.
3. Pat. 107866 Rossijskaja Federacija, MPK7 A 01 V 49/02. Kombinirovannyj pochvoobrabatyvajushhij agregat [Tekst] / B.H. Zherukov, Ju.A. Shekihachev, L.M. Hazhmetov, A.H. Aushev, D.U. Ashibokov, Ju.S. Afasizhev; zajavitel' i patentoobladatel' Kabardino-Balkarskaja gos. sel'. hoz. akad.- №2011112155/13; zajavl. 30.03.11; opubl. 10.09.11, Bjul. №25. - 3 s. : il.
http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/90.pdf
