Научная статья на тему 'Дифференциация систем обработки почвы в западном Казахстане путём использования перспективной системы машин'

Дифференциация систем обработки почвы в западном Казахстане путём использования перспективной системы машин Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
163
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИФФЕРЕНЦИРОВАННАЯ ЗОНАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ / ГЛАДКАЯ ВСПАШКА / РАЗВАЛЬНЫЕ И СВАЛЬНЫЕ БОРОЗДЫ / ПОВОРОТНЫЙ ПЛУГ / DIFFERENTIATED ZONAL TILLAGE OF SOIL / SMOOTH PLOWING / RIDGED AND BLIND FURROWS / REVERSIBLE PLOW

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Константинов Михаил Маерович, Дроздов Сергей Николаевич, Нуралин Бекет Нургалиевич, Олейников Сергей Владимирович, Галиев Манарбек Самигуллиевич

Разработка конструкции почвообрабатывающих машин, оптимизация их параметров и режимов работы, обеспечивающих агротехнические требования при наименьших затратах, требует системного анализа и синтеза для принятия технических решений по заданному агротехнологическому заданию, что стало целью исследования. Технологии и приёмы обработки не следует противопоставлять один другому. Они должны дополнять друг друга, а выбор той или иной технологии должен осуществляться дифференцированно и чередоваться в соответствии с конкретными условиями. Показано, что поворотный плуг со сменными рабочими органами с обоснованными рациональными параметрами обеспечивает челночное движение в загоне, отвальную или безотвальную гладкую вспашку без развальных и свальных борозд, повышает производительность почвообрабатывающего агрегата до 20% за счёт снижения тягового сопротивления рабочего органа и холостых ходов в загоне при наименьших затратах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Константинов Михаил Маерович, Дроздов Сергей Николаевич, Нуралин Бекет Нургалиевич, Олейников Сергей Владимирович, Галиев Манарбек Самигуллиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DIFFERENTIATION OF SOIL CULTIVATION SYSTEMS IN WEST KAZAKHSTAN BY MEANS OF USING THE PROSPECTIVE SYSTEMS OF FARM MACHINES

The purpose of the study is the development of soil-cultivating machines and optimization of their parameters and operating modes to ensure the agrotechnical requirements with the lowest costs, which requires the system analysis and synthesis for taking technical decisions on the given agrotechnical task. The technologies and cultivation methods should not be opposed to one another. They should complement each other, and the choice of a technology should be carried out in a differentiated manner and be alternated in accordance with specific conditions. It is shown that a rotary plow with replaceable operating elements with reasonable rational parameters provides shuttle movement in the paddock, mouldboard and mouldboardless smooth plowing without ridged and blind furrows, which increases the tillage unit performance by up to 20%, due to reduction of traction resistance of the working element and its idle movements in the paddock at least cost.

Текст научной работы на тему «Дифференциация систем обработки почвы в западном Казахстане путём использования перспективной системы машин»

Р"

Г и

i плуг

Rj пл Rw -1-5- предл ¡5 s гаем ы

I4

г* / —1 >

2 4 6 8 10 12 14 16 18 F, км/„

Рис. 2 - Потенциальная тяговая характеристика трактора К-3180

орудий почвообрабатывающих машин очень велик, поэтому даже незначительное снижение износа позволит получить существенный экономический эффект. Нанесение гальванических композиционных покрытий на основе железа на рабочие поверхности деталей предлагаемого агрегата позволит повысить их ресурс в условиях абразивного изнашивания [9, 10].

Выводы. Существенное влияние на агрофизические свойства и урожайность выращиваемых культур в зернопропашном севообороте при высоких показателях экономической эффективности оказывает рациональная система обработки почвы. Для этой цели на Кубани применяют отвальную и безотвальную вспашку, дисковые орудия. В этой связи использование комбинированного пахотного агрегата позволит сохранить агрономически ценную структуры почвы, повысить производительность операции и снизить энергоёмкость процесса основной обработки почвы. Эффективность агрегата может быть повышена за счёт совмещения нескольких технологических операций за один проход

машины, например, с одновременным внесением основного минерального удобрения.

Таким образом, обосновано эффективное применение комбинированного пахотного агрегата при обработке почвы. Агрегат в составе трактора К-3180 снижает тяговое сопротивление агрегата и увеличивает скорость его движения, что в свою очередь приводит к увеличению производительности как часовой, так и сменной.

Литература

1. Юдина Е.М. Технологии в растениеводстве: учеб. пособие / Е.М. Юдина, Е.Ю. Авилова, С.А. Калитко [и др.]. Краснодар: КубГАУ, 2015. 119 с.

2. Maslov G.G. The improvement of the technology of winter wheat grain production for the purpose of energy saving / G.G. Maslov, V.T. Tkachenko, E.M. Yudina, M.R. Kadyrov, S.A. Kalitko // Biosci Biotechnol Res Asia. 2015. Т. 12. № 3. С. 2071-2080.

3. Юдина Е.М., Юдин М.О., Журий И.А. Перспективы создания отечественных комбинированных агрегатов для обработки почвы // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 1. С. 46-50.

4. Metlev I.V., Yudina E.M., Kuznetsova E.E. Improvement of soil treatment methods // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сб. стат. по матер. 72-й науч.-практич. конф. студ. по итогам НИР за 2016 г. Краснодар, 2017. С. 976-978.

5. Юдина Е.М., Брусенцов А.С. К выбору рабочих органов почвообрабатывающего агрегата // Влияние науки на инновационное развитие: сб. стат. Междунар. науч.-практич. конф. Томск, 2016. С. 101-104.

6. Карабаницкий А.П. Теоретическое обоснование параметров энергосберегающих машинно-тракторных агрегатов: методич. указ. / А.П. Карабаницкий, Е.М. Юдина, В.В. Цы-булевский [и др.] / Под общ. ред. Г.Г. Маслова. Краснодар, 2014.

7. Безик Д.А., Гурьянов Г.В., Юдина Е.М. Электрические явления при обработке почвы // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 52. С. 177-181.

8. Безик Д.А. О некоторых причинах возникновения трибо-ЭДС при обработке почвы / Д.А. Безик, Г.В. Гурьянов, Е.М. Юдина [и др.] // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 56. С. 215-220.

9. Юдина Е.М. Стойкость композиционных покрытий при абразивном изнашивании / Е.М. Юдина, Г.В. Гурьянов, Ю.Е. Кисель [и др.] // Сельский механизатор. 2015. № 3. С. 34-35.

10. Юдина Е.М. Лазерное упрочнение композиционных электрохимических покрытий / Е.М. Юдина, Г.В. Гурьянов, Ю.Е. Кисель [и др.] // Сельский механизатор. 2015. № 2. С. 38-39.

Дифференциация систем обработки почвы в Западном Казахстане путём использования перспективной системы машин*

М.М. Константинов, д.т.н., профессор, С.Н. Дроздов,

к.т.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ; Б.Н. Нуралин, д.т.н., профессор, С.В. Олейников, к.т.н., М.С. Галиев, докторант, Западно-Казахстанский АТУ; АЖ Мурзагалиев, к.т.н., Актюбинский РГУ

Обработка почвы в современном земледелии является универсальным сред ством для создания мощного пахотного слоя, заделки органических и минеральных удобрений, регулирования интенсивности протекающих в почве биологических

* При поддержке РФФИ; проект №18-016-20013/18

процессов и создания благоприятных условий для роста растений.

Выбор способа обработки почвы необходимо проводить исходя из условий направленного регулирования процессов накопления и расходования гумуса в пахотном слое почвы.

Мнение учёных всё более склоняется к тому, что отдельные технологии и приёмы обработки не следует противопоставлять один другому. Они должны дополнять друг друга, а выбор той или иной технологии должен осуществляться диф-

ференцированно в соответствии с конкретными условиями [1]. Стабильные результаты по урожайности можно получить при чередовании плоскорезной и отвальной технологий обработки почвы. Отвальная обработка при этом проводится через каждые два года.

Материал и методы исследования. Основой технического обеспечения обработки почвы должна стать эффективная система машинных технологий, обеспечивающих предотвращение деградации почв в результате переуплотнения движителями, чрезмерного распыления и нарушения водно-воздушного режима почв. Данная технологическая политика требует внедрения современной высокоэффективной техники, отвечающей зональным агротехническим требованиям и повышающей урожайность сельскохозяйственных культур при наименьших затратах труда [2, 3].

Техническое обеспечение обработки почвы предполагает решения следующих наиболее актуальных вопросов:

— снижения техногенной нагрузки на почву;

— расширения семейств почвообрабатывающих рабочих органов, адаптированных к разнообразным почвенным условиям;

— создания унифицированных машин с набором сменных рабочих органов;

— создания и применения орудий с комби -нированными рабочими органами с целью эффективного использования мощности энергонасыщенных тракторов;

— уменьшения материалоёмкости и энергопотребления.

Разработка конструкции почвообрабатывающих машин, оптимизация их параметров и режимов работы, обеспечивающих агротехнические требования при наименьших затратах, требует системного анализа и синтеза для принятия технических решений по заданному агротехнологическому заданию, что стало целью исследования.

Вопросы применимости методов синтеза оптимальных структур, поисковых решений технических

систем к синтезу структур сложных биолого-физико-механических систем, таких, как почвенная среда — почвенная влага — почвообрабатывающие рабочие органы, изучались ранее [2, 4].

Вспашка осуществляет заделку в почву растительных остатков, органических и минеральных удобрений, увеличивает скважность, влагопрони-цаемость и влагоёмкость почвы [5]. Вместе с тем она имеет ряд недостатков: высокая энергоёмкость и малая производительность, создание условий для выдувания плодородного слоя в районах, подверженных ветровой эрозии.

Это побудило к поиску новых технологий отвальной обработки почвы. Отказ от полного оборачивания почвы и глубоких интенсивных обработок, сохранение и создание на поверхности мульчирующего слоя являются элементами технологий обработки почвы, обеспечивающих условия для расширенного воспроизводства почвенного плодородия, роста урожайности.

Оставленные на поверхности растительные остатки, солома способствуют защите почв от водной и ветровой эрозий, уменьшают глубину промерзания почвы, задерживают почвенную влагу в межвегетационный период. В ходе предпосевной обработки почвы солома, растительные остатки измельчаются и перемешиваются с почвой, образуя специфическую почвенно-соломистую мульчу. Она полностью заменит функцию навоза — источника органических удобрений, сокращяя транспортные затраты по доставке соломы и вывозке навоза [6, 7].

Результаты исследования. На основе проведённого анализа основной обработки почвы различными почвообрабатывающими машинами с целью устранения выявленных недостатков и сохранения плодородия почвы разработан рыхлитель плужного типа с универсальной рамой со сменными рабочими органами [8—14], предназначенный для гладкой вспашки с оборотом и без оборота пласта (рис. 1, 2). Использование указанных рабочих органов позволяет почвообрабатывающему агрегату с поворотным плугом обеспечивать челночное

Рис. 1 - Укороченный симметричный ромбовидный рабочий орган:

1 - лемех; 2 - полевая доска; 3 - отвал

Рис. 2 - Рабочий орган без отвала рыхлительного типа с одним лемехом и двумя полевыми досками: 1 - башмак; 2 - лемех; 3, 4 - полевые доски

движение в загоне, отвальную или безотвальную гладкую вспашку без развальных и свальных борозд, возможность повышения производительности почвообрабатывающего агрегата до 20% за счёт снижения тягового сопротивления рабочего органа и холостых ходов в загоне, т.е. увеличения рабочего времени смены.

Основными параметрами ромбовидного пласта являются высота а, ширина в, угол при вершине параллелограмма или угол наклона стенки борозды к горизонтали а и высота вертикального участка стенки борозды 1 (рис. 3).

Рис. 3 - Схема оборота ромбовидного пласта

Взаимосвязь параметров обосновывается исходя из схем оборота и определяется неравенствами:

а > аг^

1

а - с! в - сС

а - с! в - сС

1 -

а - сС в-с

(1)

Рис. 4 - Схема экспериментального корпуса со сменной грудью отвала для изменения высоты вертикального участка стенки борозды: 1 - при й = 0,015 м; 2 - при й = 0,030 м; 3 - при й = 0,050 м; 4 - при й = 0,080 м; 5 - при й = 0,100 м

Неравенства (1) и (2) показывают, что с увеличением 1, при постоянстве значений высоты и ширины пласта, угол ромбовидности уменьшается. Следовательно, изменится энергетика пахоты. Это обстоятельство потребовало определения оптимальной высоты участка стенки борозды.

В качестве энергетических показателей определялись: тяговое сопротивление корпуса Ях; боковая составляющая Ку; действительная скорость движения пахотного агрегата о^.

Результаты исследования показывают (рис. 5), что удельное тяговое сопротивление и затраты мощности на перемещение плужного корпуса имеют минимум при 1=0,05—0,06 м. Это объясняется тем, что при уменьшении 1 центр масс пласта смещается влево от полюса вращения.

60

Яуд кН/м2 50

40

30

а=60° а=70° а=60° V

/ у У У 6

----.

\ <а=65

с!х10-;

10

. ( а - С ^

а< аггатI-I. (2)

I в - С) У '

Одной из основных величин, влияющих на взаимосвязь параметров ромбовидного пласта, как показали теоретические исследования, является высота вертикального участка стенки борозды 1 (рис. 4).

Рис. 5 - Зависимость удельных энергозатрат от высоты вертикального участка стенки борозды: О - экспериментальная;----теоретическая

При этом возрастает высота подъёма и увеличивается полярный момент инерции сечения пласта, что приводит к увеличению энергии, необходимой на оборот, а следовательно, к возрастанию тягового сопротивления и затрат мощности на вспашку. При увеличении 1 более чем 0,06 м удельные энергозатраты вновь возрастают. Увеличение 1 во всём исследуемом диапазоне приводит к снижению боковой составляющей тягового сопротивления Ку с 0,63 до 0,36 кН.

На заглубляемость корпуса и глубину пахоты изменение высоты вертикального участка стенки борозды практически влияния не оказывает. При уменьшении 1 вследствие того, что полевая доска хуже выполняет свои функции, увеличивается ширина захвата плуга на 3,5—5,0%, орудие идёт менее стабильно, возросли коэффициенты вариации.

Экспериментальное исследование ромбовидного корпуса показывает:

1. Тяговое сопротивление зависит от величины 1. Наиболее оптимальной по энергозатратам является форма корпуса, позволяющая отрезать почвенный пласт с вертикальным участком стенки борозды 1=5—6-10-2 м;

2. Глубина пахоты от вертикального участка стенки борозды на исследованных режимах не зависит, а ширина захвата с уменьшением 1 увеличивается;

3. Для стабилизации хода плуга в поперечной плоскости необходимо применить дополнительное устройство в виде ножа-стабилизатора.

Одним из важных параметров, определяющих форму пласта и схему его оборота, является угол ромбовидности. В результате теоретического анализа было выявлено, что угол ромбовидности взаимосвязан с высотой и шириной пласта, а их соотношение определяет схему оборота пласта и необходимые с точки зрения агротехники затраты энергии (рис. 6).

Рис. 6 - Экспериментальный корпус со сменной грудью отвала для изменения угла ромбовидности:

1 - при й = 0,015 м; 2 - при й = 0,030 м; 3 - при й=0,050 м; 4 - при й = 0,080 м; 5 - при й = 0,100 м

Для выявления влияния угла ромбовидности на качественные показатели работы корпуса был проведён эксперимент. Результаты эксперимента иллюстрированы на рисунках 7 и 8. Анализ полученных зависимостей показывает (рис. 7), что удельное тяговое сопротивление и удельная мощность в зависимости от угла ромбовидности и глубины пахоты изменяются неодинаково.

При малой глубине пахоты а«21-10-2 м с увеличением угла ромбовидности удельные энергозатраты снижаются (кривые I) и достигают минимума при а = 90°. Следовательно, наименьшим тяговым сопротивлением при данных условиях обладает обычный корпус.

Это обстоятельство можно объяснить тем, что высота подъёма центра масс ромбовидного пласта выше, чем у обычного. Таким образом, для подъёма пласта на большую высоту необходимо затратить дополнительно энергию, которая впоследствии тратится на крошение. Увеличение степени крошения пласта при этих условиях подтверждается кривыми (рис. 8).

С увеличением глубины пахоты характер зависимости удельных энергозатрат от угла ром-бовидности изменяется и имеет минимум при

60

Иуд

кН/м2 50

40

30

3

с г 1 у У у у 2

дД V г

-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1

50

60

70

а, град 90

Рис. 7 - Зависимость удельных энергозатрат от угла ромбовидности:

О, • - экспериментальная;----теоретическая

1 - при а = 20,4-21,7-10-2 м;

2 - при а = 25,1-26,1 • 10-2 м;

3 - при а = 29,5-30,8-10-2 м

5.5

Кр

%

50

45

40

* > 2 , 1

1

А ' 3 / ]

50

60

70

а, град 90

Рис. 8

Влияние угла ромбовидности на крошение пласта:

1 - при а = 20,4-21,7-10-2 м;

2 - при а = 25,1-26,1 • 10-2 м;

3 - при а = 29,5-30,8-10-2 м

а = 60—65° (рис. 7). В этом случае уменьшение величины а, с одной стороны, приводит к увеличению высоты подъёма пласта и полярного момента фигуры сечения, что влечёт увеличение затрат энергии на оборот такого пласта. С другой стороны, оборот происходит практически относительно одного полюса, следовательно, отсутствует излом траектории его ц.м. (рис. 3, участок БВ1Б2), отсутствуют инерционные силы, разрушающие пласт на этом этапе оборота, уменьшается крошение пласта (рис. 8, кривые 2, 3). При уменьшении угла ромбовидности менее 60° первое обстоятельство играет более значительную роль и поэтому общие удельные энергозатраты начинают возрастать.

Оборот реального почвенного пласта прямоугольного сечения отличается от принятой теоретической схемы оборота. Поскольку основной процесс крошения пласта происходит на лемехе и заканчивается к концу первого этапа оборота, то

динамические силы, возникающие в результате смены направления движения (излом траектории (АДА, рис. 3), разрушают пласт. Вместо оборота относительно второго ребра происходит сдвиг раскрошенного пласта крылом отвала. При этом тяговое сопротивление корпуса значительно увеличивается. При глубокой вспашке этот эффект особенно заметен при а = 70—90° (рис. 8, кривая 3).

Таким образом, можно отметить, что снижение тягового сопротивления ромбовидных рабочих органов при глубокой вспашке и увеличение её при мелкой пахоте происходит за счёт соответствующего изменения степени крошения почвы.

Сравнительные удельные тяговые сопротивления для ромбовидного (с углом ромбовидности а«60°) и обычного (с углом ромбовидности а и 90°) корпусов показывают (рис. 9), что с увеличением скорости движения сопротивление обоих корпу-

60

Rw кН/лI2

50

40

30

i

я 2 ^ФУ

• —* \ i / р

1,5

2,5

г?р м/с

3,5

Рис. 9 - Влияние рабочей скорости на удельное тяговое сопротивление корпуса: Р - ромбовидного; Н - обычного

1 - при а = 20,4-21,7-10-2 м;

2 - при а = 25,1-26,1 • 10-2 м;

3 - при а = 29,5-30,8-10-2 м

60

Ryá кН/м2

50

40

30

Рис. 10

я у/ / *

р

**

20

25

ахЮ'г м

35

Влияние глубины пахоты на удельное тяговое сопротивление корпуса: Р - ромбовидного; Н - обычного: О, • - экспериментального; ---- теоретического

сов на всех глубинах пахоты возрастает, причём интенсивность роста Куд для обоих корпусов примерно одинакова.

Зависимость удельного тягового сопротивления от глубины пахоты показывает (рис. 10), что эффект ромбовидности проявляется при глубине пахоты не менее 23 • 10-2 м. Однако это справедливо только для скоростей 2,39—2,78 м/с.

С увеличением же скорости характер зависимости должен измениться, однако это положение требует дополнительной экспериментальной проверки.

Выполненные теоретические исследования [15] и их экспериментальная проверка в реальных условиях производства степных регионов позволили решить важную задачу сохранения и восстановления плодородия почвы за счёт использования ресурсосберегающих средств механизации. На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Установлено, для условий степной зоны рациональным направлением снижения энергоёмкости и получения высокого агротехнического эффекта является послойная обработка без оборота пласта рыхлительными лапами, гладкая вспашка ромбовидными плужными рабочими органами.

2. Разработанный поворотный плуг для гладкой вспашки предусматривает варианты установки адаптивных рабочих органов (ромбовидных, дисковых, безотвальных) и обеспечивает повышение производительности агрегата до 30%, снижения расхода топлива до 20% за счёт сокращения длины холостых ходов и уменьшения тягового сопротивления.

3. Разработаны рабочие органы почвообрабатывающей машины для энерго- и влаго-почво-сбережения, в основу которых положены принципы управления плодородием почвы, учёт степени воздействия рабочих органов на почву и адапти-рованности применяемых орудий к конкретным почвенно-климатическим условиям.

4. Разработан ромбовидный плужный рабочий орган с укороченным отвалом, обеспечивающий гладкую вспашку со снижением гребнистости поверхности пашни на 21% и погектарного расхода топлива на 11,1%, повышением производительности плуга на 5,5% за счёт уменьшения тягового сопротивления на 10% следующими параметрами:

• угол наклона полевого обреза к горизонтали (угол ромбовидности) — 60—65°;

• высота вертикального участка стенки борозды 5—7 • 10-2 м;

• отношение глубины пахоты к ширине захвата, при котором проявляется эффект ромбовид-ности — а/в >0,6;

• снижение тягового сопротивления ромбовидных плужных корпусов проявляется на средних и больших глубинах пахоты на скоростях до 3,5 м/с;

• эффективность ромбовидных корпусов проявляется при глубине пахоты не менее 23-10-2 м. С увеличением глубины она увеличивается.

Литература

1. Кирдин В.Ф., Халипов Ф.Х. Плоскорезная обработка или отвальная вспашка // Степные просторы. 1984. № 7. С. 17-18.

2. Нуралин Б.Н. Комбинированные рабочие органы и машины. Теоретические и методологические основы разработки почвообрабатывающих орудий / Saarbrucken, Германия, LAP: LAMBERT Academic Publishing, 2013. 231 с.

3. Нуралин Б.Н., Олейников С.В. Проектирование плужных рабочих органов почвообрабатывающих машин. Совершенствование рабочих органов плугов для гладкой вспашки. Уральск, 2015. 246 с.

4. Константинов М.М., Есенжанов С.З., Нуралин Б.Н. Технологические приёмы обработки почвы на основе синтеза её оптимальной структуры // Техника в сельском хозяйстве. 2010. № 3. С. 16-19.

5. Шмелев В.М. Приёмы углубления пахотного слоя на чернозёмных почвах // Почвоведение. 1957. № 2. С. 81-89.

6. Ломакин М.М. Мульчирующая обработка почвы на склонах. М.: Агропромиздат, 1998. 184 с.

7. Федотова Н.И. Роль стерни в улучшении водного режима почвы // Земледелие. 1980. № 1. С. 28-29.

8. Нуралин Б.Н., Олейников С.В., Мурзагалиев А.Ж. Обоснование формы и параметров ромбовидного рабочего органа поворотного плуга для гладкой вспашки // Новости науки Казахстана. 2016. № 2. С. 186-195.

9. Патент KZ B 22323. Рыхлитель для основной обработки почвы / М.М. Константинов, Б.Н. Нуралин, С.З. Есенжанов, С.В. Олейников // Комитет по правам интеллектуальной собственности Министерства юстиции Республики Казахстан; БИ. № 2 от 15.02.2010 г.

10. Нуралин Б.Н., Константинов М.М., Олейников С.В. Рабочий орган рыхлителя плужного типа для «гладкой пахоты» // Тракторы и сельхозмашины. 2010. № 11. С. 5—6.

11. Инновационный патент KZ 26192. Рабочий орган к рыхлителю для основной обработки почвы» / М.М. Константинов, Б.Н. Нуралин, С.В. Олейников / Комитет по правам интеллектуальной собственности Министерства юстиции Республики Казахстан; БИ № 10 от 15.10.2012 г.

12. Константинов М.М. Техническое обеспечение гладкой вспашки отвальными рабочими органами / М.М. Константинов, Б.Н. Нуралин, С.В. Олейников [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета.

2015. № 6 (56). С. 72-75.

13. Константинов М.М. Энергетическая и агротехническая оценка работы плугов с ромбовидными и серийными рабочими органами / М.М. Константинов, Б.Н. Нуралин, С.В. Олейников [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 3 (59). С. 81-83.

14. Нуралин Б.Н., Олейников С.В. Сравнительная силовая характеристика ромбовидного и обычного корпусов отвального плуга // Исследования — результаты / Каз НАУ-Алматы.

2016. № 3. С. 254—258.

15. Nuralin B.N. The influence ofgeometrical and physical parameters of cut-off layer on traction resistance / B.N. Nuralin, A. Bakushev, E. Dzhanaliyev // Zemljiste i Biljka. Soil and Plant, Vol. 63, No. 1, 2014. BEOGRAD, 2017. Р. 32—40. ISSN 0514-6658 (Print) ISSN 2560-4279 (Online).

Разработка и обоснование комбинированной почвообрабатывающей машины

А.С.Иванов, к.т.н., Р.Ф. Бай, ст. преподаватель, ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья

В настоящее время в России и за рубежом наметились две основные тенденции в механизации обработки почвы: минимальная — с применением безотвальных орудий, в том числе плоскорезных, чизельных, а также комбинированных агрегатов и др., и обычная — с применением отвальных плугов. Дальнейшее совершенствование машин будет направлено на повышение качества обработки почвы, снижение её энергоёмкости и повышение производительности труда [1].

Анализ существующих конструкций комбинированных почвообрабатывающих машин показал, что имеется ряд проблем, связанных с обеспечением эффективного процесса обработки почвы. В частности, некачественное крошение почвы самовращающимися роликами; отсутствие верхнего вращающегося ротора, что не обеспечивает качественное крошение верхнего слоя почвы; возможно сгруживание почвы при затруднённом вращении ролика и, как следствие, увеличение тягового сопротивления [2—4]. В ряде комбинированных машин пласт почвы, поступающей с плоскорежущего рабочего органа, разрушается между двумя встречно вращающимися ротационными рыхлителями за счёт деформации изгиба и сжатия, что приводит к увеличению энергоёмкости процесса. Также форма ротационных рыхлителей в виде шнековой навивки

перемещает почву в поперечном направлении по отношению к направлению движения машины, что увеличивает энергоёмкость процесса и тяговое сопротивление машины [5, 6].

Цель исследования — разработка и обоснование комбинированной почвообрабатывающей машины для снижения удельной энергоёмкости обработки почвы.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Материал и методы исследования. Предлагаемая почвообрабатывающая машина состоит из рамы 5 с установленными на ней плоскорежущим рабочим органом 10 посредством стойки 7 (рис. 1), коробчатого сечения, механизма привода 1 и 2, ротационных рыхлителей (РР) нижнего 9 и верхнего 4, расположенных друг над другом со смещением оси вращения верхнего РР назад по ходу движения машины относительно оси вращения нижнего РР назад по ходу движения машины относительно оси вращения нижнего РР, опорного колеса 8 и зарав-нивателя 6. В стойке 7 коробчатого сечения размещена цепная передача для привода нижнего РР 9.

При движении машины плоскорежущий рабочий орган 10 подрезает почву в горизонтальной плоскости и деформирует подрезанный пласт почвы. Перемещаясь по рабочему органу, этот пласт почвы поступает к ротационным рыхлителям 9 и 4, вращающимся встречно. Пласт почвы, сходя с плоскорежущего рабочего органа, набегает на по-чворазрушающие элементы нижнего РР 9, которые внедряются в почву в нижней части пласта, и за

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.