CC BY
37
УДК 631.316
КУЛЬТИВАТОР МЕХАНИЧЕСКИЙ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
Mechanical Cultivator with the Vertical Axis of Rotation
Блохин В.Н., Синяя Н.В. к.т.н., доценты, Роганков С.И., Лямзин А.А., инженеры Blokhin V.N., Sinyaya N. V., Rogankov S. I., Lyamzin A.A.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. Применяемые технологические операции по содержанию поверхности междурядий ягодных кустарников при помощи агрегатов с пассивными рабочими органами и фрез с горизонтальной осью вращения имеют ряд существенных недостатков. В частности, производят малую степень крошения почвы, уплотняют дно борозды, образуют гребни, не полностью уничтожают сорняки особенно в прикустовой зоне, не обеспечивают заданную ширину ряда у основания растения, оставляя большую по площади защитную зону, что в конечном итоге ведет к существенным потерям урожая ягод при работе ягодоуборочных комбайнов. 4-6-ти кратные рыхления поверхности почвы в течение вегетационного периода машинами, которые агрегатируются тракторами МТЗ классов 1,4-2 по тяговому усилию, приводят к сильному уплотнению почвы, оказывая вред корневой системе, причем самой активной, а кусты растений оказываются на гребнях. Удалить их механическим образом не представляется возможным. Кроме того, оголяется корневая система растений и увеличивается площадь испарения, усиливая в засушливый период дефицит влаги и существенно снижая урожай. Значительную часть указанных проблем по уходу за высокостебельными культурами можно решить путем применения фрез с вертикальной осью вращения. Ротор можно подводить близко к основаниям растения, оставляя минимальную защитную зону, меняя угол установки ножей к горизонту с целью уменьшения повреждения корней, агрегатировать минитракторами и даже мотоблоками, значительно уменьшая плотность почвы.
Summary. The applied technological operations on treatment of space between rows of berry bushes by means of units with passive working bodies and mills with a horizontal axis of rotation have a number of essential shortcomings. In particular, they are small extent of soil crumbling, hardening of the furrow bottom, tracking, and incomplete weeding especially in the area of plant shrubs, providing no fixed row width at the plant root, leaving the protective zone larger in the area, that finally lead to essential yield losses of berries when a berry harvester works. Fourfold - sixfold hoeing of the soil surface during the vegetation period by the machines which are aggregated by the MTZ tractors of 1.4-2 classes on tractive force leads to high soil hardening, doing harm to the root system and the most active at that, and the berry bushes appear on ridges. It is impossible to remove them mechanically. Besides, the root system becomes bare and the area of evaporation enlarges, increasing deficiency of moisture during the droughty period and significantly reducing the harvest. The considerable part of the specified problems concerning treatment of tall-berry bushes can be solved by application of mills with a vertical axis of rotation. The rotor can be brought close to the plant root, leaving the minimum protective zone, changing the angle of blade installation to the horizon for the purpose of reduction of root damage, be aggregated by minitractors and even motor-blocks, considerably reducing soil hardness.
Ключевые слова: высокостебельные растения, фреза с вертикальной осью вращения, активные рабочие органы, междурядье, прикустовая зона.
Keywords: tall-berry bushes, the milling cutter with vertical axis of rotation, active working bodies, space between rows, area of plant shrubs.
Одной из важнейших операций в технологии работ по уходу за высокостебельными культурами (малина, смородины, крыжовник, виноград и др.), влияющей на урожайность, является обработка почвы в междурядьях и прикустовой зоне [1, 2, 8]. Применяемые в настоящее время орудия с пассивными рабочими органами и фрезы с горизонтальной осью вращения не в полной мере удовлетворяют агротехническим требованиям. Пассивным рабочим органам присущ ряд недостатков: малая степень крошения почвы [3, 4], уплотнение дна борозды, образование борозд и гребней, неполное уничтожение сорняков, забивание растительными остатками, приводящее к увеличению тягового сопротивления агрегата. Почвообрабатывающие фрезы с горизонтальной осью вращения весьма энергоемки, не обеспечивают заданную ширину ряда у основания растения, способствуют образованию большой защитной зоны, что ведет в конечном итоге к существенным потерям урожая ягод при работе уборочных машин. При поверхностной обработке почвы нельзя оставлять необработанными широкие защитные полосы земли вдоль ряда [5], так как плантация превращается в малоурожайные заросли, труднодоступные для сбора ягод и в сильной степени пораженные болезнями и вредителями.
Уход за высокостебельными растениями и в частности за смородиной начинается после посадочных культиваций междурядий и в дальнейшем в течение вегетативного периода на каждом поле проводят 4-6 рыхлений тракторами МТЗ классов 1,4-2 по тяговому усилию [6, 7]. Почвообрабатывающие машины с пассивными рабочими органами просты по конструкции, надежны в работе, но имеют значительное тяговое сопротивление, что вызывает необходимость агрегировать их с тракторами повышенного тягового класса, а это усложняет применение ассиметричных агрегатов, что ведет к снижению качества обработки почвы и сильному уплотнению почвы.
Для обработки почвы в рядах и междурядьях, для борьбы с сорняками во многих хозяйствах продолжают применять мотыжение, культивации и перекопку. В большинстве случаев частые глубокие культивации, а тем более вспашка, не решают проблему, к тому же причиняют вред растениям, лишая их на 70% корневой системы, причем самой активной. Неповреженными оказываются корни лишь в зоне, определяемой шириной ряда (0,50,7 м) и глубиной пахотного горизонта (в Нечерноземной зоне 25-30 см).
Применение дисковых орудий позволяет сохранить корни в междурядьях, но после 4-5 летнего дискования посадки оказываются на гребнях (рис. 1). В результате этого оголяется корневая система растений и увеличивается площадь испарения, усиливая в засушливый период дефицит влаги и существенно снижая урожай [10, 11]. Кроме того, сформировавшиеся с течением времени вдоль кустов почвенные валы затрудняют, а иногда даже делают невозможной работу ягодоуборочных комбайнов. Полностью исключить это негативное явление позволяет снабжение дискового орудия дополнительным отбойным щитком [12].
Рис. 1. Поверхность междурядья малины, образовавшаяся на 4-5 год после посадки в результате обработки дисковыми боронами
Проведенный нами анализ по проблеме интенсификации возделывания высокостебельных культур показал, что в систему машин по уходу за растениями надо применять фрезерные культиваторы с вертикальной осью вращения [13] с односторонней обработкой ряда ягодных культур. Поскольку увеличение количества роторов при уменьшении диаметра каждого из них ведет к необоснованному росту энергозатрат, то за основу принимаем однороторную фрезерную секцию с шириной захвата 0,5.. .0,8 м.
Конструктивные особенности фрез с вертикальной осью вращения и их рабочих органов позволяет близко подводить их к растениям, оставляя минимальную защитную зону, а также менять угол установки ножей к горизонту с целью уменьшения повреждения корней (рис. 2).
Рис. 2. Схема расположения ротора и рабочих органов в прикустовой зоне малины
У фрез с вертикальной осью вращения [14-15] имеется возможность в широких пределах менять режим работы (подача, рабочая скорость движения, частота вращения ротора), что ведет к направленному воздействию на фракционный состав почвы.
В результате вышеизложенного предполагается модель одной из перспективных технических конструкций фрезы, предназначенной для ухода за высокостебельными растениями в небольших фермерских хозяйствах и домашних участках (рис. 3).
Рис. 3. Схема модели культиватора: 1 - рабочий орган; 2 - опорное блюдце; 3 - ротор; 4 - подшипник; 5 - двигатель; 6 - соединительная втулка; 7 - колесо; 8 - тросик газа
Библиографический список
1. Бурмистров А.Д. Ягодные культуры. Л.: Агропромиздат, 1985. 272 с.
2. Ярославцев Е.И. Малина. М.: ВО Агропромиздат, 1987. 208 с.
3. Василенков П.М., Бабий П.Т. Культиваторы (конструкция, теория и расчет). Киев: Изд-во Укр. с.-х. наук, 1961. 239 с.
4. Блохин В.Н. Исследование процесса и рабочего органа для ухода за межкустовой зоной на ягодниках: автореферат дис. ... кандидата технических наук. М., 1993. 19 с.
5. К условию процесса крошения пласта при содержании под черным паром / С.И. Старовойтов, Н.П. Старовойтова, В.Н. Блохин, Н.Н. Чемисов // Плодоводство и яго-доводство России. 2012. Т. 29, № 2. С. 171 -177.
6. Старовойтов С.И., Блохин В.Н., Воронин В.А. Устройство для обкоса штамба деревьев // Конструирование, использование и надежность машин сельскохозяйственного назначения: сборник научных работ. Брянск, 2003. С. 20-24.
7. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2003. 624 с.
В. Хмелев П.П. Механизация работ в виноградарстве. М.: Агропромиздат, 1991.
239 с.
9. Ожерельев В.Н., Никитин В.В. Особенности работы дисковой бороны в междурядьях ягодных кустарников при экстремальных условиях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 6. С. 29-30.
10. Ожерельев В.Н., Никитин В.В. Управление перераспределением почвы по ширине междурядья малины // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2011. № 4. С. 13-15.
11. Никитин В.В. Улучшение качества обработки междурядий ягодных кустарников в условиях суглинистых почвы повышенной влажности путем совершенствования конструктивно-режимных параметров дисковой бороны: дис. ... кандидата технических наук. Брянск, 2009. 237 с.
12. Пат. № 2344586 РФ, МПК A01B 5/00, A01B7/00. Приспособление к дисковому почвообрабатывающему орудию / В.Н. Ожерельев, В.В. Никитин. № 2007135700/12, за-явл. 26.09.07; опубл. 27.01.09, Бюл. № 3.
13. Пат. № 1794335 РФ, МПК A01B59/04, 59/06, 39/16. Агрегат для возделывания высокостебельных культур / В.Н. Ожерельев, В.Н. Блохин, Ю.П. Густов, Н.М. Кувшинов. № 4892103/15 от 22.10.1990; опубл. 1993, Бюл. № 6.
14. Пат. № 1724040 РФ, МПК A01B59/04, A01D46/28. Агрегат для ухода за высокостебельными культурами / В.Н. Блохин, В.Н. Ожерельев, А.А. Цымбал. № 4654677/15 от 24.02.1989; опубл. 1992, Бюл. № 13.
15. Пат. № 1604180 РФ, МПК A01B49/02, 33/06. Почвообрабатывающая машина / В.Н. Ожерельев, В.Н. Блохин. № 4446430/30-15 от 03.05.1988; опубл. 1990, Бюл. № 40
16. Оптимизация рабочего органа фрезы с вертикальной осью вращения / В.Н. Блохин, В.В. Никитин, А.А. Лямзин, Р.А. Климович // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 1 (53). С. 73-79.
References
1. Burmistrov A.D. Yagodnyie kulturyi. L.: Agropromizdat, 1985. 272 s.
2. YaroslavtsevE.I. Malina. M.: VO Agropromizdat, 1987. 208 s.
3. Vasilenkov P.M., Babiy P.T. Kultivatoryi (konstruktsiya, teoriya i raschet). Kiev: Izd-vo Ukr. s.-h. nauk, 1961. 239 s.
4. Blohin V.N. Issledovanie protsessa i rabochego organa dlya uhoda za mezhkustovoy zonoy nayagodnikah: avtoreferat dis. ... kandidata tehnicheskih nauk. M., 1993. 19 s.
5. K usloviyu protsessa krosheniya plasta pri soderzhanii pod chernyim parom / S. I. Starovoytov, N. P. Starovoytova, V. N. Blohin, N.N. Chemisov // Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. 2012. T. 29, № 2. S. 171-177.
6. Starovoytov S.I., Blohin V.N., Voronin V.A. Ustroystvo dlya obkosa shtamba derevev // Konstruirovanie, ispolzovanie i nadezhnost mashin selskohozyaystvennogo naznacheniya: sbornik nauchnyih rabot. Bryansk, 2003. S. 20-24.
7. Halanskiy V.M., Gorbachev I.V. Selskohozyaystvennyie mashinyi. M.: KolosS, 2003.
624 s.
8. Hmelev P.P. Mehanizatsiya rabot v vinogradarstve. M.: Agropromizdat, 1991. 239 s.
9. Ozherelev V.N., Nikitin V.V. Osobennosti rabotyi diskovoy boronyi v mezhduryadyah yagodnyih kustarnikov pri ekstremalnyih usloviyah // Mehanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo hozyaystva. 2007. № 6. S. 29-30.
10. Ozherelev V.N., Nikitin V.V. Upravlenie pereraspredeleniem pochvyi po shirine mezhduryadya malinyi //Mehanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo hozyaystva. 2011. № 4. S. 13-15.
11. Nikitin V.V. Uluchshenie kachestva obrabotki mezhduryadiyyagodnyih kustarnikov v usloviyah suglinistyih pochvyi povyishennoy vlazhnosti putem sovershenstvovaniya kon-struktivno-rezhimnyih parametrov diskovoy boronyi: dis. ... kandidata tehnicheskih nauk. Bryansk, 2009. 237 s.
12. Pat. № 2344586 RF, MPK A01B 5/00, A01B7/00. Prisposoblenie k diskovomu pochvoobrabatyivayuschemu orudiyu / V.N. Ozherelev, V.V. Nikitin. № 2007135700/12, zayavl. 26.09.07; opubl. 27.01.09, Byul. № 3.
13. Pat. № 1794335 RF, MPK A01B59/04, 59/06, 39/16. Agregat dlya vozdelyivaniya vyisokostebelnyih kultur / V.N. Ozherelev, V.N. Blohin, Yu.P. Gustov, N.M. Kuvshinov. № 4892103/15 ot 22.10.1990; opubl. 1993, Byul. № 6.
14. Pat. № 1724040 RF, MPK A01B59/04, A01D46/28. Agregat dlya uhoda za vyiso-kostebelnyimi kulturami / V.N. Blohin, V.N. Ozherelev, A.A. Tsyimbal. № 4654677/15 ot 24.02.1989; opubl. 1992, Byul. № 13.
15. Pat. № 1604180 RF, MPK A01B49/02, 33/06. Pochvoobrabatyivayuschaya mashina / V.N. Ozherelev, V.N. Blohin. № 4446430/30-15 ot 03.05.1988; opubl. 1990, Byul. № 40
16. Optimizatsiya rabochego organa frezyi s vertikalnoy osyu vrascheniya / V.N. Blohin, V.V. Nikitin, A.A. Lyamzin, R.A. Klimovich // Vestnik Bryanskoy gosudarstvennoy selsko-hozyaystvennoy akademii. 2016. № 1 (53). S. 73-79.
УДК669.14.018.298.3
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПОВЫШЕНИЮ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Thermodynamic Approach to the Improvement of Materials Strength Based on Prediction of
Chemical Potential of Alloying Elements
Коршунов В.Я., доктор технических наук Korshunov V.Ya.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» 243345 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. Разработана методика прогнозирования упрочнения углеродистых и легированных сталей на основе использования химического потенциала легирующих элементов, Химический потенциал определялся по экспериментальным данным, с использованием ранее полученных формул, определяющих взаимную связь твёрдости и накопленной упругой энергии дефектов. Представлен расчётный метод определения средней величины химического потенциала для основных легирующих элементов.
