CC BY
18
References
1. Rezultaty proizvodstvennoy proverki eksperimentalnyh uprochnennyh iznosostoykimi materialami nozhey skorostnyh plugov / N.V. Titov, A.V. Kolomeychenko, R.Yu. Solovev, O.O. Bagrintsev //Innovatsii v APK:problemy iperspektivy. 2020. № 3. S. 90-97.
2. Borzilov V.NMetodika obrabotki eksperimentalnyh dannyh primeneniya skorostnogo pluga s naklonnym lemehom // Nauchnyy vestnik gosudarstvennogo obrazovatelnogo uchrezhdeniya Luganskoy Narodnoy Respubliki "Luganskiy natsionalnyy agrarnyy universitet". 2019. № 7-2. S. 519-524.
3. Kozarez I.V., Torikov V.E., Mihalchenkova M.A. Analiz i osobennosti iznosov pluzhnyh lemehov razlichnyh konstruktsiy i dinamika ih iznashivaniya // Trudy inzhenerno-tehnologicheskogo fakulteta: sb. nauch. tr. /pod red. A.M. Mihalchenkova. Bryansk, 2015. S. 128-158.
4. Tehnologicheskie sposoby povysheniya dolgovechnosti i resursa rabochih organov pochvoobrabatyvayuschih mashin / A.A. Dudnikov, A.I. Belovod, A.G. Pasyuta, A.A. Kelemesh, A.V. Gorbenko // Tehnologicheskiy audit i rezervyproizvodstva. 2015. T. 5, № 1. S. 4-7.
5. Sposob vosstanovleniya pluzhnyh lemehov: pat. 2412793 Ros. Federatsiya: C2 / Belous N.M., Mihalchenkov A.M., Kozhuhova Yu.I., Kozarez I.V. № 2008147653/02; zayavl. 02.12.2008; opubl. 27.02.2011.
6. Belous N.M., Torikov V.E. Strategiya innovatsionnogo razvitiya nauchnyh issledovaniy v Bryanskoy gosudarstvennoy selskohozyaystvennoy akademii // Vestnik Bryanskoy GSHA. 2010. № 2. S. 4-16.
7. Plug skorostnoy kombinirovannyy: pat. 2706161 Ros. Federatsiya /Svyatkin S.N.; opubl. 15.01.2019.
8. Rezultaty proizvodstvennoy proverki eksperimentalnyh uprochnennyh iznosostoykimi materialami nozhey skorostnyh plugov / N.V. Titov, A.V. Kolomeychenko, R.Yu. Solovev, O.O. Bagrintsev //Innovatsii v APK: problemy iperspektivy. 2020. № 3. S. 90-97.
9. Mihalchenkov A.M., Kovalev A.P., Kozarez I.V Geometricheskie parametry luchevidnogo iznosa lemehov // Traktory i selhozmashiny. 2011. № 1. S. 44-47.
10. Belchenko S.A., Naumova M.P., Kovalev V.V. Tehnologicheskaya modernizatsiya - os-nova effektivnosti APK// VestnikKurskoy GSHA. 2018. № 7. S. 127-132.
11. Lobachevskiy Ya.P., Starovoytov S.I., Chemisov N.N. Energeticheskaya i tehnolog-icheskaya otsenka pochvoobrabatyvayuschego rabochego organa // Selskohozyaystvennye mashiny i tehnologii. 2015. № 5. S. 10-13.
УДК 631.312 DOI: 10.52691/2500-2651-2021-85-3-46-50
МОДЕРНИЗАЦИЯ ПЛУГА ПГП-7-40
Modernization of the Plow PHP-7-40
Кузюр В.М., канд. техн. наук, доцент, Будко С.И., канд. техн. наук, доцент,
Киселева Л.С., ст. преподаватель Kuzur V.M., Budko S.I., Kiseleva L.S.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. Важнейшим условием подъема земледелия, развития животноводства и увеличения его продуктивности, является повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур. Решающая роль в увеличении урожайности принадлежит новой технике и агротехническим мероприятиям, которые могут обеспечить повышение плодородия почвы. Основным условием ее повышения является наличие органического вещества, структуры и создание условий для жизнедеятельности соответствующих почвенных микроорганизмов, что возможно только в обоснованной системе земледелия с регулярными севооборотами, внесением органических и минеральных удобрений, правильной обработкой. Из земельных угодий около половины пашни и других сельскохозяйственных угодий расположено на эрозионно
опасных склонах крутизной более 1°. Из-за малой водопоглотительной способности на таких почвах интенсивно развивается водная эрозия, со склонов смывается почва и удобрения. Главная причина этих негативных явлений - переуплотнение подпахотного слоя почвы. Оптимальная плотность минеральных почв, при которых обеспечивается наиболее продуктивное развитие растений и активные биологические процессы, составляет 1,1... 1,3 г/см. При плотности 1,55 г/см (критическая) растения начинают отмирать из-за недостатка кислорода. Переуплотнение подпахотного слоя почвы является следствием применения отвальной вспашки почвы с характерной для нее "плужной подошвой", а также многократного прохода тяжелой полевой техники [1, 2, 3]. Для разуплотнения и улучшения водного режима почв, не требующих осушения и мелиорации, широко применяются глубокое рыхление и щелевание.
Abstract. The most important condition for the development of agriculture, the improvement of animal husbandry and the growth of its productivity is an increase in the yield of all agricultural crops. A crucial role in gaining higher yields belongs to new machinery and agrotechnical measures that can ensure an increase in soil fertility. The main condition for its increase is the presence of organic matter, structure and the creation of conditions for the vital activity of the corresponding soil microorganisms, which is possible only in a well-founded farming system with regular crop rotations, the introduction of organic and mineral fertilizers, and proper soil treatment. About half of the arable and other agricultural lands is located on erosion-hazardous slopes with a steepness of more than 1°. Due to the low water-absorbing capacity, water erosion intensively develops on such soils. The fertilizers and soil slip away the slopes. The main reason for these negative phenomena is the overconsolidation of the subsoil. The optimum density of mineral soils, which ensures the most productive development ofplants and active biological processes, is 1.1-1.3 g/cm. At a density of 1.55 g/cm (critical), plants begin to die off due to lack of oxygen. Overconsolidation of the subsoil is a consequence of applying moldboard plowing of the soil with its characteristic "plow bottom", as well as multiple passes of heavy field equipment. To improve the water regime and loosen the soils that do not require drainage and reclamation, chiselling and soil slotting are widely used.
Ключевые слова: корпус плуга, почвоуглубитель, тяговый расчет, стойка, почва.
Key words: plow body, soil deepener, traction calculation, stand, soil.
Определение задачи. Решение данной проблемы возможно путем установки почвоуглубителей на плуг 111 11-7-40. Плуг семикорпусный навесной, почвоуглубители крепятся на все корпуса.
Рисунок 1 - Корпус модернизированного плуга: 1 - отвала, 2 - пера, 3 - стойки, 4 - долота, 5 - лемеха, 6 - кронштейна, 7 - полевой доски,
8 - почвоуглубителя
3 4 12
Рисунок 2 - Почвоуглубитель
Почвоуглубитель состоит из стойки 2 толщиной 30 мм, на которую снизу надет наконечник 3 шириной 60 мм. Наконечник съемный, одевается на стойку и фиксируется фиксатором. Почвоуглубитель крепится к кронштейну болтами [4].
Ширина захвата плуга 2,8 м, почвоуглубители рыхлят почву на глубину 0,08 м ниже основного обрабатываемого слоя почвы. Расстояние между почвоуглубителями 0,8 м. Рабочая скорость 8,1 ... 10,1 км/ч. Производительность за час основного времени 1,96 га/ч. Масса 2260 кг.
Результаты. Произведем тяговый расчет семикорпусного плуга с почвоуглубителями. Общее сопротивление плуга определим по формуле:
Робщ = Р + 2F (1)
где Р - сопротивление корпусов плуга, Н; F - сопротивление почвоуглубителя, Н.
Силу Р определим из рациональной формулы В.П. Горячкина для определения тягового сопротивления плугов:
P=f ■ G+kl ■ а ■ b+s ■ а ■ Ь ■ V2 (2)
где f G - выражает сопротивление трения плуга о дно и стенку борозды; f - коэффициент силы трения почвы о металл 0,4...0,8; G - вес плуга, G =2260 кг;
^ a Ь - выражает сопротивления резанию и деформации почвы; ^ - коэффициент удельного сопротивления почвы, кг/см; a - глубина пахоты, а=20 см; Ь - ширина захвата плуга, Ь = 280 см;
s a Ь V2 - характеризует сопротивление отбрасывания пласта в сторону; s - коэффициент в среднем равный, 8=400 кгсек/м; V - скорость движения, V =2,38 м/сек.
Удельное сопротивление почвы ^ для прицепных плугов ^ = 0,3 - 0,5 кг/см. Для навесных плугов, поскольку их КПД выше:
^ = ^ ■ 0,7 (3)
^ =0,4 ■ 0,7 = 0,28 кг/см2 Сопротивление семикорпусного навесного плуга без учета почвоуглубителей: P=0,6 ■ 2260+0,28 ■ 20 ■ 280+400 ■ 0,2 ■ 2,8 ■ 2,83=1356+1568+633,92=3557,9 кг=35,6 кH Сопротивление почвоуглубителя определим:
F= kl ■ al ■ Ь1 ■ S (4)
F=0,28 ■ 8 ■ 6 ■ 5=67,2=0,67 кН Общее сопротивление плуга с почвоуглубителями: Робщ=35,6 + 2 ■ 0,67 = 36,94 кН Из данного расчета видно, что этот плуг может агрегатироваться с трактором класса
тяги 5.
Расчет стойки почвоуглубителя на изгиб. Стойка нагружена силой F = 670 Н из предыдущего расчета. Составим расчетную схему. Стойку представим в виде защемленной балки [4].
Рисунок 3 - Расчётная схема стойки
Из рисунка видно L - плечо приложения силы F равное 280 мм. Реакцию A и момент М0 определим по формулам:
А = Б = 670 Н, Мтах = F • L (5)
Мтах = 670 • 0,28 = 187,6 Нм Определим напряжение в опасном сечении по формуле:
oF = М / (6)
где М - изгибающий момент в опасном сечении, Нмм; W - момент сопротивления при изгибе, мм.
W=b • а2/6 (7)
где Ь - толщина стойки, мм; а - ширина стойки, мм.
W = 30 • 802 / 6=3200мм3, Е = 187600 / 32000 ~ 6Н/мм2 Полученный результат сравним, с допустимым по формуле:
[о] = оТ • в/ [Б] (8)
где оТБ - расчетный предел текучести при изгибе, оТ =360Н/мм2 - предел текучести стали, оТБ=1,2 • оТ; в - масштабный фактор для детали о
Определим допустимый коэффициент безопасности по формуле:
[Б] = • Б2 • Б3 (9)
где Б1=1,2 - коэффициент, учитывающий степень точности расчетов; Б2 =1,25 - коэффициент, учитывающий однородность механических свойств материала; Б3=1,2 - коэффициент, учитывающий степень ответственности детали.
[Б] = 1,2 • 1,25 • 1,2 = 2,16 [о р] = 1,2 • 360 • 0,84/2,16 = 168 Н/мм2 Из условия: оБ = 6 Н/мм < [о р] = 168 Н/мм.
Можно сделать вывод, что стойка на изгиб будет работать надежно. Стойка крепится к грядилю двумя болтами М24. Болт поставлен в отверстие с зазором (рис. 4) [5].
Рисунок 4 - Схема сил
Необходимо внешнюю нагрузку уравновесить. Расчет ведем на растяжение болта по выражению:
о р =4 • Бзат /П • ё2 < [о р] (10)
где ё1 - внутренний диаметр резьбы, ё1 =20,75 мм; Бзат - сила затяжки болта, Н
Бзат =к • Б]Д (11)
где к - коэффициент запаса по сдвигу деталей, равный 1,3...2,0 { - коэффициент трения в стыке 0,15
Бзат = 1,7 • 670/0,15 = 7590 Н, ор =4 • 7590/71 • 20,752 = 22,4 Н/мм2 Определим допустимое напряжение растяжения болта. Материал болта сталь 35 (оТ = 300 Н/мм). Коэффициент запаса прочности [Б]=2,5. Тогда по формуле:
[a]=G ■ b ■ e / 300 / [S] (12)
[a] = 300 / 2,5 = 120 Н/мм2
Сравним расчетное с допустимым:
a р = 2,24<[a]= 12 Н/мм2
Из расчета видно, что болтовое соединение будет работать надежно, выполняя необходимые требования.
Выводы: Предлагаемая модернизация плуга ПГП-7-40 даст возможность выполнять разрушение «плужной подошвы». Разуплотнение подпахотного горизонта способствует увеличению запасов продуктивной влаги, позволяет улучшить водно-воздушный и питательный режимы почвы, что в свою очередь обеспечивает повышение урожайности культур на 10...20%.
Библиографический список
1. Отвал плужного корпуса: пат. 115609 Рос. Федерация / Черноиванов В.И., Михаль-ченков А.М., Кожухова Н.Ю., Лялякин В.П., Кузюр И.В. заявл. 28.10.2011.
2. Модернизация плуга ПЛН-5-35П / В.И. Самусенко, В.М. Кузюр, И.В. Кузьменко В.Р. Петровец // Сельский механизатор. 2020. № 1.
3. Анализ способов основной обработки почвы с модернизацией рабочих органов плуга / С.И. Будко, В.М. Кузюр, И.В. Кузьменко, А.Н. Чайчиц // Вестник Брянской ГСХА. 2020. № 2 (78). С. 32-36.
4. Способ гашения колебаний: пат. 2126916. Рос. Федерация / Погонышев В.А., Харчен-ков В.С., Матанцева В.А., Романеев Н.А., Хохлов А.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская государственная сельскохозяйственная академия, Брянский государственный технический университет; заявл. 31.05.96; опубл. 27.02.1999; Бюл. №6.
5. Погонышев В.А., Романеев Н.А. Технологические способы повышения износостойкости поверхностей трения вследствие улучшения их демпфирующих свойств // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. № 1.
6. Лобачевский ЯП., Старовойтов С.И., Чемисов Н.Н. Энергетическая и технологическая оценка почвообрабатывающего рабочего органа // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. № 5. С. 10-13.
7. Бельченко С.А., Наумова М.П., Ковалев В.В. Технологическая модернизация - основа эффективности АПК // Вестник Курской ГСХА. 2018. № 7. С. 127-132.
References
1. Otval pluzhnogo korpusa: pat. 115609 Ros. Federatsiya / Chernoivanov V.I., MihalchenkovA.M., KozhuhovaN.Yu., Lyalyakin V.P., KuzyurI.V. zayavl. 28.10.2011.
2. Modernizatsiya pluga PLN-5-35P / V.I. Samusenko, V.M. Kuzyur, I. V. Kuzmenko V.R. Petrovets // Selskiy mehanizator. 2020. № 1.
3. Analiz sposobov osnovnoy obrabotki pochvy s modernizatsiey rabochih organov pluga / S.I. Budko, V.M. Kuzyur, I. V. Kuzmenko, A.N. Chaychits // Vestnik Bryanskoy GSHA. 2020. № 2 (78). S. 32-36.
4. Sposob gasheniya kolebaniy: pat. 2126916. Ros. Federatsiya / Pogonyshev V.A., Harchenkov V.S., Matantseva V.A., Romaneev N.A., Hohlov A.G.; zayavitel i patentoobladatel Bryanskaya gosudarstvennaya selskohozyaystvennaya akademiya, Bryanskiy gosudarstvennyy teh-nicheskiy universitet; zayavl. 31.05.96; opubl. 27.02.1999; Byul. №6.
5. Pogonyshev V.A., Romaneev N.A. Tehnologicheskie sposoby povysheniya iznosostoykosti poverhnostey treniya vsledstvie uluchsheniya ih dempfiruyuschih svoystv // Uprochnyayuschie tehnologii i pokrytiya. 2006. № 1.
6. Lobachevskiy Ya.P., Starovoytov S.I., Chemisov N.N. Energeticheskaya i tehnologicheskaya otsenka pochvoobrabatyvayuschego rabochego organa //Selskohozyaystvennye mashiny i tehnologii. 2015. № 5. S. 10-13.
7. Belchenko S.A., NaumovaM.P., Kovalev V.V. Tehnologicheskaya modernizatsiya - osno-va effektivnosti APK // Vestnik Kurskoy GSHA. 2018. № 7. S. 127-132.
