CC BY
21
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Информация об авторах Бышов Николай Владимирович, профессор кафедры «Техническая эксплуатация транспорта» Рязанского агротехнологического университета им П.А. Костычева (РФ, 390044, г. Рязань, ул. Костычева, 1), доктор технических наук, профессор. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4619-6446. E-mail: [email protected].
Полищук Светлана Дмитриевна, заведующая кафедрой химии, руководитель наноцентра Рязанского агротехнологического университета им П.А. Костычева (РФ, 390044, г. Рязань, ул. Костычева, 1), доктор технических наук, профессор.
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8482-7045. E-mail: [email protected].
Фадеев Иван Васильевич, заведующий кафедрой машиноведения Чувашского государственного педагогического университет им. И.Я. Яковлева (РФ, 428000, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 38), кандидат технических наук, доцент.
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5863-1812. E-mail: [email protected]
Садетдинов Шейиздан Вазыхович, профессор кафедры Чувашского государственного университет им. И.Н. Ульянова (РФ, 428000, г. Чебоксары, пр. Московский, 15), доктор химических наук, профессор.
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5863-1812. E-mail: [email protected].
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
УДК 631.316.022:51-74 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-33
ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО АГРЕГАТА С ДИНАМИЧНЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ
EVALUATION OF THE PROBABILITY-STATISTICAL CHARACTERISTICS OF THE TRACTION RESISTANCE OF THE SOIL-PROCESSING AGGREGATE
WITH DYNAMIC WORKING PARTS
Н.И. Джабборов1, доктор технических наук, профессор В.А. Эвиев2, доктор технических наук, профессор А.В. Сергеев1, кандидат технических наук Г.А. Семенова1, аспирант
12 3 1
N.I. Jabborov , V.A. Eviev , A.V. Sergeev , G.A. Semenova
1Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Санкт-Петербург 2Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова, г. Элиста
'Institute of agricultural engineering and environmental problems of agricultural production -branch of Federal State Budget Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM», Saint-Petersburg 2Kalmyk State University named after B.B. Gorodovikova, Elista
Дата поступления в редакцию 26.03.2019 Дата принятия к печати 24.05.2019
Received 26.03.2019 Submitted 24.05.2019
Приведены результаты экспериментальных исследований по вероятностно-статистической оценке тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ для поверхностной обработки почвы. Цель исследований - получение экспериментальных данных для оценки дисперсии, среднеквадратического отклонения, коэффициента вариации, а также определение закона распределения тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ при работе на различных скоростных режимах. Приведены графические и эмпирические зависимости вероятностно-статистических оценок тягового сопротивления
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ от скорости его движения при фиксированной глубине обработки почвы 10 см. Приведена статистическая стандартная ошибка выборочного среднего значения тягового сопротивления агрегата с динамичными и нединамичными рабочими органами, которая варьировалась в пределах 0,0039 - 0,0116 кН. Установленные на основе экспериментальных данных эмпирические зависимости среднего значения, дисперсии, среднего квадратического отклонения и коэффициента вариации тягового сопротивления описывают закономерности их изменения от скорости движения почвообрабатывающего агрегата с динамичными и нединамичными рабочими органами при фиксированной глубине обработки 10 см. Эмпирические зависимости позволяют прогнозировать значения вероятностно-статистических оценок тягового сопротивления в пределах рабочих скоростей почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с 1,7 м/с до 2,8 м/с. Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что при фиксированной глубине обработки почвы 10 см в диапазоне изменения скорости движения от 1,70 м/с до 2,80 м/с среднее значение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами, по сравнению с агрегатом с типовыми рабочими органами, уменьшается на 3,4... 11,6 %. При этом наблюдается уменьшение дисперсии, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации тягового сопротивления соответственно на 46,2...68,6 %, 26,6...45,5 % и 17,0...42,0 %.
The results of experimental researches on the probabilistic-statistical assessment of traction resistance of the soil-cultivating aggregate MTZ-82 + UKPA-2.4 at the IAEP-KalmSU for surface tillage. The purpose of the research is to obtain experimental data for estimating variance, standard deviation, coefficient of variation, as well as determining the distribution law of traction resistance of the soil-cultivating unit MTZ-82 + UKPA-2.4 at the IAEP-KalmSU when working at different speed modes. The graphical and empirical dependences of the probabilistic-statistical estimates of the traction resistance of the soil-cultivating aggregate MTZ-82 + UKPA-2.4 at the IAEP-KalmSU were given on its speed at a fixed tillage depth of 10 cm. The statistical standard error of the sample mean value of the traction resistance of the aggregate with dynamic and non-dynamic working parts was given, which varied between 0.0039 and 0.0166 kN. The empirical dependences of mean value, dispersion, standard deviation and coefficient of variation of traction resistance, established on the basis of experimental data, describe the patterns of their change on the speed of the tillage unit with dynamic and non-dynamic working parts at fixed processing depth of 10 cm. Empirical dependences make it possible to predict the values of probabilistic statistical estimates of traction resistance within the operating speeds of the soil-cultivating unit MTZ-82 + UKPA-2.4 at the IEEP-KalmSU from 1.7 m / sec to 2.8 m / sec. The results of experimental researches indicate that at fixed tillage depth of 10 cm, in the range of change in the speed of movement from 1.70 m / s to 2.80 m / s, the average value of the traction resistance of the soil-cultivating unit MTZ-82 + UKPA-2.4 IAEP-KalmSU with dynamic working partsdecreases by 3.4 - 11.6%, in comparison with the unit with typical working parts. At the same time, there is a decrease in the variance, standard deviation and coefficient of variation of the traction resistance by 46.2 - 68.6%, 26.6 - 45.5% and 17.0 - 42.0%, respectively.
Ключевые слова: обработка почвы; почвообрабатывающий агрегат; динамичный рабочий орган; вероятностно-статистические оценки; тяговое сопротивление.
Key words: tillage; tillage aggregate; dynamic working part; probabilistic statistical estimates; traction resistance.
Цитирование. Джабборов Н.И., Эвиев В.А., Сергеев А.В., Семенова Г.А. Оценка вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата с динамичными рабочими органами. Известия НВ АУК. 2019. 2(54). 275-284. DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-33.
Citation. Jabborov N.I., Eviev V.A., Sergeev A.V., Semenova G.A. Evalution of the probability-statistical characteristics of the traction resistance of the soil-processing aggregate with dynamic working parts. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2019. 2(54). 275-284. (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-33.
Введение. Условия использования почвообрабатывающих агрегатов накладывают определенные требования на их конструкцию, которая должна обеспечить минимизацию энергетических, трудовых и денежных затрат при их эксплуатации. Вновь со-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
здаваемые почвообрабатывающие машины и рабочие органы должны обладать лучшими технико-экономическими и агротехническими показателями, чем применяемые ныне машины того же назначения.
Как отмечено в статье [8], экологическое равновесие в природе, создание оптимальных условий для роста и развития растений, энерго-ресурсосбережение в технологиях, повышение производительности машинно-тракторных агрегатов и снижение расхода топлива на единицу площади можно обеспечить за счет уменьшения тягового сопротивления при использовании новых типов рабочих органов с обоснованными параметрами для конкретных свойств почвы, снижения потребной тяговой мощности, создание сменных рабочих органов и т.д.
Для снижения энергозатрат на обработку почвы предложены новые инновационные способы и предложены новые технические средства для их реализации [4].
Анализ исследований показывает, что по мере развития электроники и информационных технологий учеными и специалистами разработаны различные сенсорные системы для непрерывного контроля состояния почвы и обеспеченности её элементами питания и влагой, а также других оценочных показателей состояния посевов в растениеводстве. Предлагаемые системы технического зрения в точном земледелии позволяют с наименьшими затратами труда произвести корректировку в технологических процессах.
Однако разработанные в настоящее время информационные технологии и технические средства при работе почвообрабатывающих агрегатов не обеспечивают мгновенной их адаптации к почвенным условиям, особенно к твердости почвы и плотности её сложения. Реакция почвообрабатывающих рабочих органов и машин при выполнении технологических приёмов должна быть мгновенной. Такую задачу существующие автоматизированные технические средства не могут обеспечить [5, 10, 1, 6, 9].
Следует отметить, что зарубежными учеными также проводятся исследования по разработке методов и средств минимизации энергоемкости технологических приемов обработки почвы.
В частности, проведены исследования по сравнительной оценке эффективности между традиционной вспашкой плугом и лопаточной машиной [12], оценке уровня вибрации на эргономико-эксплуатационные показатели работы машинно-тракторных агрегатов [13].
Математическое моделирование процесса обработки почвы виброкультиваторами и применяемыми традиционными культиваторами показало, что колебания рабочих органов на различных режимах их работы ухудшают показатели эффективности работы почвообрабатывающих агрегатов, требуется непрерывный контроль вибрации и методы ее снижения при выполнении технологических процессов [11].
С целью снижения влияния колебания внешней нагрузки на эксплуатационные показатели почвообрабатывающих агрегатов были разработаны научные основы создания принципиально новых рабочих органов, обеспечивающих снижение дисперсии и среднего значения их тягового сопротивления. Изыскание новых принципов действия машин и рабочих органов для обработки почвы привело авторов статьи к разработке новых рабочих органов со свойствами динамичности, которые мгновенно реагируют на плотность и твердость почвы, изменяют геометрию в определенных заданных пределах и обеспечивают существенное снижение тягового сопротивления путём уменьшения амплитуды его мезоколебаний. Нами были получены два патента Российской Федерации № 169104 и 182130 под названием «Рабочий орган для рыхления почвы». Экспериментальные исследования работы динамичных рабочих органов показали, что снижение тягового сопротивления улучшает топливную экономичность и повышает про-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
изводительность почвообрабатывающего агрегата [3, 7]. Экспериментально было установлено, что вибрацию в отдельных элементах рабочих органов можно создать за счет использования неравномерности плотности и твердости почвы и скорости движения почвообрабатывающего агрегата.
В связи с изложенными выше предпосылками дальнейшее совершенствование почвообрабатывающих рабочих органов с динамическими свойствами возможно при достоверной и полной оценке вероятностно-статистических характеристик их тягового сопротивления.
Материалы и методы. При энергооценке почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ использовались информационно-измерительная система ИП 264, измеритель пройденного пути ИП 266, тензозвено PST-A5t ^05482), твердомер (пенетрометр) почвы Dickey-john, а также другие первичные преобразователи. При обработке и анализе экспериментальных данных применялись методика статистической обработки эмпирических данных (РТМ 44-62), методы математического моделирования, анализа и обобщения опытных данных.
Целью исследований было получение экспериментальных данных для оценки дисперсии, среднеквадратического отклонения, коэффициента вариации, а также законы распределения тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ при работе на различных скоростных режимах.
Универсальный комбинированный почвообрабатывающий агрегат УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами [7] в агрегате с трактором класса 1,4 т (МТЗ-82) был оборудован информационно-измерительной системой ИП 264 для проведения экспериментальных исследований (рисунок 1).
Рисунок 1 - Общий вид почвообрабатывающего агрегата УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ
с динамичными рабочими органами
Эксперименты были проведены на полях экспериментальной базы Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ - «Красная Славянка». Эксперименты проводились на трёх скоростных режимах работы почвообрабатывающего агрегата.
Исследования проводились на среднесуглинистой дерново-среднеподзолистой почве влажностью 24-26 %, слабозасоренной камнями (0,005 шт. на 1 м2), твердостью до обработки в слое 10-20 см - 1,4 МПа.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Экспериментальные данные обрабатывались по методике, изложенной в работах [2].
Результаты и обсуждение. Тяговые сопротивления почвообрабатывающих агрегатов в процессе выполнения технологических процессов не остаются постоянными и представляют собой случайные процессы в вероятностно-статистическом смысле. Для учета влияния колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов и агрегатов на их параметры и режимы работы необходимо получить оценки их вероятностно-статистических характеристик.
Так, в таблице 1 приведены количественные оценки вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления Ra почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами, полученные в результате обработки опытных данных.
Таблица 1 - Количественные оценки вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления Ra почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами (коэффициент сопротивления качению / = 0,129)
Скорость движения Ур, м/с (км/ч) Среднее значение На, кН Дисперсия D (ВД, кН2 Среднее квадратическое отклонение О^ кН Коэффициент вариации vR
1,70 (6,12) 6,183 1,11787 1,057 0,171
2,1 (7,6) 6,931 0,95506 0,977 0,141
2,80 (10,10) 10,220 2,64056 1,625 0,159
Опытные данные таблицы 1 показывают, что с изменением скоростного режима работы наблюдалось существенное изменение среднего значения, дисперсии, средне-квадратического отклонения и коэффициента вариации тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата. В диапазоне рабочих скоростей от 1,70 м/с до 2,80 м/с тяговое сопротивление увеличивалось от 6,183 до 10,220 кН, то есть на 65,3 %. При этом дисперсия и среднее квадратическое отклонение соответственно увеличились на 136,2 и 53,7 %. Коэффициент вариации тягового сопротивления агрегата при этом уменьшился с 0,171 до 0,159, то есть на 7 %.
При анализе опытных данных, полученных в процессе экспериментальных исследований почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами, было установлено, что эмпирические распределения тягового сопротивления агрегата хорошо согласуются с теоретическим законом. В качестве теоретического закона распределения частот тягового сопротивления был использован нормальный закон (или закон Гаусса). Оценивалось соответствие теоретических и эмпирических частот по критерию согласия Пирсона Р(х2) Вероятность согласия Пирсона Р(х2) находилась в пределах 0,76-0,81, что свидетельствует о высокой степени соответствия колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами, закону Гаусса.
При обработке экспериментальных данных установлена статистическая стандартная ошибка выборочного среднего значения тягового сопротивления агрегата с динамичными и нединамичными рабочими органами по формуле:
1-т,
где 0R - среднее квадратическое отклонение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата, кН; п - объём выборки.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Ошибка выборочного среднего значения тягового сопротивления агрегата с динамичными рабочими органами варьировалась в пределах 0,0039-0,0065 кН.
Количественные характеристики вероятностно-статистических оценок тягового сопротивления Яа почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с нединамичными (или типовыми) рабочими органами представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Количественные оценки вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления Яа почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с типовыми рабочими органами (коэффициент сопротивления
качению / = 0,129)
Скорость Движения Ур, м/с (км/ч) Среднее значение Ёа, кН Дисперсия D (Яа), кН2 Среднее квадратическое отклонение ая ,кН Коэффициент вариации vR
1,70 (6,12) 6,997 2,07758 1,441 0,206
2,1 (7,6) 7,789 2,05399 1,433 0,184
2,80 (10,10) 10,583 8,40850 2,900 0,274
Приведенные экспериментальные данные (таблица 2) показывают, что вероятностно-статистические характеристики тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с типовыми рабочими органами в диапазоне скоростей движения от 1,70 м/с до 2,80 м/с изменяются в широких пределах. С повышением скорости движения наблюдается увеличение среднего значения, дисперсии, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации тягового сопротивления соответственно на 51,2 %, 304,7 %, 101,2 % и 33,0 %.
Ошибка выборочного среднего значения ^н тягового сопротивления агрегата с нединамичными рабочими органами варьировалась в пределах 0,0057 - 0,0116 кН.
Иа, кН
0,2
0,1
О
2 . 1
1,6
2,2 Ур,м/с
2 /
Рисунок 2 - Графические зависимости среднего значения тягового сопротивления Яа почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП КалмГУ с динамичными (1) и типовыми (2) рабочими органами от скорости его движения (глубина обработки почвы 10 см)
2,2 Ур,м/с Рисунок 3 - Графические зависимости среднего квад-ратического отклонения ая тягового сопротивления Яа почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП КалмГУ с динамичными (1) и типовыми (2) рабочими органами от скорости его движения (глубина обработки почвы 10 см)
1,6
2,2
Ур,м/с
Рисунок 4 - Графические зависимости коэффициента
вариации vR тягового сопротивления Яа почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП КалмГУ с динамичными (1) и типовыми (2) рабочими органами от скорости его движения (глубина обработки почвы 10 см)
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Вероятность согласия Пирсона Р(х ) находилась в пределах 0,64-0,88, что свидетельствует о высокой степени соответствия колебаний тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с типовыми рабочими органами закону Гаусса.
В качестве примера на рисунках 2-4 представлены графические зависимости среднего значения Яа, среднего квадратического отклонения од, коэффициента вариации vR тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными и типовыми рабочими органами от скорости его движения.
На рисунке 5 показаны плотности распределения вероятностей тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП - КалмГУ с динамичными и типовыми рабочими органами.
При обработке почвы агрегатом МТЗ-82+УКПА-2,4 с динамичными рабочими органами происходит изменение центра распределения (среднего значения) и характеристик рассеяния (дисперсии, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации) тягового сопротивления (рисунок 5). Характер протекания кривых плотности распределения вероятностей ф(Да) тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата свидетельствуют об изменении меры его рассеяния при использовании типовых и динамичных рабочих органов.
<р(Ч, кН"1
0,30
0,15
\ 1
\\д
V ч]
11«,кН
4 6 8 Ю Ка,кН 6 |2 18 ^„кН
б) В)
Рисунок 5 - Плотности распределения вероятностей тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП - КалмГУ с динамичными (1) и типовыми (2) рабочими органами (глубина обработки почвы 10 см): а - Ц, = 1,70 м/с; б - Ц, = 2,1 м/с; в - Ц, = 2,1 м/с
При фиксированной глубине обработки почвы 10 см, в диапазоне изменения скорости движения от 1,70 м/с до 2,80 м/с среднее значение тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами, по сравнению с агрегатом с типовыми рабочими органами, уменьшается на 3,4... 11,6 %. При этом наблюдается уменьшение дисперсии, среднеквадрати-ческого отклонения и коэффициента вариации тягового сопротивления соответственно на 46,2...68,6 %, 26,6...45,5 % и 17,0 - 42,0 %.
Анализ опытных данных позволяет сделать вывод о том, что свойства динамичности рабочих органов обеспечивает уменьшение амплитуды мезоколебаний тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата, за счёт чего происходит существенное снижение его вероятностно-статистических оценок и наибольшая эффективность почвообрабатывающего агрегата с динамичными рабочими органами проявляется при работе на высоких скоростях.
На основе экспериментальных данных были установлены эмпирические зависимости, описывающие закономерности изменения вероятностных оценок тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП - КалмГУ с динамичными и типовыми рабочими органами от скорости его движения (таблицы 3 и 4).
281
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Эмпирические зависимости, приведенные в таблицах 3 и 4, справедливы в диапазоне изменения скорости движения Ц, = 1,7-2,10 м/с при глубине обработки почвы 10 см.
Таблица 3 - Эмпирические зависимости вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления Ra от скорости движения почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными рабочими органами 1,70 < Ур < 2,80 м/с, глубина обработки почвы 10 см)
Вероятностно-статистические характеристики Расчетная формула
Ёа, кН 2,57149(Ур)2 - 7,90146(Ур) + 12,184
D (ВД, кН2 2,55898(Ур)2 - 10Д3Иб(Рр) + 10,94538
од, кН 1,02338(Ур)2 - 4,08883(Ур) + 5,05045
VR 0,09156(Ур)2 - 0,42292(Ур) + 0,62536
Таблица 4 - Эмпирические зависимости вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления Ra от скорости движения почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с типовыми рабочими органами 1,70 < К, < 2,80 м/с, глубина обработки почвы 10 см)
Вероятностно-статистические характеристики Расчетная формула
Ёа, кН 1,82857(Ур)2 - 4,96860(Ур) + 10,15900
D (ВД, кН2 0,16688(Ур)2 - 0,68916(УР) + 0,89527
од, кН 1,92338(Ур)2 - 7,32883(Ур) + 8,34145
VR 8,30622(Ур)2 - 31,62262(Ур) + 31,83106
Полученные закономерности (эмпирические зависимости) позволяют рассчитывать среднее значение, дисперсию, среднеквадратические отклонение и коэффициент вариации тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными и типовыми рабочими органами при глубине обработки почвы 10 см в пределах рабочих скоростей 1,70 < Ур < 2,80 м/с.
Установленные закономерности вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления позволяют в дальнейшем научно обосновать рациональные параметры и режимы работы почвообрабатывающих агрегатов, дать оценку стабильности энергетических параметров и обеспечить автоматизацию контроля и управления режимами их функционирования.
Заключение. Результаты проведенных исследований свидетельствуют об эффективности почвообрабатывающего агрегата с динамичными рабочими органами по сравнению и типовыми рабочими органами. Анализ вероятностно-статистических характеристик тягового сопротивления показывает, что наибольшая эффективность почвообрабатывающего агрегата с динамичными рабочими органами проявляется при работе на скоростях более 2,2 м/с.
Полученные эмпирические зависимости позволяют рассчитать среднее значение, дисперсию, среднеквадратические отклонение и коэффициент вариации тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата МТЗ-82+УКПА-2,4 ИАЭП-КалмГУ с динамичными и типовыми рабочими органами при глубине обработки почвы 10 см в пределах рабочих скоростей 1,70 < Ц, < 2,80 м/с.
Полученные в процессе экспериментальных исследований результаты позволяют заключить, что свойства динамичности новых рабочих органов обеспечивают уменьшенияе амплитуды мезоколебаний тягового сопротивления почвообрабатывающего агрегата, за счёт чего происходит существенное снижение его вероятностно-статистических характеристик.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Библиографический список
1. Бережнов, Н.Н. Оценка тягово-энергетических показателей посевного почвообрабатывающего машинно-тракторного агрегата методом контрольного динаметрирования [Текст] / Н.Н. Бережнов, А.П. Сырбаков // АгроЭко Инфо. - 2017. - №2 (28). - С. 17.
2. Валге, А.М. Основы статистической обработки экспериментальных данных при проведении исследований по механизации сельскохозяйственного производства с примерами на STATGRAPHICS и EXCEL [Текст] /А.М. Валге, Н.И. Джабборов, В.А. Эвиев; под ред. А.М. Валге. - Санкт-Петербург: изд-во ИАЭП; Элиста: изд-во КалмГУ, 2015. - 140 с.
3. Джабборов, Н.И. Определение энерготехнологических параметров динамичных почвообрабатывающих агрегатов [Текст]/ Н.И. Джабборов, А.В. Добринов, Г.А. Семенова // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2017. - № 4 (49). - С. 252-259.
4. Жук. А.Ф. Новые способы послойной обработки почвы [Текст]/ А.Ф. Жук // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2014. - № 4. - С. 13-18.
5. Измайлов, А.Ю. Интенсивные машинные технологии и техника нового поколения для производства основных групп сельскохозяйственной продукции [Текст]/ А.Ю. Измайлов, Ю.Х. Шогенов //Техника и оборудования для села. - 2017. - № 7. - С. 2-6.
6. Лобачевский, Я.П. Теоретические и технологические аспекты работы рыхлительного рабочего органа [Текст]/ Я.П. Лобачевский, С.И. Старовойтов // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2016. -№ 5. - С. 17-23.
7. Основы повышения энергоэффективности технологических процессов и технических средств обработки почвы. [Текст] / Н.И. Джабборов, А.В. Добринов, В.А. Эвиев, Д.С. Федькин. - Элиста, 2016. - 168 с.
8. Результаты модернизации техники и технологии обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур в экстремальных климатических условиях [Текст]/ В.В. Бледных, Н.К. Мазитов, И.В. Синявский, Р.С. Рахимов, Я.П. Лобачевский, Н.Т. Хлызов, И.Р. Рахимов, В.Н. Коновалов, Л.З. Шарафиев // Вестник Челябинской государственной агроинженерной академии. - 2014. - Т. 70. - С. 5-13.
9. Руденко, Н.Е. Инновационная стрельчатая почвообрабатывающая лапа [Текст]/ Н.Е. Руденко, С.Д. Кайванов, Ф.Н. Завялик // Сельскохозяйственные машины и технологии. -2016. - № 6. - С. 16-20.
10. Яковлев, Н.С. Тяговое сопротивление почвообрабатывающих и посевных машин [Текст] / Н.С. Яковлев, П.В. Колинко // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. -2016. - №1 (248). - С. 73-81.
11. Askari, M. The effect of tine, wing, operating depth and speed on the draft requirement of subsoil tillage tines [Tekst] / M. Askari, G. Shahgholi, Y. Abbaspour-Gilandeh // Research in Agricultural Engineering. - 2017. - Vol. 63. - № 4. - P. 160-167. DOI: 10.17221/4/2016-RAE./4/2016-RAE.
12. Mathematical modelling and comparative simulation of the vibrations of vibro-cultivators and agricultural cultivators [Tekst] / P. Cardei, V. Muraru, N. Constantin, C. Muraru, T. Cilan, C. D. Hodre, M. Matache // INMATEH - Agricultural Enginering. - 2015. - Vol. 47(3). - P. 31-35.
13. Pessina, D. Evaluation of the efficiency of systems to reduce vibration on modern tracklaying tractors [Tekst]/ D. Pessina, D. Facchinetti, V. Bonalume //Journal of Agricultural Engineering. - 2012. - Vol. 43(1). - Р. 7.
Reference
1. Berezhnov, N. N. Ocenka tyagovo-jenergeticheskih pokazatelej posevnogo pochvoobrabatyvayuschego mashinno-traktornogo agregata metodom kontrol'nogo dinametrirovaniya [Tekst] / N. N. Berezhnov, A. P. Syrbakov // AgroJEko Info. - 2017. - №2 (28). - P. 17.
2. Valge, A. M. Osnovy statisticheskoj obrabotki jeksperimental'nyh dannyh pri provedenii is-sledovanij po mehanizacii sel'skohozyajstvennogo proizvodstva s primerami na STATGRAPHICS i EXCEL [Tekst] /A. M. Valge, N. I. Dzhabborov, V. A. Jeviev; pod red. A. M. Valge. - Sankt-Peterburg: izd-vo IAJeP; Jelista: izd-vo KalmGU, 2015. - 140 p.
3. Dzhabborov, N. I. Opredelenie jenergotehnologicheskih parametrov dinamichnyh pochvoobrabatyvayuschih agregatov [Tekst]/ N. I. Dzhabborov, A. V. Dobrinov, G. A. Semenova //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2017. - № 4 (49). - P. 252-259.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
4. Zhuk. A. F. Novye sposoby poslojnoj obrabotki pochvy [Tekst]/ A. F. Zhuk //Sel'skohozyajstvennye mashiny i tehnologii. - 2014. - № 4. - P. 13-18.
5. Izmajlov, A. Yu. Intensivnye mashinnye tehnologii i tehnika novogo pokoleniya dlya pro-izvodstva osnovnyh grupp sel'skohozyajstvennoj produkcii [Tekst]/ A. Yu. Izmajlov, Yu. H. Shogen-ov //Tehnika i oborudovaniya dlya sela. - 2017. - № 7. - P. 2-6.
6. Lobachevskij, Ya. P. Teoreticheskie i tehnologicheskie aspekty raboty ryhlitel'nogo rabochego organa [Tekst]/ Ya. P. Lobachevskij, S. I. Starovojtov // Sel'skohozyajstvennye mashiny i tehnologii. - 2016. -№ 5. - P. 17-23.
7. Osnovy povysheniya jenergojeffektivnosti tehnologicheskih processov i tehnicheskih sredstv obrabotki pochvy. [Tekst] / N. I. Dzhabborov, A. V. Dobrinov, V. A. Jeviev, D. S. Fed'kin. -Jelista, 2016. - 168 p.
8. Rezul'taty modernizacii tehniki i tehnologii obrabotki pochvy i poseva sel'skohozyajstvennyh kul'tur v jekstremal'nyh klimaticheskih usloviyah [Tekst]/ V. V. Blednyh, N. K. Mazitov, I. V. Sinyavskij, R. S. Rahimov, Ya. P. Lobachevskij, N. T. Hlyzov, I. R. Rahimov, V. N. Konovalov, L. Z. Sharafiev // Vestnik Chelyabinskoj gosudarstvennoj agroinzhenernoj akademii. - 2014. - T. 70. - P. 5-13.
9. Rudenko, N. E. Innovacionnaya strel'chataya pochvoobrabatyvayuschaya lapa [Tekst]/ N. E. Rudenko, S. D. Kajvanov, F. N. Zavyalik // Sel'skohozyajstvennye mashiny i tehnologii. - 2016. -№ 6. - P. 16-20.
10. Yakovlev, N. S. Tyagovoe soprotivlenie pochvoobrabatyvayuschih i posevnyh mashin [Tekst] / N. S. Yakovlev, P. V. Kolinko // Sibirskij vestnik sel'skohozyajstvennoj nauki. - 2016. - №1 (248). - P. 73-81.
11. Askari, M. The effect of tine, wing, operating depth and speed on the draft requirement of subsoil tillage tines [Tekst] / / M. Askari, G. Shahgholi, Y. Abbaspour-Gilandeh // Research in Agricultural Engineering. - 2017. - Vol. 63. - № 4. - P. 160-167. DOI: 10.17221/4/2016-RAE./4/2016-RAE.
12. Mathematical modelling and comparative simulation of the vibrations of vibro-cultivators and agricultural cultivators [Tekst] / P. Cardei, V. Muraru, N. Constantin, C. Muraru, T. Cilan, C. D. Hodre, M. Matache // INMATEH - Agricultural Enginering. - 2015. - Vol. 47(3). - P. 31-35.
13. Pessina, D. Evaluation of the efficiency of systems to reduce vibration on modern tracklaying tractors [Tekst]/ D. Pessina, D. Facchinetti, V. Bonalume //Journal of Agricultural Engineering. - 2012. - Vol. 43(1). - Р. 7.
Информация об авторах: Джабборов Нозим Исмоилович, ведущий научный сотрудник отдела технологии и механизации работ в растениеводстве Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, (РФ,196625, г. Санкт-Петербург, пос. Тярлево, Фильтровское шоссе, д. 3), доктор технических наук, профессор. http://www.researcherid.com/rid/A-7780-2019. E-mail: [email protected].
Эвиев Валерий Андреевич, заведующий кафедрой агроинженерии, и.о. декана инженерно-технологического факультета Калмыцкого государственного университета имени Б.Б. Городо-викова.(РФ, 358000, г. Элиста, ул. Пушкина, 11), доктор технических наук, доцент. E-mail: [email protected].
Сергеев Александр Владимирович, старший научный сотрудникотдела технологии и механизации работ в растениеводстве Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, (РФ,196625, г. Санкт-Петербург, Фильтровское шоссе, д. 3), кандидат технических наук, старший научный сотрудник. E-mail: [email protected].
Семенова Галина Андреевна, аспирант Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ,(РФ,196625, г. Санкт-Петербург, пос. Тярлево, Фильтровское шоссе, д. 3). E-mail: [email protected].
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
