Подходы к рациональному обоснованию расстановки рыхлителей орудия для объемной обработки почвы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.548.9 М.В. Орешкин

ПОДХОДЫ К РАЦИОНАЛЬНОМУ ОБОСНОВАНИЮ РАССТАНОВКИ РЫХЛИТЕЛЕЙ ОРУДИЯ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

В статье рассмотрены вопросы объемной обработки почвы орудиями на основе плоскорезов. Дается обоснование расстановки рыхлителей на плоскости и в объеме.

Ключевые слова: рыхлитель, рациональная расстановка, почвозащитная обработка.

M.V. Oreshkin APPROACHES TO THE RATIONAL SUBSTANTIATION OF THE CULTIVATOR PLACING ON THE TOOL FOR VOLUME SOIL CULTIVATION

The issues of volume soil cultivation by the tools equipped with the flat hoes are considered in the article. The substantiation of the cultivator placing on the plane and in the volume is given.

Key words: cultivator, rational placing, soil protective cultivation.

Проведение почвозащитных обработок нуждается в дальнейшем совершенствовании, поэтому возникает необходимость создания новых рабочих органов и усовершенствование уже имеющихся промышленно выпускаемых образцов.

В последнее время в Украине вопросу объемной обработки уделяется все большее внимание [1-6]. Это обусловлено необходимостью перехода к более рациональному ведению как сельскохозяйственного производства в целом, так и улучшения почвозащитных обработок [7].

Анализ недостатков воздействия на почву плоскорезной обработки показал, что необходимо осуществлять одновременно и горизонтальное, и вертикальное воздействие на почву, то есть осуществлять объемную обработку пахотного слоя [8-11].

Цель работы - создать работоспособный рабочий орган.

На различных этапах исследования использовались следующие методы: метод комбинаторики, логики, метод моделирования с непосредственной проверкой в полевых условиях, расчетный метод. Объектами исследований являлись плоскорежущие рабочие органы, зубья бороны, рыхлители различных конфигураций.

Прежде чем решить, какими должны быть рыхлящие рабочие органы, необходимо определить, какой должна быть форма зубовидного рыхлителя в вертикальной плоскости (рис. 1), в горизонтальной плоскости (сечение) (рис. 2) и какими должно быть количество зубьев, устанавливаемых за плоскорежущей лапой. Форма рыхлителя в вертикальной плоскости (см. рис. 1) определяется соотношением 1п : I - отношением высоты рыхлителя и его проекции на горизонтальную плоскость. В варианте А это соотношение равно 0, в варианте Б = 0,25; В = 0,5; Г = 0,75; Д = 1,0. Итак, было предложено 5 видов рыхлителей по форме, 5 видов по сечению и 4 варианта установки рыхлителей по численности. В связи с этим возникла необходимость найти оптимальный вариант орудия для объемного рыхления почвы. Этот вопрос решали на основе комбинаторики. Если сочетанность признаков предложенных вариантов формы рыхлителя в вертикальной плоскости обозначить буквами А, Б, В, Г, Д, варианты формы сечения рыхлителей в горизонтальной плоскости - Ж, З, И, К, Л (рис. 2), а варианты численности рыхлителей - М, Н, О, П, то получим схему для решения задачи оптимизации рабочего органа. В развернутом виде, в матричной форме, она представлена в таблице 1, которая содержит 100 возможных сочетаний трех конструктивных признаков. По сечению (то есть по форме сечения зуба горизонтальной плоскостью) зубовидные рыхлители делились на 5 видов: круглый диаметром 20 мм, треугольный с острым ребром, треугольные, не с острыми, а с закругленными ребрами (радиус закругления 1,0; 3,0; 6,0 мм). По количеству рыхлителей на вспомогательной рамке исследовались четыре варианта: 4, 6, 8 и 10 штук.

Обозначение вариантов количественных значений параметров рыхлителей

Параметр, его количественное значение Обозначение

Коэффициент К=!/И, его значение А Б В Г Д

0 0,25 0,5 0,75 1,0

Форма сечения, радиус р закругления, мм Ж З И К Л

Круглый, 0 20мм Треуголь- ный Р = 1,0 Р = 3,0 ,0 СО II Р

Количество Z рыхлителей на вспомогательной рамке, шт. М Н О П

4 6 8 10

Отметим, что формы сечения зуба имеют следующие параметры: ширина треугольных зубьев 20 мм, высота (геометрическая) - 30 мм, диаметр круглого зуба - 20 мм. Скругленность режущей кромки у зуба варианта А - радиус 1 мм, Б - без закругления, В - радиус 3 мм, Г - зуб сам выполнен в сечении круглым, его сечение радиусом 10 мм, наваренная кромка радиусом 6 мм, Д - радиус скругленной режущей кромки 6 мм. Абсолютная величина зуба - величина переменная, она зависит от типа обрабатываемой почвы, но главное

- от заданной глубины обработки. Таким образом, высота зуба может колебаться от 60 до 150 мм. Важно чтобы до поверхности, как показывает опыт, оставалось при обработке 35-40 мм. Поэтому необходимо было подобрать оптимальную конструкцию блока зубовидных рыхлителей для дальнейшего проведения полевых экспериментов. С этой целью было использовано соотношение Р = ^Эф.лоб, Рпр, Рпоп)п, где R - сопротивление зубовидных рыхлителей почве (необходимо, чтобы R стремилось к 0); Sф.лоб - фронтальная проекция рыхлителя (она обуславливает лобовое сопротивление, представляет собой треугольник); Рпр - форма рыхлителя в профиль (эта величина влияет на степень сопротивления в зависимости от формы рыхлителя. Наибольшее сопротивление у формы А, меньшее - у рыхлителя формы Д); Fпоп - форма поперечного сечения рыхлителя (остро заточенный рыхлитель режет, но не крошит почву. Круглый - недостаточно рыхлит. Оптимальным представляется вариант И - см. рис. 2); п - количество рыхлителей (величина прямо влияющая на сопротивление почве). Исходя из поставленной задачи, что R стремится к 0, и формальной логики, оптимальным могло бы быть соотношение: R = ^ф.лоб, Д, И) М. Это сочетание может оказаться рациональным для тяжелых почв, а для более легких оптимальным (да и более универсальным), видимо, будет соотношение в следующем виде: R = ^флоб, Д, И) Н.

41)

А Б В Г Д

Рис. 1. Форма в профиль зубовидных рыхлителей

АД АОА

Рис. 2.. Форма сечения зубовидных рыхлителей

По количеству рыхлителей, устанавливаемых за плоскорежущей лапой, использованы следующие соотношения: М - 4 зубовидных рыхлителя; Н - 6; О - 8; П - 10. Для песчаных и супесчаных почв Fпр может принимать значения Б, В и Г, а Fпоп, могут иметь формы К и Л, количество может быть равным Н и П.

При построении зубового поля необходимо выполнить условие, в соответствии с которым каждый зуб должен проводить борозду, равностоящую от других борозд с некоторым перекрытием зон деформации от соседних зубьев, не оставляя при этом пропусков [12, 13].

Специфической особенностью зубового поля в данном случае является то, что зубья располагаются жестко на лапе плоскореза, поэтому возможность соскакивания его в соседнюю борозду, а, равно, как и движение не в направлении движения плоскореза, практически исключаются. Поэтому зубовое поле бороны рассчитываемого орудия представляет собой простейший случай (рис. 3). Для определения расстояния (шага) а в поперечном направлении зубового поля, например, а-шага (аналога ширины междурядий) предварительно рассмотрим схему зон деформации почвы зубьями бороны [13]. Из треугольника ДКМN найдем |КМ|=|М^(д 0, но |КМ|=а/2, тогда а=2-|МЫ|-1д 0; полагая, что |М^=1 где 1|=1|2-1"|1, тогда а=2'1т1д 0. По агротехническим условиям полевых опытов, проводимых с плоскорезом, глубина 1п2 обработки принималась равной 200 мм (рис. 4). Глубина 11 сохраняемого (не разрыхляемого) слоя почвы, считая от дневной поверхности, при противоэрозионной обработке должна быть не менее 50 мм. Поэтому приближенно принимаем 1|1=50 мм. Тогда 1|=1|2 - И1=200-50=150 мм. Принимая угол 0 распространения в почве максимальных касательных напряжений, по которым происходит разрушение почвы, равным 0расч=31°, получаем а=2'1т1д 0=2-150-1д31°=180,25 мм«180 мм. Определяем общую ширину захвата плоскореза как произведение L = т!1, где т - число плоскорежущих лап (для плоскореза типа кПг т=2); L1 - ширина захвата одной плоскорежущей лапы (для плоскорезов типа КПГ L1=1100 мм), подставляя, получаем: L= т!1 = 2'1100=2200 мм.

Рис. 3. Схема зубового поля бороны: 1-12 - точки расположения зубьев; 13 - жесткая рама звена бороны; 14 - контурная линия лемеха плоскореза; а - шаг; А - зона геодинамической тени за стойкой плоскореза; L1 - ширина захвата плоскорежущей лапы; треугольники 1-2-3; 4-5-6; 7-8-9; 10-11-12 - идентичные и равнобедренные

Рис. 4. Схема зон деформации почвы зубьями бороны почвы зубьями бороны: 1 - крыло лапы плоскореза; 2 - зубья бороны; 3 - поверхность грунта; а - шаг; h - высота зуба; Ы - высота сохраняемого слоя грунта; Ыг - глубина обработки плоскорезом типа КПГ по условиям эксперимента; 0 - угол распространения деформации от острия зуба

Тогда количество Zб зубьев, необходимое для объемного рыхления почвы по ширине захвата плоскореза типа КПГ, находится по соотношению (см. рис. 4).

^ Ь-2- А

16 =-----------, где а - шаг, а = 180 мм; Д - зона так называемой «геодинамической тени», соз-

а

даваемой стойкой плоскореза, Д=20 мм.

9900 — ?•

Подставляя значения в формулу, получаем 7 - __~ =р. Видно, что на комплектование

180

2

одной плоскорежущей лапы плоскореза необходимо — зубьев, а именно 6 зубьев, расположенных друг

2

относительно друга (без учета величины Д) на расстоянии 180 мм.

Неравномерность хода плоскореза будет меньше, если зубовидный рыхлящий элемент в продольновертикальной плоскости ХОZ изогнуть по дуге окружности радиусом R с центральным углом 90°, что обеспечит равенство высоты h зуба его проекции 1т1 на ось ОХ (рис. 5), соответственно пласт будет подрезаться при скольжении по всей дуге зуба. В этом случае более связанный верхний слой почвы по ширине захвата плоскореза будет разрезаться зубьями на отдельные полоски шириной а, неравномерность их силового воздействия на плоскорезные лапы будет нивелироваться. Рассматривая криволинейное движение пласта и силы, действующие на участок грунта, движущийся из точки В в точку В', можно заметить, что Fц в точке В' всегда больше Fц в точке В, поскольку в точке В' реакция опоры приобретает нулевое значение. Таким образом, есть возможность использования силы разрыва связей грунта в противовес силам сжатия. Использование же в качестве формы зуба не просто дуги, а четверти окружности радиуса h связано с необходимостью получить максимальные значения сил разрыва.

Рис. 5. Схема криволинейного движения пласта почвы: 1 - пласт почвы; 2 - зуб бороны, изогнутый по дуге четверти окружности радиуса к; 3 - линия действия сил разрыва связей грунта; h - высота зуба в плоскости ХО1; G - сила тяжести; R - реакция опоры; Fц - цетростремительная сила; Р - сила смятия

Именно в точке В' происходит дополнительное крошение грунта в направлении действия сил тяжести G. Таким образом, итоговая форма зубовидного рыхлителя представляет собой прогнутый по дуге окружности (см. рис. 5) радиуса R=h=150 мм с центральным углом 90°. При этом клиновидный профиль зуба имеет угол наклона боковой грани к направлению движения в плоскости ХОY в 33°, что обеспечивает высококачественное объемное рыхление почвы и плавность хода комбинированного орудия. Отношение высоты зуба к его проекции на горизонтальную плоскость равно единице. А общая длина

1т = 2 п ^ = 2 ^ ^ ~ 236мм. Использование плоскорезов типа КПГ для объемного рыхления почвы с

одновременным внесением минеральных удобрений имеет некоторые особенности. Наличие на некоторых типах плоскорезов специальных коробов для внесения удобрений, расположенных позади стоек, должно смещать [14] зону максимального перемешивания почвы в пространство, находящееся позади упомянутого короба. Исходя из этого, при некоторой скорости влияние короба на деформацию (отброс) почвы не учитывать

нерационально [14]. Поэтому сохраним основные параметры размеров бороны - Ь зуба =150 мм, 1',6а =1, где д

ё

- горизонтальная проекция зуба, шаг равен 180 мм. Учтем, что расположение зубьев бороны можно осуществлять на дуге, сзади плоскорежущей лапы. Соотношение сил меняется по длине дуги зуба, при этом важным является расположение зуба в месте падения пласта с целью использования динамического удара силы инерции Q. С учетом этого зубья бороны располагались на дуге сзади плоскорежущей лапы, причем дуга прикреплялась к подлапнику и находилась на расстоянии в 350 мм сзади короба тукопровода КПГ-2,2.

В исследованиях использовались орудия, представленные на рисунке 6. При этом преимущественно использовалось орудие, изображенное на рисунке 6,б.

Рис. 6. Экспериментальные рабочие органы для объемного рыхления: а - рыхлители на дуге; б - рыхлители на пластинах

В первом случае (рис. 6,а) рыхлители устанавливались на вспомогательной дугообразной рамке, имеющей толщину 20 мм и ширину 40 мм; во втором случае (рис. 6,б) рыхлители монтировались на вспомогательной рамке в виде плоской треугольной пластины, вспомогательные рамки жестко крепились к плоскорежущим лапам плоскорезов КПГ-250 и КПГ-2,2. Количество рыхлителей - 6, высота рыхлителя при глубине обработки до 22 см составляла 140-150 мм. Расстояния между рыхлителями в поперечном направлении на вспомогательной рамке (зубовидных, дисковидных и клиновидных) за плоскорезной лапой захватом 1100 мм следующие: (90 + 180 + 180 + 200 + 180 + 180 + 90) мм. Форма зубовидного рыхлителя в продольновертикальной плоскости оценивалась коэффициентом К= її/її, где її - длина проекции изогнутого зуба на продольную ось; і - высота зуба (во всех производственных опытах і = 150 мм); в опытах использовались зубовидные рыхлители с коэффициентом К, равным 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0. При реализации опытов в полевых условиях использовался плоскорез типа КПГ в агрегате с трактором ДТ-75М при рабочей скорости 5,5 км/ч, глубинной обработки 20-25 см.

На рисунке 7 приведены данные наблюдений за смывом почв в Ростовской области на черноземе обыкновенном за 4 года.

Г о д ы

□ Вспашка ПН-4-35 5,9 7,2 2,4 7,8

□ Обработка КПГ-250 1,7 2 0,4 2,9

И Объёмная обработка 1,2 1,4 0,1 1,9

Рис. 7. Смыв почвы в Ростовской области за 4 года, т/га (по оси У);

НСР05 - 0,4; Гф<Го5; 0,6; 0,2 соответственно

Из чего видно преимущество нового способа. Аналогичные данные были получены и в Харьковской области (рис. 8).

НСР05 - 0,2; 1,0; 1,0 - соответственно

Рассмотрим изменение водно-физических свойств почв в связи с изучаемыми обработками (рис. 9, 10).

200

Рис. 9. Запасы доступной влаги в Рост2вской области на озимой пшенице за 4 года в метровом слое почвы, мм

Большее накопление влаги наблюдается по обработке с дополнительным объемным рыхлением, затем следует обычная плоскорезная обработка, третье место занимает вспашка. Таким образом, наблюдается как большее накопление влаги, так и более экономное ее расходование растениями при обычной плоскорезной обработке почвы и особенно объемному рыхлению. При рассмотрении содержания влаги в почве по годам отмечено, что наибольшая разница в накоплении влаги и наибольшая дифференциация ее по слоям наблюдалась в засушливые годы. В эти же годы отмечено и максимальное накопление влаги по обычной плоскорезной обработке и обработке комбинированным орудием с объемным рыхлителем.

225

200

175

150

125

100

75

50

25

0

1. Вспашка 2. Обработка 3. Объемная ПЛН-4-35 КПГ-250 обработка

□ Первая декада октября

□ апреля

□ июня

Рис.10. Запасы доступной влаги в метровом слое почвы, данные за 3 года в Харьковской области, мм

Наблюдения за микробиологической активностью почвы показало, что максимальная биологическая активность пахотного слоя наблюдалась в интервале 0-10 см. Таким образом, можно говорить о лучших условиях для развития микроорганизмов в верхнем (десятисантиметровом слое почвы) при обработке почвы орудием, осуществляющим объемное рыхление. Из чего следует заключение о более благоприятном микробиологическом режиме при обработке орудием с дополнительным вертикальным рыхлением почвы, а, следовательно, это является, наряду с большим накоплением влаги, причиной, которая может обеспечить рост урожайности (рис.11).

в 1. Отвальная вспашка

в 2. Плоскорезная обработка и 3. Объёмная обработка

Рис. 11. Зависимость биологической активности почвы от вида обработки,

% от исходного веса ткани (ось У). Ось Х: 1 - 0-10; 2 - 10-20; 3 - 20-30 см (1997-1999 гг.)

На рисунках 12-13 приведены средние данные по выходу сухого вещества в опытах в Ростовской и Харьковской областях.

Объемная обработка во все годы превосходила выходу сухого вещества и остальные варианты. Причем, в благоприятные по влагообеспеченности годы урожайность по всем трем вариантам меньше разнилась между собой, чем в засушливом.

Рис.12. Зависимость от вида обработки выхода сухого вещества в Ростовской области за 3 года, и/га

Рис.13. Зависимость выхода сухого вещества от вида обработки в Харьковской области за 3 года, и/га

Сравнивая изменения урожайности озимой пшеницы по годам внутри вариантов, отметим колебание урожайности, связанное с климатическими условиями годов. В более влажные годы урожайность повышалась и наоборот. Воздействие обработок в этом случае нивелировалось.

Обобщением и выводом по исследованиям являются математические модели, которые одновременно подтверждают взаимоувязанность и взаимообусловленность опытов, построенных на основе проведенного корреляционно-регрессионного анализа.

Уравнение регрессии, которым описывается зависимость коэффициента энергетической эффективности от детерминант по опыту, выглядит следующим образом: У = 1,92 - 0,05х1 + 0,03х2 + 0,001хз +

0,00004x4, где У - коэффициент энергетической эффективности (величина безразмерная); Х1 - смыв почвы, т/га; Х2 - биологическая активность почвы, %; хз - количество сорняков за период кущения (шт/м2); Х4 - количество осадков за год, мм. Таким образом, применив корреляционно-регрессивный анализ, был сделан вывод, что совокупное влияние анализируемых факторов на коэффициент энергоэффективности является высоким; общий коэффициент детерминации равняется 0,67 при очень высокой тесноте связи (коэффициент корреляции 0,83). Если рассмотреть в математической модели проведенного экологического анализа влияние детерминант на У, то отметим, что снижение смыва почвы приводит к росту коэффициента энергоэффективности, такое же влияние оказывает рост биологической активности почвы.

Математическая модель производственного эффекта, построенного на основе корреляционнорегрессионного анализа, показывающая зависимость урожайности от детерминант, демонстрирует следую-

щее: У = -2,69 + 0,33хі + 0,70x2 + 0,12хз +0,002x4, где У - урожайность, ц/га; хі - смыв почвы, т/га; Х2 - биологическая активность почвы, %; хз - количество сорняков за период кущения, шт/м2; Х4 - количество осадков за год, мм. На основании данного уравнения можно сделать вывод о том, что влияние факторов не столь велико на урожайность, как на коэффициент энергетической эффективности, но оно соответствует критерию достоверности. Общий коэффициент детерминации равен 0,115 (11,5%), а коэффициент корреляции равняется 0,34.

Уравнение регрессии, которым описывается зависимость коэффициента энергетической эффективности от детерминант по опыту, имеет следующий вид: У = 3,20 + 0,005хі - 0,50x2 - 0,00001хз, где У - коэффициент энергоэффективности (величина безразмерная); хі - выход сухого вещества, ц/га; Х2 - смыв почвы, т/га; хз - количество сорняков, шт/м2. Данную математическую модель можно назвать экологоэкономической или эколого-производственной моделью. Из нее следует, что совокупное влияние анализируемых факторов на коэффициент энергетической эффективности является высоким, поскольку общий коэффициент детерминации равен 0,85, а теснота связи также высокая, поскольку коэффициент корреляции равняется 0,92. Наибольшее влияние на рост коэффициента энергоэффективности оказывает уменьшение смыва почвы, что достигается новыми орудиями для объемной обработки почвы; меньшее - выход сухого вещества. Незначительно влияет наличие сорняков. Корреляционно-регрессионный анализ показал высокую достоверность проведенных исследований.

Заключение

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что объемная обработка почвы, уменьшая смыв и повышая биологическую активность почвы, увеличивая выход сухого вещества, положительно влияет на повышение коэффициента энергетической эффективности при возделывании озимой пшеницы, как в условиях Ростовской, так и Харьковской областей. Подбор и расстановка рыхлителей должным образом решает поставленную задачу по улучшению обработки черноземных почв в условиях Ростовской и Харьковской областей.

Литература

1. Орешкин М.В. Совершенствование технологического процесса обработки черноземных почв почвозащитными орудиями: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. - Воронеж: Изд-во ВГАУ, 2004. - 19 с.

2. Овчаренко О.О. Обґрунтування параметрів робочого органу глибокорозпушувача для об'ємного смугового обрабітку ґрунту: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Луганськ: ЛНАУ, 2005. - 17 с.

3. Пат. 2091997 РФ, мКи А01В35/26, 35/32, 11/00. Плоскорежущий рабочий орган / М.В. Орешкин, А.Г. Кратинов (иА).-№4933683/13; заявл. 13.05.91; опубл.10.10.97, Бюл. 28.

4. Пат. 2102844 РФ, МКИ А01В35/32. Плоскорезный рабочий орган / М.В. Орешкин и А.Г. Кратинов (иА). - №888693/13; заявл. 06.11.90; опубл. 27.01.98, Бюл. №13.

5. Пат. 2102846 РФ, МКИ А01В49/35; 35/32. Рабочий орган для основной обработки почвы / М.В. Орешкин (иА). - №4880457/13; заявл. 09.10.90., опубл. 27.01.98, Бюл. №3.

6. Пат. 2240661 РФ, МПК7 А 01 В 35/32; 35/00. Рабочий орган культиватора / М.В. Орешкин, Н.А. Зеленский (Щ. - № 2003121685; заявл. 14.07.04; опубл. 27.11.04, Бюл. №33.

7. Совершенствование технических средств обработки почвы как фактор предотвращения катастрофических ситуаций в земледелии / М.В. Орешкин [и др.]. - Луганск: Глобус, 2006. - 148 с.

8. Шикула Н.К., Назаренко Г.В. Минимальная обработка черноземов и воспроизводство их плодородия.

- М.: Агропромиздат, 1990. - 320 с.

9. Орешкин М.В. Совершенствование технологий и средств механизации производства растениеводческой продукции в условиях бассейна реки Северский Донец на агроэкологической основе: моногр. -Луганск: ООО «Рекламно-издательский центр «Русь», 2008. - 229 с.

10. Орешкин М.В. Экологическое обоснование создания новой техники и технологий: моногр. - Луганск: ЭЛТОН-2, 2008. - 122 с.

11. Орешкин М.В. Совершенствование на агроэкологической основе технологий производства растениеводческой продукции. - Луганск: ЭЛТОН-2, 2008. - 40 с.

12. Василенко В.В. Расчет рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин. - Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1994. - 288 с.

13. Заїка П.М. Теорія сільськогосподарських. - Т.1. Ч.1. Машини та знаряддя для обробітку грунту. -Харьків: ОКО, 2001. - 444 с.

14. Буряков А.С., Полупитун Н.Г. Влияние местоположения стойки плоскорежущего рабочего органа на процесс образования развальной борозды // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов: тр. ЧИМЭСХ. - Вып. 9. - Челябинск, 1976. - С. 43-49.

УДК 629.114.2 Н.И. Селиванов

СИСТЕМА АДАПТАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАКТОРОВ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Разработана структурная схема и методология многоуровневой системы адаптации тракторов с переменными массоэнергетическими параметрами к природно-производственным условиям операций основной обработки почвы.

Ключевые слова: структурная схема, уровень оптимизации, трактор, параметр, модель, ограничение, производительность, энергозатраты.

N.I. Selivanov SYSTEM FOR TRACTOR WORKING PARAMETER ADAPTATION FOR BASIC SOIL CULTIVATION

Flow diagram and methodology of the multilevel system for the tractor with variable mass and energetic parameters adaptation to natural and production conditions of basic soil cultivation operation is developed.

Key words: flow diagram, optimization level, tractor, parameter, model, restriction, capacity, power inputs.

Основными параметрами почвообрабатывающего агрегата являются эксплуатационные мощность и масса энергетического средства, определяющие его энергонасыщенность, ширина захвата орудия и рабочая скорость. Они в наибольшей степени определяют основные технико-экономические показатели: производительность, эксплуатационные, топливные и энергетические затраты.

Новое поколение энергонасыщенных сельскохозяйственных тракторов отечественного и зарубежного производства характеризуется переменными массоэнергетическими параметрами на единой элементной базе [1], расширяющими тягово-скоростные диапазоны их использования.

Для повышения эффективности работы указанных тракторов разработана многоуровневая система (рис.) адаптации их эксплуатационных параметров к наиболее энергоемким операциям основной обработки почвы. Использование научно обоснованных принципов операционных технологий основной обработки почвы позволило обосновать основные уровни и модели этой системы.

Первый уровень предполагает определение оптимальных рабочих скоростей на операциях основной обработки почвы в пределах агротехнических требований с использованием обоснованных нескольких типов машин-орудий с различающими принципами воздействия на почву. Одна и та же технология возделывания сельскохозяйственных культур в разных природно-климатических зонах и хозяйствах может применяться при существенном различии площади полей, длины гона и других нормообразующих факторов.

Входными факторами являются характерные для зоны показатели: средняя длина гона 1Г1 [2], средние значения удельного сопротивления рабочих органов Ко;, применяемых для основной обработки почвы машин Птс.1, зависимость удельного сопротивления от скорости движения ДК; и существующий типоразмерный ряд тракторов Птс].

Исходя из этого, основной задачей первого уровня исследования является оптимальная адаптация рабочих органов почвообрабатывающих агрегатов к заданным технологиям п, путем определения значений адаптера - оптимальной рабочей скорости