CC BY
31
About the authors:
Viktor V. Alekseev, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the chair «Information Technologies and Mathematics» Address: Cheboksary Cooperative Institute, 428025, Chuvash Republic, Cheboksary, M.Gorkogo Avenue, 24 E-mail: [email protected] Spin-code: 2326-1157
Ivan I. Maksimov, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the chair of Transport-Technological Machines and Complexes Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003 Chuvash Republic, Cheboksary, K. Marx Str., 29 E-mail: [email protected] Spin-code: 4767-1381,
Petr V. Mishin, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the chair of Transport-Technological Machines and Complexes Address: Chuvash State Agricultural Academy, 428003 Chuvash Republic, Cheboksary, K. Marx Str., 29 E-mail: [email protected] Spin-code: 6680-5279
Contribution of the authors: Viktor V. Alekseev: developed the theoretical framework
Ivan I. Maksimov: managed the research project, analysing and supplementing the text.
Petr V. Mishin: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01 УДК 631
ПРОТИВОЭРОЗИОННАЯ КОНТУРНАЯ ОБРАБОТКА ПОЧВЫ МАШИННО-ТРАКТОРНЫМИ АГРЕГАТАМИ НА АГРОЛАНДШАФТАХ СКЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ
© 2018
Сергей Анатольевич Васильев, д.т.н., доцент, доцент кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, г. Княгинино (Россия) Алексей Анатольевич Васильев, к.т.н., старший преподаватель кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, г. Княгинино (Россия)
Николай Иванович Затылков, ассистент кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, г. Княгинино (Россия)
Аннотация
Введение: технологии ежегодной обработки старопахотной почвы склоновых земель в пределах заданной территории землепользования не всегда отвечают требованиям защиты почвы от водной эрозии. В работе рассматриваются особенности обработки почвы на склоновых землях и возможности реализации противоэрози-онной контурной обработки с учетом расположения технологических борозд под углом к горизонтали склона. Необходимость дифференциации противоэрозионных мероприятий на одном агроландшафте понятна, поскольку на склоне возникает чрезвычайное разнообразие природных условий и параметров склона: крутизны, экспозиции, формы и длины. Получение информации о модели рельефа возможно разными путями, в том числе до обработки и в период обработки почвы на склоне машинно-тракторным агрегатом. Целью работы является разработка специальных способов обработки почвы по сокращению эрозионных процессов и сохранению плодородия почвы для возделывания сельскохозяйственных культур на агроландшафтах склоновых земель. Материалы и методы: внедрение контурной обработки почвы несколько ограничивается системой традиционных противоэрозионных машин для реализации данного вида работ и операций на сложных склонах. В таком случае при обработке правильных участков такими машинами на сложном склоне необходимо рассчитать угол отклонения направления обработки почвы относительно склона.
Результаты: установлено, что при прямолинейном размещении технологических борозд, например, применяя пассивные рабочие органы сельскохозяйственных машин - зубовые бороны, загортачи на склоновых землях
эрозионный процесс развивается существенно, так как отклонение направления движения машинно-тракторного агрегата от горизонтали может достигать существенных величин. Предложен оригинальный подход контурной обработки почвы с применением активных рабочих органов в рамках противоэрозионных технологий при возделывании сельскохозяйственных культур на ограниченных участках склоновых землель, изрезанных балками и оврагами. Рассмотрены основные углы, определяемые при обработке подстилающей поверхности трактором, необходимые для управления активными рабочими органами сельскохозяйственных машин.
Заключение: отмечено, что контурная обработка почвы с нулевым уклоном технологических борозд исключает проведение дополнительных агротехнических и гидротехнических противоэрозионных мелиоративных мероприятий. Предлагаемый подход можно использовать на склоновых землях с уклоном до 10 градусов. Ключевые слова: агроландшафт, активные рабочие органы, дифференциация противоэрозионных мероприятий, контурная обработка почвы, машинно-тракторный агрегат, противоэрозионная обработка, склоновые земли, специальные способы.
Для цитирования: Васильев С. А., Васильев А. А., Затылков Н. И. Противоэрозионная контурная обработка почвы машинно-тракторными агрегатами на агроландшафтах склоновых земель // Вестник НГИЭИ. 2018. № 5 (84). С. 43-54.
ANTI-EROSION CONTOUR TILLAGE MACHINE-TRACTOR UNITS ON THE AGRICULTURAL LANDSCAPES OF SLOPING LAND
© 2018
Sergey Anatolyevich Vasilyev, Dr. Sci. (Engineering), associate Professor of the chair «Technical service, organization of transportation and management on transport» Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Knyaginino (Russia) Alexey Anatolyevich Vasilyev, Ph. D. (Engineering), senior lecturer of the chair «Technical service, organization of transportation and management on transport» Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Knyaginino (Russia)
Nikolay Ivanovich Zatylkov, assistant of the chair «Technical service, organization of transportation and management on transport» Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Knyaginino (Russia)
Abstract
Introduction: technology, the annual processing long-arable soil sloping land within a given area of land does not always meet the requirements of soil protection from water erosion. The paper discusses the features of soil processing on sloping lands and the feasibility of erosion control contouring, taking into account the location of technological furrows at an angle to the horizontal of the slope. The need for differentiation of erosion control measures on a single agricultural landscape is clear, because the slope occurs extraordinary diversity of natural conditions and parameters of the slope: the steepness, exposure, shape and length. Obtaining information about terrain model is possible in different ways, including before treatment and during the treatment of the soil on the slope of the tractor unit. The aim of this work is to develop special methods of tillage to reduce erosion and preserve soil fertility for cultivation of agricultural crops in agricultural landscapes of sloping land.
Materials and methods: the Introduction of contour tillage is limited to a few traditional anti-erosion machines for the implementation of this type of work and operations on difficult slopes. In this case, when processing the right plots such machines on a difficult slope you want to calculate the angle of deflection of the direction of tillage relative to the slope.
Results: it was found that for straight placement of technological furrows, for example, using passive working bodies of agricultural machinery - harrow, earthling devices on sloping lands erosion process develops significantly as the deviation of the direction of movement of the tractor unit from the horizontal can reach significant values. An original approach of contour soil treatment with active working bodies in the framework of the erosion control technologies in the cultivation of crops in limited areas of sloping land dissected by ravines and gorges. Describes the main angles determined during the processing of the underlying surface by a tractor, is required to control the active working bodies of agricultural machinery.
Conclusion: marked as contour tillage zero-bias technological furrows exclude the additional agricultural and hydro-technical anti erosion melioration measures. The proposed approach can be used on sloping lands with slopes up to 10 degrees.
Key words: agro landscape, active working bodies, the differentiation of erosion control measures, contour tillage, machine-tractor unit, erosion control treatment, sloping lands, special ways.
For citation: Vasilyev S. A., Vasilyev A. A., Zatylkov N. I. Anti-erosion contour tillage machine-tractor units on the agricultural landscapes of sloping land // Bulletin NGIEI. № 5 (84). P. 43-54.
Введение
Технологии ежегодной обработки старопахотной почвы склоновых земель в пределах заданной территории землепользования не всегда отвечает требованиям защиты почвы от водной эрозии. Заметное проявление эрозионных процессов объясняется недостаточным учетом многих и различных требований по обработке почвы на склоновых землях [2; 4; 9; 11; 13]. Рассматривая эти процессы, необходимо, чтобы в течение всего вегетационного периода сельскохозяйственных культур соблюдались условия, предотвращающие проявление эрозии почвы, в том числе немедленного действия, т. е. сразу после обработки почвы.
Известно, что противоэрозионные агротехнические мероприятия разделяются на общие и специальные [17; 18; 20]. К общим относят обычные виды обработки почвы, используемые на агро-ландшафтах склоновых земель, например: вспашка, культивация, боронование и т.д. Специальные методы, предотвращают смыв и сток почвы [19], к ним относят щелевание, лункование, бороздование и т. д.
При выполнении перечисленных противоэро-зионных агротехнических мероприятий известны случаи увеличения интенсивности эрозии почвы при расположении технологических борозд под углом к горизонтали склона [10]. Очевидно, что при любой обработке почвы возникают технологические борозды при движении агрегата и, как следствие, они могут соединить и сконцентрировать атмосферные осадки, движущиеся с водораздела. Определенные трудности возникают при проектировании участков на сложных склонах с непостоянным уклоном, в таком случае требуется определить предельно допустимое отклонение направления обработки относительно склона.
Необходимость дифференциации противоэро-зионных мероприятий на одном агроландшафте понятна, поскольку на склоне возникает чрезвычайное разнообразие природных условий и параметров склона: крутизны, экспозиции, формы и длины, а эффективность контурной обработки доказана в ряде работ [3; 7; 8; 16]. С учетом полученных досто-
верных сведений о склоне должна выстраиваться противоэрозионная технология дифференцированной обработки почвы для каждого конкретного аг-роландшафта.
Поэтому тема исследования противоэрозион-ной контурной обработки почвы машинно-тракторными агрегатами на агроландшафтах склоновых земель является актуальной.
Целью работы является разработка специальных способов обработки почвы по сокращению эрозионных процессов и сохранению плодородия почвы для возделывания сельскохозяйственных культур на агроландшафтах склоновых земель.
Материалы и методы
Внедрение контурной обработки почвы несколько ограничивается системой традиционных противоэрозионных машин для реализации данного вида работ и операций на сложных склонах [12; 14; 15]. В таком случае при обработке правильных участков такими машинами на сложном склоне необходимо рассчитать угол отклонения направления обработки почвы относительно склона.
С учетом того, что уклоны сельскохозяйственных полей имеют небольшие значения, можно записать [5; 6]:
i = ia sin а, (1)
где i - уклон линейного элемента, iск - уклон рассчитываемого склона; а - угол отклонения линейного элемента относительно склона, град.
На практике при проектировании линейных элементов на сельскохозяйственных полях доступнее получать информацию по картам местности, а именно рассматривать угол отклонения направления обработки почвы относительно склона. Принимая это, выражение (1) представим в виде
[5; 6]:
i
а = arcsin -
(2)
Учитывая условие недопустимости размыва русла в работах [6; 17], заданное в виде V2 , имеем выражение для допустимого уклона линейного элемента, принимая все замеряемые параметры под-
ск
стилающей поверхности для технологической борозды [5; 6]:
,,3/2
¥
'доп.
(1 +
(3)
2Е1ст (Г)! ^ ■>-->■• ( )
где - потенциал эрозионной стойкости (ПЭС), Дж/кг; g - ускорение свободного падения, м/с2; Iст (О - интенсивность стока, определяемая по интенсивности осадков и коэффициенту стока, м/с; ! -длина технологической борозды на склоне; ф - коэффициент гидравлической шероховатости; Хгл -коэффициент сопротивления гладкой поверхности; 3 - комплексная гидродинамическая характеристика растительного слоя [1]; у -коэффициент гидродинамического сопротивления волнистости поверхности или дискретного препятствия.
Выполняя подстановку выражения (3) в формулу (2), рассчитаем предельно допустимый угол отклонения направления обработки почвы относительно склона на подстилающей поверхности [5; 6]:
а = arcsrn -
¥
,3/2
(1 + р)Ягл+-1 + г) . (4)
2 gIст (( Ж
Для расчета длины гона обрабатываемого участка или предельно допустимой длины участка, проектируемого на склоновом агроландшафте, можно применить выражение [5; 6]:
! = !0 +!1 + !2 + 2Е, (5)
где !0 - длина участка, на котором выполняется обработка почвы по горизонталям, м; !1 и !2 - длина участка, располагаемая в левой и правой частях соответственно относительно сложного склона, м; Е -размеры поворотной полосы, выбираемой из агротехнических требований и условий при обработке почвы [6], м.
Учитывая формулу (4), можно рассчитать длины участков, обрабатываемых по левую и правую сторону от сложного склона:
А =
h =
3/2
¥
2gI cm1(t)i1
-|(1 + + 7\
h V S )
¥
3/2
-|(1 + +7]
i2 V S )
(6)
(7)
ст2(Г)>2
где ¿1 и ¿2 - уклон левой и правой частей сложного склона, Iст1(0 и Iст2(0 - интенсивность стока на левой и правой частях сложного склона.
Размеры поворотной полосы согласовывают с шириной захвата противоэрозионного агрегата по условию [5; 6]:
Е = кВа ^ min, (8)
где к - количество проходов противоэрозионного агрегата при обработке поперек склона.
Учитывая выражения (5), (6), (7) и (8), получим уравнение для определения предельно допустимой длины участка на сложном склоне в виде:
(1 + срКл+^ + + \ + 2кВ. (9)
¥
0 2g ^ " ¿2 'Л ^стЛО ¿2 ^2« у
Таким образом, анализируя выражение (9), можно констатировать, что для увеличения длины гона на сложном склоне необходимо создать проти-воэрозионный поверхностный слой на обрабатываемом участке путем увеличения коэффициентов гидравлической шероховатости и волнистости подстилающей поверхности для снижения скорости водного потока, повысить ПЭС, увеличить коэффициент смоченного периметра.
В то же время известно, что при прямолинейном размещении технологических борозд, например, применяя пассивные рабочие органы - зубовые бороны, загортачи, на склоновых землях эрозионный процесс развивается существенно. Снижение эффективности данного подхода на сложных склонах обуславливается пересечением образованных борозд ложбинами, в этом случае водный поток будет концентрироваться и перенаправляться по микротальвегам с образованием промоин и возможным ростом оврага.
Для решения возникающих сложностей при обработке сложных склонов необходимо получать информацию непосредственно об уклонах в период обработки почвы машинно-тракторным агрегатом и передавать ее активным рабочим органам противоэрозионной сельскохозяйственной машины.
Рассматривая расположение машинно-тракторного агрегата (трактора) на сложном склоне (рисунок 1), можно выделить углы наклона подстилающей поверхности по положению его колес относительно горизонтальной плоскости. Спроецируем подстилающую поверхность на горизонтальную плоскость и выделим угол отклонения направления движения машинно-тракторного агрегата (продольная ось трактора) от горизонтали склона.
и
Рис. 1. Схема определения углов наклона подстилающей поверхности под трактором относительно
горизонтальной плоскости: аП - уклон правой колеи трактора относительно горизонтали; аЛ - уклон левой колеи трактора относительно горизонтали; в - угол наклона передней оси трактора относительно горизонтали; в - угол наклона задней оси трактора относительно горизонтали, у - угол отклонения направления движения машинно-тракторного агрегата от горизонтали: .....- горизонтальная плоскость;--подстилающая поверхность;
- проекция продольной оси трактора на горизонтальную плоскость Fig. 1. The scheme of definition of tilt angles of the spreading surface under the tractor of rather horizontal plane: аП - a bias of the right track of the tractor concerning a horizontal; аЛ - a bias of the left track of the tractor concerning a horizontal; pi - a tilt angle of a forward axis of the tractor concerning a horizontal; p2 - a tilt angle of a back axis of the tractor concerning a horizontal, у - a corner of a deviation of the direction of the movement machine and tractor unit from a horizontal:
.....- horizontal plane;--the spreading surface;
----- - projection of a longitudinal axis of the tractor to the horizontal plane.
Проведем расчет углов подстилающей поверхности, границы которой спроецированы параметрами трактора, относительно горизонтальной плоскости, согласно схемы на рисунке 2. Для выявления зависимости наклона мостов машинно-тракторного агрегата (трактора) на сложном склоне относительно горизонта имеем выражения:
БО
tga =
ОВ
sinr =
ОД_ ОВ
(10)
(11)
Исходя из этих выражений, получим урав-
нение
БО .
tga=QIJ sinr= tgMsinr .
(12)
Таким же образом можем получить аналогичное уравнение
tgP = tg/Ucosr. (13)
По полученным выражениям (12) и (13) можно установить взаимосвязь углов в треугольнике
tga = tgptgr. (14)
Из выражения (14) выделим угол отклонения проекции направления движения от горизонтали через выражение
tga
tgr =
tgP
и сам угол
Г = arctg
tga tgP
(15)
(16)
Для определения фактического угла отклонения направления движения машинно-тракторного агрегата от горизонтали у выделим треугольник БДВ, где
БД
tgr = бД
и треугольник ОДВ, где
tgr =
ОД ДВ
(17)
(18)
и
Рис. 2. Схема для расчета угла отклонения направления движения агрегата относительно горизонтали Fig. 2. The scheme for calculation of a corner of a déviation of the direction of the movement
of the unit concerning a horizontal
При условии, если трактор движется вдоль склона, то продольный угол « =0. Будем иметь tgy' = 0и у' = 00, т. е. движение агрегата будет совпадать с горизонталью склона. Когда машинно-тракторный агрегат спускается или поднимается по
склону, то поперечный угол р =0, tgy =х> и
у' = 900, т. е. движение агрегата будет поперек горизонталей склона.
Результаты
По полученным выражениям получены графические зависимости отклонения горизонталей от продольной оси трактора при заданных условиях, учитывая уклоны склона (рисунок 3) и аппроксимации этих данных в виде полиномиальных функций представлены на зависимостях отклонения горизонталей от продольной оси трактора в градусах при заданных условиях, учитывая продольный и поперечный уклон склона (рисунок 4).
Известно, что на агроландшафтах уклоны составляют не более 10 градусов. В теоретических исследованиях задавались продольный и поперечный наклоны рам трактора относительно горизонталей, и их величина менялась от -10 до +10 градусов. В результате задания этих значений углов установлено, что отклонение направления движения трактора от горизонтали изменяется также зеркально от -87 град. до 87 град.
Из рисунка 4 видно, что асимптоты графиков функций проходят через отметку в 90 градусов, т. е.
Совместное решение отношений (17) и (18) позволяет определить
БД tgy
tgy = БД tgy = -jy-
ДО cos /и
(19)
По выражению (12) можно определить угол наклона подстилающей поверхности относительно горизонта
tga
/и = arctg-
siny
(20)
Таким образом, используя выражение (19) с учетом уравнений (15), (20), получим формулу для определения угла отклонения направления движения машинно-тракторного агрегата от горизонтали
tga
tgy' =-
tgp cos
arctg -
tga sinl arctg
tgP
или
y' = arctg
tga
tgP cos
arctg -
tga
sinl arctg
tga
tgP
Данные уравнения приемлемы для тракторов с разной колеей осей.
расстояние от точки кривой до этих прямых стремится к нулю при удалении точки вдоль ветви функции в бесконечность. Аппроксимация данных с помощью полиномиальных функций позволила получить достаточно точное описание задаваемых и
получаемых значений. Величина достоверности аппроксимации при заданных величинах углов изменялась от 0,9 до 0,99, что является довольно приемлемым итогом, характеризующим сглаживание, как достоверное.
Рис. 3. Зависимости отклонения горизонталей от продольной оси трактора в градусах при заданных уклонах склона / Fig. 3. Dependences of a deviation of horizontals on a longitudinal axis of the tractor in degrees at the set slope biases
Рис. 4. Достоверность аппроксимации полученных данных при описании их полиномиальными функциями на зависимостях отклонения горизонталей от продольной оси трактора в градусах при заданных продольном и поперечном уклонах склона Fig. 4. Reliability of approximation of the obtained data at the description their polynomial functions on dependences of a deviation of horizontals on a longitudinal axis of the tractor in degrees at the set longitudinal and cross biases of a slope
Обсуждение
По выявленным зависимостям можно определить конструктивные возможности машинно-тракторного агрегата преодолевать уклоны наклона подстилающей поверхности по положению колес относительно горизонтальной плоскости и рассчитывать угол отклонения направления движения машинно-тракторного агрегата (продольная ось трактора) от горизонтали склона.
Следует отметить по графикам на рисунках 3 и 4, что при небольших величинах (0...2 градусов) уклонах величина отклонения направления движения трактора от горизонтали меняется существенно и быстро достигает 70.80 градусов при изменении поперечного угла, при больших уклонах (6.10 градусов) - это изменение не столь существенно и доходит до значений 40.60 градусов. В любом случае эти величины отклонения играют существенную роль в формировании водного потока на склоне, и полученные результаты исследования являются предпосылками для дальнейших изучений.
В большинстве случаев контурная обработка почвы обеспечивает эффективное противоэрозион-ное воздействие на склоновый водный поток. Подтверждением являются многочисленные данные о применении данного подхода в разных странах и регионах, Шатилов И. С., пришел к выводу, что вспашка зяби поперек склона задерживает в одном гектареа в среднем 150.250 л воды и уменьшает твердый сток до 4 т. Имеющиеся данные можно использовать для расчета эффективности контурной обработки в целом для региона и страны.
Получение информации о модели рельефа возможно разными путями, в том числе до обработки, например цифровой модели рельефа, и в период обработки почвы на склоне машинно-тракторным агрегатом с применением гироскопов и инклинометров, размещенных на раме трактора. Используя современные системы телематики, возможно передать информацию об угле отклонения направления движения машинно-тракторного агрегата от горизонтали и уже при обработке почвы скомпенсировать это отклонение, выполняя технологические борозды по горизонтали активными рабочими органами сельскохозяйственных машин.
Заключение
Ежегодная обработка старопахотной почвы склоновых земель в пределах заданной территории землепользования не всегда отвечает требованиям защиты почвы от водной эрозии. В работе рассматриваются особенности обработки почвы на склоно-
вых землях и возможности реализации противоэро-зионной контурной обработки, с учетом расположения технологических борозд под углом к горизонтали склона. Необходимость дифференциации проти-воэрозионных мероприятий на одном агроландшаф-те понятна, поскольку на склоне возникает чрезвычайное разнообразие природных условий и параметров склона: крутизны, экспозиции, формы и длины. Получение информации о модели рельефа возможно разными путями, в том числе до обработки и в период обработки почвы на склоне машинно-тракторным агрегатом. Целью работы является разработка специальных способов обработки почвы по сокращению эрозионных процессов и сохранению плодородия почвы для возделывания сельскохозяйственных культур на агроландшафтах склоновых земель. Внедрение контурной обработки почвы несколько ограничивается системой традиционных противоэрозионных машин для реализации данного вида работ и операций на сложных склонах. В таком случае при обработке правильных участков такими машинами на сложном склоне необходимо рассчитать угол отклонения направления обработки почвы относительно склона. Установлено, что при прямолинейном размещении технологических борозд, например, применяя пассивные рабочие органы сельскохозяйственных машин - зубовые бороны, загортачи, на склоновых землях эрозионный процесс развивается существенно. Предложен оригинальный подход контурной обработки почвы с применением активных рабочих органов в рамках про-тивоэрозионных технологий при возделывании сельскохозяйственных культур на ограниченных участках склоновых землях, изрезанных балками и оврагами. Рассмотрены основные углы, определяемые при обработке подстилающей поверхности трактором, необходимые для управления активными рабочими органами сельскохозяйственных машин. Отмечено, что контурная обработка почвы с нулевым уклоном технологических борозд исключает проведение дополнительных агротехнических и гидротехнических противоэрозионных мелиоративных мероприятий. Предлагаемый подход можно использовать на склоновых землях с уклоном до 10 градусов.
Таким образом можем получить контурную обработку почвы с нулевым уклоном технологических борозд, что исключает проведение дополнительных агротехнических и гидротехнических про-тивоэрозионных и мелиоративных мероприятий на склоновых землях с уклоном до 10 градусов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Боровков В. С. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. 285 с.
2. Васильев С. А. Математическая модель для прогноза эрозионных процессов на склоновых агроланд-шафтах // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. № 9. С. 96-100.
3. Васильев С. А. Обоснование конструктивно-технологических параметров профилографов для контроля мелиоративных технологий на склоновых агроландшафтах // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2016. № 4 (24). С. 40-54.
4. Васильев С. А., Максимов И. И., Алексеев В. В. Определение эквивалентной шероховатости стоко-формирующей поверхности для оценки противоэрозионных мероприятий на склоновых землях // Теоретический и научно-практический журнал «Мелиорация и водное хозяйство». 2014. № 4. С. 32-34.
5. Васильев С. А. Разработка методики проектирования противоэрозионных мелиоративных технологий на склоновых агроландшафтах по допустимому смыву почвы // Теоретический и научно-практический журнал «Мелиорация и водное хозяйство». 2016. № 5. С. 48-51.
6. Васильев С. А. Совершенствование методики и технических средств оценки для проектирования противоэрозионных технологий на склоновых землях : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 / Васильев Сергей Анатольевич. Чебоксары, 2006. 161 с.
7. Васильев С. А., Пагунов А. Ю. Теоретические предпосылки аналитического определения смоченного периметра стокоформирующей поверхности // Вестник Чувашского государственного педагогического университета имени И. Я. Яковлева. 2012. № 4. С. 47-50.
8. Васильев С. А. Энергетический подход для построения гидродинамической характеристики водного потока на склоновом агроландшафте // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса : наука и высшее профессиональное образование. 2015. № 4. С. 194-200.
9. Журавель В. Ф. Обоснование технологии противоэрозионной обработки почв с учетом методов прогнозирования стока и использования машинных комплексов // Труды Ставропольского НИИСХ. Ставрополь, 1982. С. 78-91.
10. Заславский М. Н. Эрозиоведение. Основы противоэрозионного земледелия : учеб. для геогр. и почв. спец. вузов. М. : Высшая школа, 1987. 376 с.
11. Заславский М. Н. Эрозия почв и земледелие на склонах. Кишинев : Карта Молдовы, 1966. 494 с.
12. Карташов Д. Ю., Васильев С. А., Алексеев Е. П. и др. Анализ траектории движения зубьев при создании экспериментального почвообрабатывающего рабочего органа // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. 2013. № 4 (80). Ч. 2. С. 91-94.
13. Каштанов А. Н., Заславский М. Н. Почвоводоохранное земледелие. М. : Россельхозиздат, 1984.
14. Кормщиков А. Д., Максимов И. И. Исследование и внедрение орудий для безотвальной обработки почвы : в 2 т. Т. 1. Отчет по теме 03.13.9. Гос. рег. №79037347; инв. № Б 855422. Чебоксары, 1980. 87 с.
15. Кормщиков А. Д. Механизация обработки почвы на склонах. Чебоксары : Чувашское кн. изд-во, 1981. 128 с.
16. Максимов И. И., Максимов В. И., Васильев С. А., Алексеев В. В. Моделирование развития русла в подстилающей поверхности склоновых агроландшафтов // Почвоведение. 2016. № 4. С. 514-519.
17. Максимов И. И., Максимов В. И. Энергетическая концепция эрозионной устойчивости антропогенных агроландшафтов. Чебоксары : Чувашская ГСХА, 2006. 304 с.
18. Сурмач Г. П. Водная эрозия и борьба с ней. Л. : Гидрометеоиздат, 1976. 254 с.
19. Швебс Г. И. Регулирование поверхностного стока методом полосного мульчирования // Сборник работ по гидрологии. Л. : Гидрометеоиздат, 1967. № 7. С. 122-127.
20. Швебс Г. И. Теоретические основы эрозиоведения. Киев; Одесса : Вища школа, 1981. 219 с.
Дата поступления статьи в редакцию 15.03.2018, принята к публикации 16.04.2018.
Информация об авторах: Васильев Сергей Анатольевич, д.т.н., доцент, доцент кафедры «Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте» Адрес: ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Россия, 606340, Нижегородская область, г. Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а E-mail: [email protected] Spin-код: 6312-4063
Васильев Алексей Анатольевич, к.т.н., старший преподаватель кафедры
«Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте»
Адрес: ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет»,
Россия, 606340, Нижегородская область,г. Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а E-mail: [email protected] Spin-код: 9603-0270
Затылков Николай Иванович, ассистент кафедры
«Техническое обслуживание, организация перевозок и управление на транспорте»
Адрес: ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет»,
Россия, 606340, Нижегородская область,г. Княгинино, ул. Октябрьская, д. 22а E-mail: [email protected] Spin-код: 1029-0840
Заявленный вклад авторов:
Васильев Сергей Анатольевич: формулирование основной концепции исследования, проведение анализа материалов и формирование выводов, математическое моделирование.
Васильев Алексей Анатольевич: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста. Затылков Николай Иванович: сбор и обработка материалов, оформление результатов исследований.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Borovkov V. S. Ruslovye processy i dinamika rechnyh potokov na urbanizirovannyh territorijah [River Channel processes and dynamics of river flows in urbanized territories], Leningrad, Gidrometeoizdat, 1989, 285 p.
2. Vasil'ev S. A. Matematicheskaja model' dlja prognoza jerozionnyh processov na sklonovyh agrolandshaftah [Mathematical model for prediction of erosion processes on sloping cultivated lands], Vestnik Orenburgskogo gosu-darstvennogo universiteta [Vestnik of the Orenburg state University], 2015, No. 9, pp. 96-100.
3. Vasil'ev S. A. Obosnovanie konstruktivno-tehnologicheskih parametrov profilografov dlja kontrolja meli-orativnyh tehnologij na sklonovyh agrolandshaftah [Substantiation of constructive-technological parameters of the profiling control and reclamation technologies on sloping cultivated lands], Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NIIproblem melioracii [Scientific journal of Russian research Institute of reclamation problems], 2016, No. 4 (24), pp.40-54.
4. Vasil'ev S. A., Maksimov I. I., Alekseev V. V. Opredelenie jekvivalentnoj sherohovatosti stokoformirujush-hej poverhnosti dlja ocenki protivojerozionnyh meroprijatij na sklonovyh zemljah [Determination of the equivalent roughness of the surface stockfarmers to assess erosion control measures on sloping lands], Teoreticheskij i nauchno-prakticheskij zhurnal «Melioracija i vodnoe hozjajstvo» [ Theoretical and scientific-practical journal «Irrigation and water management»], 2014, No. 4, pp. 32-34.
5. Vasil'ev S. A. Razrabotka metodiki proektirovanija protivojerozionnyh meliorativnyh tehnologij na sklo-novyh agrolandshaftah po dopustimomu smyvu pochvy [Development of methodology for the design of anti-erosion ameliorative technology on sloping cultivated lands in the acceptable soil loss], Teoreticheskij i nauchno-prakticheskij zhurnal «Melioracija i vodnoe hozjajstvo» [Theoretical and scientific-practical journal «Irrigation and water management»], 2016, No. 5, pp. 48-51.
6. Vasil'ev S. A. Sovershenstvovanie metodiki proektirovaniya i tekhnicheskih sredstv ocenki protivoehrozion-nyh tekhnologij na sklonovyh zemlyah [Perfection of design methodology and technical means of evaluation of antierosion technologies on slope lands. Ph. D. (Engineering) diss.], Cheboksary, 2006. 161 p.
7. Vasil'ev S. A., Pagunov A. J. Teoreticheskie predposylki analiticheskogo opredelenija smochennogo perimetra stoko-formirujushhej poverhnosti [Theoretical premises of the analytical determination of the wetted perimeter stationery surface], Vestnik Chuvashskogo gosudarstvennogo pedago-gicheskogo universiteta imeni I. J. Jakovleva [Bulletin of the Chuvash state pedagogical University named after I. Y. Yakovlev], 2012, No. 4, pp. 47-50.
8. Vasil'ev S. A. Jenergeticheskij podhod dlja postroenija gidrodinamicheskoj harakteristiki vodnogo potoka na sklonovom agrolandshafte [Energy approach to build the hydrodynamic characteristics of water flow on sloping landscapes], Izvestija Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazo-vanie [Proceedings of lower Volga agrodiversity complex: science and higher professional education], 2015, No. 4, pp.194-200.
9. Zhuravel' V. F. Obosnovanie tehnologii protivojerozionnoj obrabotki pochv s uchetom metodov progno-zirovanija stoka i ispol'zovanija mashinnyh kompleksov [Substantiation of the technology of erosion control soil with methods of flow forecasting, and use of machine complexes], Trudy Stavropol'skogo NIISH [Proceedings of Stavropol research Institute of agriculture], Stavropol', 1982, pp. 78-91.
10. Zaslavskij M. N. Jeroziovedenie. Osnovy protivojerozionnogo zemledelija : ucheb. dlja geogr. i pochv. spec. vuzov [Erosivity. Fundamentals of erosion control agriculture], Moscow, Vysshaja shkola, 1987, 376 p.
11. Zaslavskij M. N. Jerozija pochv i zemledelie na sklonah [Soil erosion and agriculture on the slopes], Kishinev, Kartja Moldovy, 1966, 494 p.
12. Kartashov D. J., Vasil'ev S. A., Alekseev E. P. i dr. Analiz traektorii dvizhenija zub'ev pri sozdanii jeks-perimental'nogo pochvoobrabatyvajushhego rabochego organa [Analysis of the trajectory of the teeth when creating experimental tillage of the working body], Vestnik Chuvashskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta im. I. J. Jakovleva [Bulletin of the Chuvash state pedagogical University I. Y. Yakovlev], 2013, No. 4 (80), Part. 2, pp. 91 -94.
13. Kashtanov A. N., Zaslavskij M. N. Pochvovodoohrannoe zemledelie [Pochvovedenie agriculture], Moscow, Rossel'hozizdat, 1984.
14. Kormshhikov A. D., Maksimov I. I. Issledovanie i vnedrenie orudij dlja bezotval'noj obrabotki pochvy [Investigation and implementation of tools for subsurface tillage], in 2 vol. Vol. 1. Otchet po teme 03.13.9, Gos. reg. No. 79037347; inv. No. B 855422, Cheboksary, 1980, 87 p.
15. Kormshhikov A. D. Mehanizacija obrabotki pochvy na sklonah [Mechanization of soil tillage on slopes], Cheboksary, Chuvashskoe kn. izd-vo, 1981, 128 p.
16. Maksimov I. I., Maksimov V. I., Vasil'ev S. A., Alekseev V. V. Modelirovanie razvitija rusla v podstila-jushhej poverhnosti sklonovyh agrolandshaftov [Simulation of Channel Development on the Surface of Agro-landscapes on Slopes], Pochvovedenie [Eurasian Soil Science], 2016, No. 4, pp. 514-519.
17. Maksimov I. I., Maksimov V. I. Jenergeticheskaja koncepcija jerozionnoj ustojchivosti antropogennyh agrolandshaftov [Energy concept in the erosion resistance of agricultural landscapes to anthropogenic], Cheboksary, Chuvashskaja GSHA, 2006, 304 p.
18. Surmach G. P. Vodnaja jerozija i bor'ba s nej [Water erosion and combat], Leningrad, Gidrometeoizdat, 1976, 254 p.
19. Shvebs G. I. Regulirovanie poverhnostnogo stoka metodom polosnogo mul'chirovanija [Regulation of runoff by the method of strip mulching], Sbornik rabotpo gidrologii [A Collection of papers on hydrology], Leningrad, Gidrometeoizdat, 1967, No. 7, pp. 122-127.
20. Shvebs G. I. Teoreticheskie osnovy jeroziovedenija [Theoretical bases of erosivity], Kiev, Odessa, Vishha shkola, 1981, 219 p.
Submitted 15.03.2018; revised 16.04.2018.
About the authors:
Sergey A. Vasilyev, Dr. Sci. (Engineering), associate Professor of the chair
«Technical service, organization of transportation and management on transport»
Address: Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Russia, 606340, Knyaginino,
Oktyabrskaya st., 22a
E-mail: [email protected]
Spin-kode: 6312-4063
Alexey A. Vasilyev, Ph. D. (Engineering), senior lecturer of the chair
«Technical service, organization of transportation and management on transport»
Address: Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Russia, 606340, Knyaginino,
Oktyabrskaya st., 22а
E-mail: [email protected]
Spin-kode: 9603-0270
Nikolay I. Zatylkov, assistant of the chair «Technical service, organization of transportation and management on transport»
Address: Nizhny Novgorod state engineering-economic University, Russia, 606340, Knyaginino, Oktyabrskaya st., 22а E-mail: [email protected] Spin-kode: 1029-0840
Contribution of the authors: Sergey A. Vasilyev: developed the theoretical framework, analysis of materials; formulated conclusions, mathematical modeling.
Alexey A. Vasilyev: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Nikolay I. Zatylkov: collection and processing of materials, put results of the study.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.20.01 УДК 361.363
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАЗДАЧИ ГРУБЫХ КОРМОВ НА ФЕРМАХ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
© 2018
Павел Николаевич Солонщиков, кандидат технических наук, доцент кафедры технологического и энергетического оборудования ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия», Киров (Россия) Евгений Владимирович Косолапов, кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и электроники ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», Киров (Россия)
Аннотация
Введение: в настоящее время для того чтобы была возможность быстрого возрождения и развития промышленного животноводства, необходимо создать такие условия которые позволяют если не коренным способом, то методом повсеместной модернизация всей материально-технической базы отрасли, при этом используя высокоэффективные системы машин и комплектов технологического оборудования, у которых для каждого уровня зависит от концентрации и специализации ферм, а также их экономического и финансового состояния и, особенно товаропроизводства, с учетом особенностей технологий производства. Таким образом, если не применять современные комплексы машин в животноводстве, будет невозможно решить ни одну из проблем экономического роста. Поэтому внедрение прогрессивных технологий позволит и приведет к увеличению объемов производства, повышению качества продукции, снижению затрат труда, кормов, энергии на получение продукции, получению рентабельности и доходности отрасли, повышению продуктивности животных, охрану окружающей среды, улучшению социальных условий работников.
Материалы и методы: применялись общепринятые методики, а также разработанные авторами. При изучении рабочего процесса кормоприготовительных агрегатов получены аналитические зависимости, позволяющие определить влияние отдельных параметров элементов комплекса на его рабочие характеристики: производительность, энергоемкость, при этом на разных культурах.
Результаты: проведенные экспериментальные исследования позволили подтвердить правильность предположений, что ля каждого материала свойственна своя определенная окружная скорость удара, при которой возникают разрушающие напряжения. Окружная скорость рабочего органа, при которой работа упругости Аупр балки
