CC BY
8
УДК 311.2: 631.333.7
А. А. Загорулько
РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ УДАРНО-ИМПУЛЬСНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ
ПОЛТАВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ
A. A. Zagorulko
RESULTS OF LABORATORY AND FIELD TESTS OF THE SHOCK AND PULSE WORKING BODY FOR LOCAL APPLICATION OF FERTILIZERS
POLTAVA STATE AGRARIAN ACADEMY
Приведена методика проведения и результаты лабораторно-полевых испытаний ударно-импульсного рабочего органа для внутрипочвенного локального внесения удобрений под многолетние травы. Определяющим параметром при проведении испытаний было тяговое сопротивление. Измерялось оно при разных значениях скорости движения, частоты и амплитуды колебаний ударно-импульсного рабочего органа.
Ключевые слова: энергосбережение, ударно-импульсный рабочий орган, колебания, тяговое сопротивление, почва.
The technique of carrying out and results of laboratory and field tests of shock and pulse working body for intra soil local application of fertilizers for long-term herbs is given. Traction resistance was defining parameter when carrying out tests. It was measured at different values of movement speed, frequency and amplitude of fluctuations of the shock and pulse working body.
Keywords: energy saving, shock and pulse working body, fluctuations, traction resistance, soil.
Анна Андреевна Загорулько
Anna Andreevna Zagorulko старший преподаватель E-mail: [email protected]
Вопросы энергосбережения имеют весомое значение во всех современных разработках и усовершенствованиях. Отрасль сельского хозяйства не является исключением, особенно если речь идет об энергоемких технологических операциях обработки почвы. Доказано, что внутрипочвенное локальное внесение удобрений под многолетние травы второго-третьего года выращивания дает возможность существенно увеличить урожайность зеленой массы при последующих укосах. При этом за счет разуплотнения почвы, улучшаются водный и воздушный режимы развития растений [1].
Технологическая операция прорезания канавки в почве является наиболее энергетически затратной частью технологии локального внесения жидких удобрений в почву. Таким образом, задачей исследований являлась разработка и испытание ударно-импульсного рабочего органа для прорезания канавки в почве [2] и определение его рациональных конструктивных параметров и оптимальных режимов работы.
На базе Полтавской государственной аграрной академии изготовлена специальная установка, с помощью которой были проведены полевые испытания ударно-импульсного рабочего органа [3].
Основной целью разработки данной конструкции являлось повышение эффективности обработки почвы
под многолетними травами путем уменьшения тягового сопротивления за счет ударно-импульсного характера движения рабочего органа в почве. Определение оптимальных конструктивных и технологических параметров, а именно: угла заточки лезвия ножа (а, град. ), его толщины (а) и ширины (Ь) см, а также частоты (£ Гц) и амплитуды (х мм) его ударно-импульсных колебаний.
Методика проведения. Лабораторно-полевые исследования проводились на полях опытного хозяйства «Юбилейный» с помощью экспериментальной установки (рисунок 1). Зачетный участок поля 100 м размечался метками через каждые 10 м. Влажность и твердость почвы определялись по методике, разработанной по ГОСТ 20915-75.
а)
б)
Рисунок 1 - Лабораторно-полевая установка для проведения экспериментальных исследований ударно-импульсного рабочего органа: а) секция с приводом ударно- импульсного рабочего органа; б) общий вид установки
Диапазоны изменения значений конструктивных и технологических параметров приведены в таблицах 1 и 2.
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2013
33
Таблица 1 - Конструктивные параметры ударно-импульсного рабочего органа
Название параметра Значение Размерность Диапазон значений
Ширина b см 10-12
Длина ножа l см 30
Глубина обработки c см 15-17
Толщина ножа a см 2-3
Угол заточки а град. 22-42
Таблица 2 - Технологические параметры ударно-импульсного рабочего органа
Название параметра Значение Размерность Диапазон значений
Частота f Гц 5-20
Амплитуда x мм 15-30
Скорость ударов рабочего органа u = Xffl м/с 0,02-0,7
Частота f Гц 0-45
Мощность гидромотора привода N кВт 2
Рабочая скорость движения v км/час 10-12
Определяющим параметром при проведении испытаний было тяговое сопротивление. Измерялось оно с помощью динамометра РТТК-АФИ при разных значениях скорости движения, частоты и амплитуды колебаний ударно-импульсного рабочего органа.
В результате проведения экспериментальных исследований были получены энергетические показатели резания грунта ударно-импульсным рабочим органом на разных технологических режимах работы агрегата. Обработка полученных данных прово-
дилась с использованием программного обеспечения Microsoft Excel, для построения поверхностей использована Statistica 6.0. После определения граничных условий по каждому фактору, согласно агротехническим требованиям, надежности конструкции и экономической эффективности, были получены результативные данные. На их основе проведена сравнительная характеристика разработанного ударно-импульсного рабочего органа, прототипа и пассивного ножа.
. 1200 Q800 в 400
I ■
I 1ÛG0 ] BÛ0 ]600 I 400
В)
Рисунок 2 - Зависимость тягового сопротивления Р (Н) от конструкционных и технологических параметров: а) зависимость тягового сопротивления Р (Н) от частоты ударов f (Гц) и угла заточки ножа а (град.); б) зависимость тягового сопротивления Р (Н) от амплитуды ударов ха, мм и угла заточки ножа а (град.); в) зависимость тягового сопротивления Р (Н) от частоты ударов f (Гц) и скорости движения агрегата V (м/с); г) зависимость тягового сопротивления Р (Н) от амплитуды ударов х (мм) и скорости движения агрегата V (м/с).
Из анализа полученных данных установлено, что оптимальными параметрами ударно-импульсного рабочего органа являются ширина Ь = 11 см; толщина
ножа a = 2,5 см; угол заточки лезвия а = 32° да x = 20 мм; частота f = 3-5 Гц.
амплиту-
Таблица 3 - Сравнительная характеристика разработанного ударно-импульсного рабочего органа (УИРО), прототипа и пассивного ножа
Варианты Тяговое сопротивление на 1 рабочий орган, Н
Прототип КУ - 3 850-1200
Пассивный рабочий орган (без колебаний) 1100-1800
Предлагаемый УИРО 600-1100
Выводы. Экспериментально установлено, что значение тягового сопротивления находится в пределах допустимого варьирования результирующей силы Б , необходимой для эффективного резания почвы. Это значение было получено в теоретических расчетах при численном моделировании процесса резания ударно-импульсным рабочим органом [4].
Такой диапазон полученных экспериментальным путем рациональных параметров позволит сократить энергоемкость процесса прорезания канавки для внутрипочвенного локального внесения удобрений, повысить урожайность многолетних кормовых культур и снизить себестоимость их выращива-
ния. Также ударно-импульсный рабочий орган можно использовать в экологическом земледелии для поверхностной безотвальной обработки почвы.
Список литературы
1 Белов Г. Д., Дьяченко В. А. Механизация локального внесения минеральных удобрений: науч. изд. - Минск: Ураджай, 1977. - 79 с.
2 Пат. 85136 Украша МПК А 01 С 23/00. Комб> нований робочий орган для шдживлення багаторiч-них трав рщкими добривами / I. I. Мельник, А. А. Бо-родай; заявник та власник Нацюнальний аграрний ушверситет. - № 200706010; заявл. 30.06.2007; опубл. 25.12.2008, Бюл. №24.
3 Пат. 84370 Украша МПК А 01 В 59/00, А 01 В 63/00. Пристрш для енергетичних дослщжень робо-чих оргашв грунтообробних машин в польових умо-вах / I. I. Мельник, А. А. Бородай; заявник та власник Нацюнальний аграрний ушверситет. - № 200706011; заявл. 30.06.2007; опубл. 10.10.2008, Бюл. №19.
4 Загорулько А. А. Математичне моделювання процесу вiбро-iмпульсного рiзання грунту // Вюник ПДАА. - 2013. - Вип. 7. - С. 55-56.
УДК 631.3:636
Н. И. Запорожец, С. М. Кривонос
КОМБИНИРОВАННОЕ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ
ПОЛТАВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРАРНАЯ АКАДЕМИЯ
N. I. Zaporozhets, S. M. Krivonos THE COMBINED SOIL-CULTIVATING TOOL POLTAVA STATE AGRARIAN ACADEMY
Представлена конструкция комбинированного почвообрабатывающего орудия с активными рабочими органами игольчатого типа, особенностью которых есть возникновение «подталкивающего» усилия, которое уменьшает тяговое сопротивление орудия. За счет этого появляется возможность использовать для агрегатирования этого орудия с тракторами, имеющими мощный двигатель и уменьшенную сцепную массу.
Ключевые слова: почвообрабатывающее орудие, активные рабочие органы, тяговое усилие, трактор, тяговое усилие, режим работы.
The design of the combined soil-cultivating tool with active working bodies of the needle type is presented. Its particular feature is emergence of "pushing" effort which reduces the traction resistance of the tool. At the expense of it there is an opportunity to use aggregating this tool with the tractors having the powerful engine and the reduced coupling weight.
Keywords: soil-cultivating tool, active working bodies, traction effort, tractor, traction effort, operating mode.
Николай Иванович Запорожец
№ко1ау 1уапоу1сИ 7аропмЬе18 кандидат технических наук, доцент
Станислав Михайлович Кривонос
Stanislav Mikhaylovich Krivonos старший преподаватель
Введение. Перспективным направлением дальнейшего развития механизации обработки почвы является совмещение операций путем применения комбинированных орудий. В настоящее время нашли широ-
кое применение орудия с пассивными рабочими органами (РВК-3,6; АПК-2,5 и т. д.), которые обеспечивают высокое качество обработки почвы, но имеют значительную металлоемкость и низкую маневренность.
