Kazan, Kazan, Russian Federation
To reduce the negative impact of carriers of machine and tractor units on the ground and to save labor costs, it is necessary to introduce minimum tillage by combining process steps and the use of combined units. At acquisition of combined tillage machine we took into account the technical parameters of instruments and machine’s performing in a single pass such operations, as loosening the soil, making the desired mulching layer, leveling, cutting of crop stubblies and mixing them with the ground, a complete cycle of farming operations in preparing the soil for planting. Researches with methods of extreme experiments planning were conducted. As an active factors are taken: the angle of attack α (°) disk working units, tillage depth H (cm) and the speed of unit movement υ (km/h). An effort no the hook Rkr (kN) and makro-aggregate composition of the soil ε (%) are adopted for the optimization criteria. A working speed of tool makes significant impact on the driving force at operation of milling working units with a rotating speed n=250 revolutions per minute and width B=3 m. Changing the angle of attack of disk working units from 0 to 8 degrees does not cause a significant increase in the draft resistance. This is evident when you install angles, close to 0° and a minimum movement speed of the aggregate. The following operation modes of the tool are optimum: the angle of attack of the spherical disks α=4 degrees, tillage depth is H=8 cm, operating speed of the aggregate u=10 km / h. At the same time the macro – aggregate soil composition is 87.03%. The proposed technology of surface soil cultivation for planting of small-seeded crops is the least energy-intensive, so the energy intensity of 1 hectare of soil, cultivated by combined aggregate with a tractor MTZ-80 under the following conditions: H = 8 ... 10 cm, B = 3 m, υ = 2.7 m/c on medium loamy soil is 442.13 megajoule per hectare, which is to 22% less than that of the base case unit T-150K + RBR-4A
combined tool, rotary cutter, rotor, pulling force, angle of attack, power consumption, cost-effectiveness.
Как показывает отечественная и зарубежная практика, применение минимальных технологий обработки почвы дает ощутимые результаты. Например, в США свыше 50 га пашни обрабатывается по почвозащитным технологиям с минимальной обработкой почвы. При этом особое значение имеет применение ротационных рабочих органов и комбинированных машин.[1,2,3,6,8] Однооперационные машины требуют большого количества проходов машинно-тракторных агрегатов по полю, что ведет к уплотнению почвы, а также к нарушению оптимальных агротехнических сроков ее подготовки к посеву. [7,9,10,11]Поэтому, для снижения отрицательного воздействия ходовых систем машинно-тракторных агрегатов на почву и снижения энергетических и трудовых затрат необходимо внедрять минимальную обработку почвы за счет совмещения технологических операций и применения комбинированных агрегатов.[4,5,7]Условия, материалы и методы исследования. При комплектовании комбинированного почвообрабатывающего агрегата были учтены технические параметры орудия и условия выполнения машиной за один проход таких операций, как рыхление почвы, создание необходимого мульчирующего слоя, выравнивание, подрезание пожнивных остатков и перемешивание их с землей, то есть полный цикл агротехнических операций при подготовке почвы под посев.Экспериментальные исследования по изучению влияния различных рабочих органов агрегата на качество предпосевной обработки почвы под посев мелкосеменных культур и ее энергоемкость проводили на лабораторно-полевой установке (рисунки 1,2).Дисковые ножи 6 (рисунок 2) и фрезерные барабаны, состоящие из Г-образных ножей (рисунок 3), опускаются на поверхность поля. После выбора необходимой передачи агрегат приводится в движение, при этом под действием сил тяжести и скорости дисковые ножи и фрезерный барабан заглубляются на установленную глубину.Г-образные ножи начинают крошить почву и перемешивать с растительными остатками. Под действием сил инерции большие комки отбрасываются назад, по ходу движения агрегата, на фрезерные ножи 4. Ротационные рабочие органы 4 (Г-образные ножи) приводятся в движение от вала отбора мощности трактора, через карданный вал 12, вал привода редуктора 10, редуктор 2 и цепную передачу 13 (рисунок 1). Фрезерные батареи 4 значительно улучшают измельчение почвы, пожнивных остатков и улучшают крошение почвенного пласта, создавая на поверхности мульчированный слой. На несущей раме 1 крепится гидроцилиндр 7, который через кронштейн 8 поднимает опорные колеса 9 для перевода орудия в транспортное положение.Глубина обработки почвы рабочими органами регулируется с помощью регулировочного винта прицепного устройства и опорных колес.Анализ и обсуждение результатов исследований. В качестве тягового средства используется трактор МТЗ-80. Расположение Г-образных ножей вслед за дисковыми батареями значительно снижает энергетические затраты на срезание, рыхление пласта и перемешивание зеленой массы с почвой, а также предотвращает обволакивание ротационных рабочих органов. Это благотворно влияет на ножи ротора и приводной механизм агрегата, что позволяет не только снизить экономические затраты, но и увеличить срок службы орудия.Анализ и обсуждение результатов исследований. С целью оптимизации параметров комбинированного агрегата были проведены исследования методами планирования экстремальных экспериментов. В качестве активных факторов приняли: угол атаки α (°) дисковых рабочих органов, глубину обработки почвы H (см) и скорость движения агрегата υ (км/ч) (табл.1). За критерии оптимизации приняли усилие на крюке Pкр (кН) и макроагрегатный состав почвы ε (%).
1. Al´t V.V. Kontseptsiya razvitiya pochvoobrabatyvayushchikh mashin i sposob snizheniya zatrat na glubokuyu obrabotku pochvy. V.V. Al´t, S.G. Shchukin, V.A. Val´kov, M.A. Nagayka / Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2015. - № 9. - S 68-71.
2. Valiev A.R. Agrotekhnicheskaya otsenka novogo sposoba bezotval´noy obrabotki erozionno-opasnykh pochv. A.R. Valiev, Yu.I. Matyashin, R.I. Safin / Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2010. - № 9. - S 56-58.
3. Valiev A.R. Energoresursosberegayushchie tekhnicheskie sredstva dlya adaptivnykh sistem obrabotki pochvy / Vysokotekhnologicheskoe importooperezhenie pri vozdelyvanii sel´skokhozyaystvennykh kul´tur, vosstanovlenii senokosov i pastbishch. Podgotovka spetsialistov dlya proektirovaniya, sozdaniya i vnedreniya importooperezhayushchey innovatsionnoy tekhniki v sel´skokhozyaystvennoe proizvodstvo: Materialy vyezdnogo zasedaniya Byuro sektsii mekhanizatsii, elektrifikatsii i avtomatizatsii Otdeleniya s/kh nauk RAN. - Kazan´: Izdatel´stvo Kazanskogo GAU, 2015. - S. 143-151
4. Kashapov I.I. Energosberegayushchie tekhnologii v APK / I.I. Kashapov, B.G. Ziganshin, N.A. Korsakov, A.R. Valiev. Aktual´nye problemy energetiki APK: materialy VI mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. - Saratov: OOO «TseSAin», 2015. - S.88-90.
5. Kashapov I.I. Energosberezhenie i energoeffektivnost´. Perspektivy razvitiya v Rossii i mire / I.I. Kashapov, A.A. Mustafin, B.G. Ziganshin, N.A. Korsakov. Trudy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Agrarnaya nauka XXI veka. Aktual´nye issledovaniya i perspektivy». - Kazan´, 2015. - S. 175-181. ISBN:978-5-905201-10-3.
6. Mukhametshin I.S. Sovershenstvovanie sposobov i mashin dlya predotvrashcheniya vodnoy erozii na sklonakh / I.S. Mukhametshin, F.F. Mukhamad´yarov, A.R. Valiev. Nauka molodykh - innovatsionnomu razvitiyu APK: materialy mezhdunarodnoy molodezhnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Chast´ 1. - Ufa: Bashkirskiy GAU, 2016. - S.251-259.
7. Shenyavskiy A.L. Minimal´naya, nulevaya i drugie sposoby obrabotki pochvy / A.L. Shenyavskiy. - M.: VINTISKh, 1965. - 86 s.
8. Yunusov G.S Issledovanie parametrov i rezhimov raboty kombinirovannogo agregata dlya obrabotki pochvy pod posev melkosemyannykh kul´tur / G.S. Yunusov , R.M. Gilyazov , A.V.Mayorov , I.I Popov - MarGu , 2012.- 103s.
9. Yunusov G.S. Komplektovanie kombinirovannykh agregatov dlya podgotovki pochvy i metodika opredeleniya energozatrat / G.S. Yunusov. - Yoshkar-Ola: TsNTIPiR, 1992. - 4
10. Yunusov G.S. Otsenka effektivnosti kombinirovannogo agregata dlya predposevnoy podgotovki pochvy. G.S. Yunusov, B.G. Ziganshin, A.R. Valiev, R.M. Gilyazov / Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2011. - № 7. - S 70 - 72.
11. Yunusov G.S. Otsenka effektivnosti kombinirovannykh pochvoobrabatyvayushchikh agregatov - G.S. Yunusov , M.M Akhmadeeva , A.V. Mikheev// Trudy XVI Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii.- Novosibirsk , , TsRNS , 2016 - S.26-31
