Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
GRNTI 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
Most plows are of the small-width, used in personal subsidiary farms, were designed in Soviet times. In addition to the time-tested design, they also have hidden drawbacks that are associated with the aggregation by modern tractors, which are equipped with more wide-profile rear tires. For example, the currently produced modifications of tractors MTZ-80/82, YuMZ-6KL are equipped with tires 15.5R38.0 on the rear axle, the width of which, measured outside its deformation zone, depending on the pressure in them and the service life is about 38.4.. 40.3 cm. When the wheel with the above-mentioned tire is rolling on the furrow, opened by the plow PN 3-35 (the furrow width is 28-30 cm), substantial compaction inevitably occurs, which affects the quality of plowing and the increase in the total traction resistance of the unit. Accordingly, hectare consumption of fuel and lubricants increases. For example, according to theoretical calculations, when the value of the coefficient of bulk soil collapse q0 = 1.0 N/cm3, the traction resistance of the aggregate as a whole increases by 14.7%. We have proposed a modernized plow on the basis of PN 3-35 (patent No.2420938). The design of its frame allows the formation of trapezoidal sections with the first two parts. At the same time, the third frame, broadened by 5 cm, rolls off a layer of rectangular section. The shape of the frames was chosen from the condition of the mass transfer of the soil and the provision of agrotechnical requirements for field surface alignment. A plow was made and pilot tests were carried out. It showed that there is no compacted zone in the furrow, as well as noticeably reduced traction resistance.
plow, compaction, “cylindrical hoof”, section of the formation, section of the formation, ridging
С увеличением площадей личных подсобных хозяйств (ЛПХ) в начале 1990-х годов и внедрением рыночных отношений частные землевладельцы стали замечать скрытые недостатки качества работ пахотных агрегатов на базе колесных тракторов. При предшествующей коллективной форме организации труда на такие существенные моменты просто не обращали внимания. Недостатки заключались в следующем: после вспашки агрегатом МТЗ-80/82 + ПН 3-35 на глубине 0,10…0,25 м остается уплотненный слой почвы вдоль движения агрегата шириной приблизительно 0,15 см. Особенно выделялся такой уплотненный слой при вспашке распространенным плугом ПН 4-30.
Цель исследования – сокращение непроизводительных затрат тягового усилия на уплотнение почвы правыми бороздными колесами пахотного агрегата тракторов класса 30 кН с ПН 3-35 без радикальной модернизации этих плугов.
Задачи исследования:
1) определить оптимальное сечения пласта каждым корпусом плуга для исключения гребнистости поверхности поля, как корпусами плуга, так и смежными проходами, вспаханного экспериментальным плугом;
2) разработать методику проектирования корпусов с удлиненным носком лемеха и последнего корпуса с уширенным отвалом;
3) изготовить экспериментальный плуг для тракторов тягового класса 30 кН и провести опытно-производственные исследования проектированного плуга для подтверждения внедренных решений;
4) определить агротехническое качество вспашки экспериментальным плугом и технико-экономические характеристики агрегата.
Условия, материалы и методы исследований. С целью исследования значимости влияния конструктивных параметров указанных плугов на гребнистость поверхности поля нами был проведен анализ существующих плугов для тракторов класса 30кН. Лемешные плуги ПН 3-35 были разработаны для тракторов Т-40М, Т-40АМ, МТЗ-5ЛС, МТЗ-50/52 и их аналогов с задними шинами размером 11,0´38,0 и 12,0´38,0. Ширина этих шин составляет 0,28…0,30 м, и при перекатывании в процессе вспашки по вскрытой борозде правое заднее колесо незначительно уплотняло разрыхленную почву. Однако современные модификации тракторов МТЗ-80/82, ЮМЗ-6КЛ оснащены шинами 15,5R38,0 на задней оси, на трактора ЛТЗ-55, ЛТЗ-60АВ, ЛТЗ-65Л устанавливаются шины 13,6R38,0. Ширина шин 15,5R38,0, измеренная вне зоны её деформации, в зависимости от давления в них и срока эксплуатации составляет 38,4…40,3см, ширина шин 13,6R38,0 – 34,0…34,5 см (таблицы 1-2). При перекатывании колеса с вышеназванной шиной по вскрытой плугом ПН 3´35 борозде неизбежно существенное уплотнение (рисунки 1-3), что отражается на качестве вспашки и увеличении тягового сопротивления, соответственно, и увеличении погектарного расхода топливо-смазочных материалов.
Для определения приращения сопротивления за счет перекатывания правого ведущего колеса по вскрытой борозде определены конструктивные и технологические параметры, представленные на рисунке 1, согласно которому Н – установленная глубина вспашки; h – высота пласта; В – ширина шины; В1 – ширина борозды на поверхности, В2 – ширина дна борозды; В3 – ширина дна борозды с учетом скатившихся отдельных комков, в – ширина
По Д.А Чудакову [6], в случае одновременной деформации шины и почвы «…затраты на деформацию почвы играют значительно большую роль в общем балансе потерь на качение колеса, чем затраты на деформацию шины». По его же мнению, главным источником снижения сопротивления качению является уменьшение глубины деформации почвы. Учитывая сложность деформационных процессов в шине, в расчетах колесо нами рассматривается жестким.
В формуле Грандвуане-Горячкина [7] для определения тягового сопротивления катка и жесткого колеса в качестве вертикальной силы принимается сила тяжести машины, приходящейся на ось. В рассматриваемом случае вертикальное усилие может быть приравнено реакции уплотненной почвы, которая определяется как произведение смятого объема V на коэффициент объемного смятия q0.
1. http://www.euroagropostavka.ru/catalogue/deutz-fahr/tractors/agrotron_165/AT120-180_RU.pdf
2. http://www.belarus-tractor.com/catalog/tractors/
3. https://stavholding.johndeeredealer.ru/
4. https://lemken.com/ru/obrabotka-pochvy/vspashka/navesnoi-plug/
5. https://ru.kverneland.com/Obrabotka-pochvy/Plugi
6. Chudakov D.A. Osnovy teorii i rascheta traktora i avtomobilya. [Fundamentals of the theory and calculation of the tractor and car]. M.: Kolos, 1972. P. 384.
7. Goryachkin V.P. Sobranie sochineniy. [Collection of articles]. Vol. 3. M.: Kolos, 1968. P. 385.
8. Vygodskiy M.Ya. Spravochnik po vysshey matematike. [Handbook of higher mathematics]. M.: “Dzhangar”, 2001. P. 864.
9. Bronshteyn I.N., Semendyaev K.A. Spravochnik po vysshey matematike dlya inzhenerov i uchaschikhsya vtuzov. [Handbook of higher mathematics for engineers and students of technical colleges]. M.: Nauka, 1986. P. 544.
10. Patent №2640424 RF, MPK A01V 13/14, A01V 15/025. Korpus pluga. [Plow unit]. / Egorov V.P , Toncheva N.N., Samsonov A.N., Petrov A.A., Fedorova I.A., Stepanov S.P.; zayavitel i patentoobladatel - FGBOU VO ChGPU im. I.YA. Yakovleva. №2640424; zayavl. 13.02.2017. Byul. №1 ot 09.01.2018.
11. Patent №2672494 RF, MPK A01V 15/00, A01V 15/08. Korpus pluga. [Plow unit]. / Egorov V.P , Toncheva N.N., Samsonov A.N., Fedorova I.A., Stepanov S.P., Petrov A.A.; zayavitel i patentoobladatel - FGBOU VO ChGPU im. I.YA. Yakovleva. №2672494; zayavl. 18.12.2017. Byul. №32 ot 15.11.2018.
12. Smirnov P.A., Grigorev V.V. K voprosu sovershenstvovaniya vspashki kolesnymi traktorami. // Materialy nauchnoy konferentsii. (On the issue of improving tillage by wheeled tractors. // Proceedings of the scientific conference). Vol. XX. Cheboksary: ChGSKhA, 2005. P. 244-249.
13. Patent №2420938 RF, MPK A01V 13/14, A01V 3/00. Plug dlya traktorov klassa 14-20 kN. [Plow for tractors of 14-20 kN class]. / Smirnov P.A; zayavitel i patentoobladatel - FGOU VPO Chuvashskaya GSKhA. №2420938; zayavl. 08.05.2009. Bul. №17 ot 20.06.2011.
14. Maksimov I.I. Praktikum po selskokhozyaystvennym mashinam: Uchebnoe posobie. [Workshop on agricultural machinery: study guide]. SPb.: Izdatelstvo “Lan”, 2015. P. 416.
15. Plug navesnoy trekhkorpusnyy. / Pasport, tekhnicheskoe opisanie i rukovodstvo po ekspluatatsii. [Three-unit hinged plow. / Passport, technical description and operation manual]. Odessa: Odesskiy z-d selskokhozyaystvennogo mashinostroeniya im. Oktyabrskoy revolyutsii. 1979. P. 32.
