ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ПОЧВЫ ПО РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДИСКОВОГО КУЛЬТИВАТОРА
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Представлены результаты теоретических исследований дискового культиватора, рабочие органы которого состоят из двух плоских дисков, наклоненных друг к другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Расстояние между верхними передними кромками дисков больше, чем между нижними задними. При движении дисков в почве пласт защемляется между ними, отрывается от дна борозды, поднимается незначительно вверх и укладывался обратно в борозду в разрыхленном состоянии. Основными конструктивными и регулировочными параметрами рабочего органа являются угол наклона дисков γ, расстояние между дисками d и радиус дисков R. Целью данной работы является теоретическое исследование процесса движения пласта почвы в междисковом пространстве и обоснование конструктивных и регулировочных параметров разработанного дискового культиватора. На основании методов теоретической механики исследованы условия отделения частиц почвы от основного монолита и их движение по рабочей поверхности дисков. Получены уравнения, описывающие траектории движения частиц почвы с учетом конкретных почвенных условий, характеризуемых основными механическими параметрами почвы, а также в зависимости от параметров рабочего органа и глубины обработки почвы. По результатам решения этих уравнений установлено, что в процессе работы на глубине до 16 см, при расстоянии между дисками d = 0,15…0,20 м, углах наклона дисков γ = 6…90 и радиусе дисков R = 0,25 м, пласт почвы будет гарантированно отрываться от монолита, приподниматься до высоты выше горизонтальной оси дисковых рабочих органов и сходить с междискового пространства. При этом с одной стороны, достигается предельное значение относительной деформации почвы в обрабатываем слое, обеспечивается ее разрушение и крошение, а с другой – исключается перекидывание частиц почвы вперед и забивание рабочих органов дискового культиватора.

Ключевые слова:
обработка почвы, дисковый культиватор, ротационное орудие, деформация почвы, траектория движения почвы, энергоемкость.
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Ротационные орудия с дисковыми рабочими органами широко применяются для поверхностной обработки почвы при возделывании сельскохозяйственных культур по различным технологиям. Они обладают рядом преимуществ, которые делают их предпочтительными в сравнении с другими орудиями, предназначенными для выполнения той же операции. Это простота конструкции, меньшая энергоемкость, более высокая технологическая надежность, относительно низкий износ рабочих органов и др. [1, 2, 3, 6, 8].

Однако, как показывает анализ исследований в этой области, все еще не полностью используются потенциальные возможности дисковых рабочих органов. В России и во многих других передовых странах Европы, США, Канаде активно проводятся исследования по разработке и совершенствованию почвообрабатывающих орудий на основе дисковых рабочих органов [4, 5, 7, 9]. Так, в процессе работы сферических дисковых рабочих органов, которые получили наибольшее распространение для поверхностной обработки почвы, отделение обрабатываемого слоя почвы от монолита и его крошение в большей степени происходят за счет деформаций сжатия и изгиба. В то же время, сопротивление деформации сжатия требует наибольшего усилия, а деформации разрыва – наименьшего. Например, если принять сопротивление разрыву почвы за 1, то сопротивление деформациям сжатия, сдвига и изгиба будут соответственно равны 13, 2 и 10. То есть, в зависимости от типа и влажности почвы, временное сопротивление сжатию почти в 13…20 раз больше, чем временное сопротивление разрыву, и в 2…3 раза больше сопротивления сдвигу [10]. Из этого следует, что наиболее рациональным при обработке почвы является использование деформаций растяжения и сдвига.

Учитывая вышеизложенное, нами разработан культиватор, рабочие органы которого состоят из двух плоских дисков, наклоненных друг к другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях так, что расстояние между верхними передними кромками дисков было больше, чем между нижними задними [11, 12]. При движении дисков в почве пласт защемляется между ними, отрывается от дна борозды, поднимается незначительно вверх и укладывался обратно в борозду в разрыхленном состоянии. В процессе работы дисков происходит разрушение и отрыв обрабатываемого слоя от основного монолита за счет растягивающих деформаций.

Цель исследования. Целью данной работы является теоретическое исследование процесса движения пласта почвы в междисковом пространстве и обоснование конструктивных и регулировочных параметров разработанного дискового культиватора.

 

Список литературы

1. ВалиевА.Р., ЗиганшинБ.Г., Мухамадьяров. Ф.Ф. Современные почвообрабатывающие машины: регулировка, настройка и эксплуатация. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2015.-180 с.

2. Матяшин Ю.И., Зиганшин Б.Г., Валиев А.Р. и др. Техническое обеспечение инновационных технологий в растениеводстве. - Казань: Изд-во Казанского ГАУ, 2009. - 220 с.

3. Калинин А.Б., Врублевский В.Д., Смелик В.А., Теплинский И.З. Основные тенденции развития технического оснащения отраслей растениеводства сельхозпредприятий Северо-запада РФ // Материал международного агропромышленного конгресса «Крупный и малый бизнес в АПК: роль, механизмы взаимодействия, перспективы». - Спб.: Ленэкспо, 2009. - С.123.

4. Vilde A. Up-to-date trends in soil tillage engineering. [31.03.2011]. Available at: http://www.pan-ol.lublin.pl/wydawnictwa/TMot3/Vilde2.pdf.

5. Coolman F. Developments in Dutch Farm Mechanization: Past and Future. Agricultural Engineering International: the CIGR Journal of Scientific Research and Development. Vol. IV. Wageningen, the Netherlands, 2002,pp. 1-10.

6. Калинин А.Б. Современные культиваторы для почвосберегающих технологий // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. - 2006. - № 9. - С.12-15.

7. Джабборов Н.И., Добринов А.В., Эвиев В.А., Федькин Д.С. Основы повышения энергоэффективности технологических процессов и технических средств обработки почвы. - Элиста: Калмыцкий государственный университет им. Б.Б. Городовикова, 2016. - 168 с.

8. Джабборов Н.И., Добринов А.В., Федькин Д.С. Агроэкологические принципы формирования зональной системы обработки почвы // Региональная экология. - 2015. - № 5(40). - С. 23-27.

9. Sarauskis E, Masilionyte L, Romaneckas K, Kriauciuniene Z, Jasinskas A. The effect of the disc coulters forms and speed ratios on cutting of crop residues in no-tillage system. Bulg J AgriSci 19. 2013, pp. 620-624.

10. Панов И.М., ВетохинВ.И. Физические основы механики почв. - Киев: Феникс, 2008. - 266 с.

11. Патент № 2552364 РФ, МПК 7 А01В 35/28. Ротационный культиватор / Валиев А.Р., Зиганшин Б.Г., Низамов Р.М. и др. - Заявлено 03.02.2014. Опубл.10.06.2015. Бюл. №16.

12. Патент № 2520124 РФ, МПК 7 А01В 21/08, 23/00, 35/28. Ротационное орудие для поверхностной обработки почвы / Валиев А.Р., Зиганшин Б.Г., Низамов Р.М. и др. - Заявлено 26.11.2012. Опубл. 20.06.2014. Бюл. № 17.

13. Valiev A., Muhamadyarov F. Study of soil stratum deformation by disc cultivator // Engineering for rural development: Proceedings of 15thIntrnational Scientific Conference. Jelgava: LatviaUniversityofAgriculture, 2016. Vol. 15, pp. 1378-1385

Войти или Создать
* Забыли пароль?