Совершенствование конструкции рабочего органа плоскореза-глубокорыхлителя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Совершенствование конструкции рабочего органа плоскореза-глубокорыхлителя

Введение

глубокорыхлитель почва трактор

Изменение строения пахотного слоя, вызванное механической обработкой, обеспечивает наиболее благоприятные условия для протекания биологических, физико-химических, физических процессов в почве, а содержание в ней кислорода и влаги положительно влияет на реакцию почвенного раствора, усиливая активность микрофлоры [1]. Уплотнение почвы является серьезной проблемой, оно характеризуется разрушением структуры, изменением пористости, воздухопроницаемости, влажности и т.д. Переуплотнение приводит к потере плодородия почвы и, в конечном итоге, к нарушению экологии агроэколандшафтов [1, 2, 3].

У почв обычно разделяют три слоя: пахотный горизонт, плужная подошва и подпахотный горизонт (слой ниже плужной подошвы).

При систематической вспашке на одну и ту же глубину, в результате давления опорных плоскостей плужных корпусов, образуется плужная подошва, которая препятствует развитию корневой системы, ведет к нарушению водно-воздушного режима питания растений, что в конечном итоге способствует потере гумуса, а ухудшение физических свойств почвы приводит к эрозии.

Для разуплотнения плодородного слоя и плужной подошвы без оборота пласта и повреждения стерни используются глубокорыхлители.

Целью наших исследований явилась разработка конструкции и обоснование основных параметров рабочего органа глубокорыхлителя.

Основная часть

Проведенный патентный поиск показал, что известны рабочие органы для глубокой обработки почвы, включающие ножевые стойки с закрепленным на них лемехом [4].

Однако они имеют незначительную ширину захвата, а увеличение ширины захвата за счет увеличения количества рабочих органов увеличивает массу и энергоемкость.

Известен рабочий орган для обработки почвы, включающий наклоненные относительно друг друга симметричные ножевые стойки и соединяющий их в нижней части лемех [5].

Недостатком этого рабочего органа является значительная энергоемкость и низкое качество работы при рыхлении на большую глубину, так как происходит прессование почвы из-за того, что действие сил резания не доходит до свободной поверхности почвы.

Известен рабочий орган для обработки почвы, имеющий ступенчатые стойки, площадки которых имеют в продольном сечении клинообразную форму с переменным углом заострения, а стойки каждой последующей ступени выполнены с переменным углом наклона [6].

Недостатком этого рабочего органа является низкое качество рыхления из-за непроработки ее в верхней ступени, особенно в ее центральной части.

В Московском государственном университете природообустройства (теперь Российский государственный аграрный университет им. К.А. Тимирязева) разработан оригинальный глубокорыхлитель [7], предназначенный для рыхления почвы на глубину до 0,6м, использование которого позволит повысить качество рыхления почвы, разрушить подпахотный уплотненный слой и снизить энергоемкость процесса обработки.

При безотвальной технологии взамен зяблевой и весенней вспашек, глубокое рыхление почвы на склонах и паровых полях применяют для послеуборочного рыхления и предпосевной обработки стерневых и мульчированных агрофонов, заплывших почв, а также для обработки залежных земель и кормовых угодий, виноградников и садов. Предлагается применять глубокорыхлитель с лемехами (рисунок 1) с периодичностью обработки почвы один раз в 3-4 года.

Выбор времени для глубокой обработки уплотнённых почв определяется ротацией культур. Вместе с тем лучше, чтобы глубокая обработка проводилась осенью после уборки урожая и до наступления сезона дождей для аккумуляции влаги.

При обработке почвы можно использовать один, два или три рабочих органа. К основным параметрам предлагаемого двухступенчатого двухрядного глубокорыхлителя можно отнести: углы резания лемеха нижней b1 и верхней b2 ступеней; b3 - углы резания лемеха второго ряда стойки; д1 - углы резания нижних боковых стоек; д2- углы резания верхних боковых стоек; д3 - углы резания нижних боковых стоек второго ряда стойки; ширина лемехов нижней и верхних ступеней (с1 и с2); углы разворота стоек относительно оси продольного движения (b1 и b2).

Влияние перечисленных параметров на тяговое усилие и процесс рыхления почвы практически не изучено.

Проведение исследований “классическим способом” - изменение одного фактора при постоянстве остальных требует большого числа опытов, что занимает много времени и малоэффективно. Использование моделирования для исследований значительно сокращает сроки испытаний и существенно снижает материальные затраты. Моделирование заключается в исследовании моделируемого объекта на специально сформированной модели, которая подобна оригиналу [8].

Исследования проводились по схеме полного многофакторного эксперимента. В качестве переменных факторов были приняты глубина рыхления, влажность, твердость почво-грунта (характеризует его плотность) и углы установки рабочего органа. В качестве параметров оптимизации были приняты два показателя: тяговое сопротивление движению рабочего органа рыхлителя FС и качество рыхления Крых, которое оценивалось на первом этапе величиной вспученности пласта разрыхляемого грунта по центральной продольной оси.

Проведенные полевые испытания показали:

1. по основным технико-эксплуатационным параметрам глубокорыхлители удовлетворительно агрегатируются с основными отечественными пахотными тракторами:

2. одномодульный глубокорыхлитель (типа ГР-0,5.1) - с тракторами тяговых классов 1,4 (МТЗ-82, Беларус-921, Т-70В и Т-70С);

3. двухмодульный глубокорыхлитель (типа ГР-0,5.2) с тракторами тяговых классов 3-5, (гусеничные: ДТ-75 ДЭС4, Т-150, Т-250, Беларус-2103; колесные: Беларус-2103, 2022, 2522, 2822, 3022, 3023);

4. трехмодульный глубокорыхлитель (типа ГР-05.3) - с тракторами тягового класса 7- 10, (К-702, К-745, Т-170).

5. Однообразие качественных и энергетических показателей фронтальных глубокорыхлителей обеспечивается на различных типах почв, в условиях умеренного и недостаточного увлажнения.

6. Двухступенчатый двухрядный объёмный глубокорыхлитель рекомендуется использовать при агрегатировании с тракторами класса 3…10 для разрушения в основном «плужной подошвы».

7. В зависимости от тягового класса трактора навесное рабочее оборудование может включать один или три рабочих органа (модуля), расположенных в шахматном порядке (два спереди, один сзади).

Заключение

Разработана оригинальная конструкция и обоснованы основные параметры рабочего органа двухступенчатого двухрядного глубокорыхлителя, использование которого позволит повысить качество рыхления, разрушить подпахотный уплотненный слой и снизить энергоемкость процесса обработки почвы.

Литература

1. Кушнарев, А.С. Механико-технологические основы обработки почвы / А.С. Кушнарев, В.И. Кочев. - Киев : Урожай, 1989. - 144 с.

2. Романюк, Н.Н. Снижение уплотняющего воздействия на почву вертикальными вибродинамическими нагрузками пневмоколесных движителей : дис. … канд. техн. наук: 05.20.03, 05.20.01 / Н.Н. Романюк. - Минск: 2008. - 206л.

3. Орда, А.Н. Эколого-энергетические основы формирования машинно-тракторных агрегатов : дис. …д-ра техн. наук : 05.20.03 / А.Н. Орда. - Минск, 1997. - 269 л.

4. Авторское свидетельство SU 376040, A 01 B 39/16, 04.73.

5. Авторское свидетельство SU 704488, A 01 B 13/16, 12.79.

6. Авторское свидетельство SU 810102, A 01 B 13/16, 03.81.

7. Глубокорыхлитель: патент № 2150183 РФ, МКИ А01В13/08, А01В13/16/ Н.К. Теловов, Ю.Г. Ревин, В.С. Казаков /; заяв. 04.1999; опубл. 10.06.2000.

8. Баловнев, В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. - М. : Машиностроение, 1994. - 432 с.

9. Практикум по мелиоративным машинам / Ю.Г. Ревин [и др.]. - М.: Колос, -

10. Эксплуатация машинно-тракторного парка: учеб. пособие для с.-х. вузов / А.П.Ляхов [и др.]; под ред. Ю.В. Будько. Минск: Ураджай, 1991. - 336с.

Размещено на Allbest.ru