Обоснование параметров и режимов работы комбинированного агрегата для обработки почвы под посев мелкосеменных культур
На правах рукописи
Гилязов Рашид Маратович
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ
КОМБИНИРОВАННОГО АГРЕГАТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ПОЧВЫ ПОД ПОСЕВ МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР
Специальность 05.20.01 – технологии и средства
механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Чебоксары – 2012
Работа выполнена на кафедре «Механизация производства и перера ботки сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВПО «Марийский государ ственный университет».
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Юнусов Губейдулла Сибятуллович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Сахапов Рустем Лукманович доктор технических наук, с.н.с.
Андреев Василий Леонидович
Ведущая организация: Государственное научное учреждение Всерос сийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии)
Защита состоится 2 марта 2012 года в 11 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 220.070.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального обра зования «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 428003, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 29, ауд. 222.
Автореферат разослан «_» 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук Алатырев С.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Работа выполнялась в Марийском государствен ном университете в соответствии с программой РАСХН фундаментальных и приоритетных исследований по научному обеспечению развития агропро мышленного комплекса Российской Федерации на период 2006-2010 гг.
«Разработать высокопроизводительную технику нового поколения для про изводства приоритетных групп продукции растениеводства» (шифр 09.01.02), «Разработать технологии и типовые проекты эффективного использования техники и оборудования в сельском хозяйстве и в сфере производственно технологических услуг» (шифр 09.03.05);
с контекстом Федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федера ции».
Актуальность работы также подтверждается в соответствии с планом программы фундаментальных исследований Российской академии наук на период 2011-2025 гг., пунктом 3.3. «Разработка новых принципов и методов создания машин, машинных и человеко-машинных комплексов с повышен ными параметрами рабочих процессов (скоростей…). Расчетные (с примене нием аналитических и численных методов) и экспериментальные (с приме нением тензометрических методов) исследовании критически важных эле ментов машинных комплексов и человеко-машинных систем для определе ния их базовых параметров…»
Цель работы. Разработка комбинированного агрегата для качествен ной обработки почвы под посев мелкосеменных культур.
Объект исследования. Комбинированный агрегат для обработки поч вы под посев.
Предмет исследования. Закономерности процессов перемещения, крошения почвенного пласта дисковыми и фрезерными рабочими органами.
Влияние их на качество подготовки посевного слоя.
Научную новизну составляют:
- аналитическая зависимость, позволяющая определить оптимальные параметры рабочих органов комбинированного агрегата;
- экспериментальные данные качества подготовки почвы;
- математическая зависимость процесса обработки почвы, позволяю щая оценить изменения тягового усилия комбинированного агрегата и каче ство обработанной поверхности почвы в зависимости от изменения его ре жимов работы.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Разработана конструктивно-технологическая схема комбинированного агрегата для обработки почвы под посев мелкосеменных культур, определе ны оптимальные параметры его рабочих органов.
Материалы проведенных исследований использованы при разработке и изготовлении опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы.
Комбинированный агрегат внедрен в управлении сельского хозяйства Сер нурского муниципального образования «Сернурский муниципальный район»
и в ОАО «Тепличное» Медведевского районов республики Марий Эл.
Теоретическая значимость. Определяется методом оценки теоретиче ской модели при обосновании основных показателей комбинированного аг регата, что характеризует ценностную сторону результатов исследования.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на: международных научно-практических конференциях Марийского госу дарственного университета (2009-2011гг);
республиканском совещании ИТР РМЭ (2010г);
республиканской выставке сельскохозяйственной техники «День поля-2010»;
семинарах в Казанском государственном аграрном уни верситете (2011г);
Instytut Budownictwa, Mechanizacji I Elektryfikacji Rolnict wa, Warszawa (2011г.).
По материалам исследований опубликовано 11 научных работ, в том числе 3- в рекомендованных ВАК журналах.
На защиту выносятся следующие положения:
- разработанная конструктивно-технологическая схема комбинирован ного агрегата;
- оптимальные конструктивно-технологические параметры комбиниро ванного агрегата для предпосевной обработки почвы;
- результаты испытаний опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы;
- уравнение регрессии функционирования комбинированного агрегата для обработки почвы под посев мелкосеменных культур;
- экономическая и энергетическая эффективность использования ком бинированного агрегата для обработки почвы под посев.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа со держит 137 страницы, 4 приложения, 39 рисунков и 11 таблиц. Список лите ратуры включает 158 источников.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит суть выполненной работы и основные положения, выносимые на защиту.
В первом разделе "СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДО ВАНИЙ" проведен анализ технологий предпосевной обработки почвы и тех нических средств для их осуществления, используемых в европейской части РФ. Установлено, что приоритетным является разработка комбинированного агрегата с активными рабочими органами.
Приведены примеры оптимизации параметров МТА. Выбор критерия эффективности при обосновании оптимальных показателей и режимов рабо ты МТА является важным, так как от его выбора зависят результаты работы агрегата, эффективность эксплуатации. Приведены результаты исследований различных ученных в этой области.
В результате проведенного анализа для достижения поставленной цели определены задачи исследования:
- разработать конструктивную схему комбинированного агрегата для подготовки почвы под посев мелкосеменных культур;
- определить оптимальные конструктивно-технологические показатели комбинированного агрегата, путем их оценки из теоретической модели;
- провести полевые и производственные испытания комбинированного агрегата на основе полученных данных определить оптимальные параметры технологического процесса обработки почвы;
- исследовать результаты проведенных испытаний методом математи ческого прогнозирования, построить трехмерные поверхности отклика;
- определить экономическую и энергетическую эффективность исполь зования комбинированного агрегата для обработки почвы под посев мелко семенных культур.
Во втором разделе " ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВ НЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО АГРЕГАТА ДЛЯ ПРЕДПО СЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ " представлено обоснование усовершенст вованной конструктивно-технологической схемы комбинированного агрегата для предпосевной обработки почвы под посев мелкосеменных культур. Рас смотрены вопросы по определению кинематики движения рабочих органов в почвообрабатывающих машинах.
Для определения кинематических характеристик (рисунок 1) сфериче ского диска при центре в точки A, в прямоугольной декартовой системы ко ординат A,Z,Y,X при исходном моменте t=0.
В подвижной декартовой системе координат, у которой основная плос кость совпадает с плоскостью режущей кромки дискового органа, а ось Z – ось вращения, положение некоторой точки U сферического диска определя ется следующими координатами:
Ri;
q(t) и Z1, (1) W (t ) где q(t) = -угол, определяющий положение точки U в момент времени t.
Ri За время t рассматриваемая точка U поверхности диска, вращаясь во круг своей оси с угловой скоростью q и поступательно двигаясь с агрегатом со скоростью W, займет новое положение в пространстве с координатами:
Ri;
i(t) и Z1, t W (t ) cos j где i(t) = q i + dt. (2) Ri Выражая Z1 через параметры сферического диска имеем:
Z 1 = Rк - Rк2 - Ri2, (3) где R к – радиус сферы дискового органа.
Прямоугольные координаты точки U в подвижной системе координат A1Z1Y1X1 через цилиндрические координаты определены системой уравнений:
Z 1 = Rк - Rк2 - Ri2 ;
Y1 = Ri sin a i (t );
(4) X = - R cos a (t ).
1 i i Рисунок 1- Схема кинематических характеристик сферического вырезного диска Уравнения движения точки U поверхности рабочего органа с учетом поступательного движения диска (поворот осей AZ1 и AY1 относительно оси AX на угол 90°-j) после преобразований имеет вид:
Z = W (t ) - Y1 sin(90° - j ) + Z 1 cos(90° - j );
Y = Y1 cos(90° - j ) + Z 1 sin(90° - j );
(5) X = X.
или Z = W (t ) - Ri sin a i (t ) cos j + R к sin j - sin j Rк2 - Ri2 ;
Y = Ri sin a i (t ) cos j + R к sin j - cos j Rк - Ri ;
2 (6) X = - R cosa (t ).
i i Система уравнений (6) дает возможность найти координаты любой точки поверхности рабочего органа, в некоторый момент времени, в приня той системе координат.
Например:
1. При Ri = 0;
Z = W (t ) ;
Y = 0;
X = 0 – правильно.
2. При a i (t ) = 0° ;
Di = R;
X = -R – правильно.
Составляющие скорости воздействия точек поверхности сферического диска на почву определены системой уравнений:
dZ & = We - Ri a i (t ) cos a i (t ) cos j;
WZ = & dt dY = Ri a i (t ) cos a i (t ) sin j;
WY = & (7) dt dX WX = dt = Ri a i (t ) sin a i (t ).
& Модуль абсолютной скорости точки поверхности диска имеет вид:
W = WZ2 + WY + WX.
2 (8) Находим скорость точки рабочей поверхности дискового органа:
W = We2 (t ) + Ri2a i (t ) - 2 We (t ) Ria i (t ) W0 cos a i (t ) cos j.
& & & (9) Находим ускорение точек рабочей поверхности дискового органа в почве:
d 2Z && QZ = 2 = We - Ri a i (t ) cosa i (t ) cos j + Ri a 2 i (t ) sin a i (t ) cos j;
&& & dt d 2Y QY = 2 = Ri a i (t ) cosa i (t ) sin j - Ri a i (t ) sin a i (t ) sin j;
&& &2 (10) dt d2X = Ri a i (t ) sin a i (t ) + Ri a 2 i (t ) cos a i (t ).
QX = && & dt Выразим Ri a i (t ) = j и Ri a i (t ) = w, тогда ускорение точки имеет вид:
&& & 2 Qt = We2 + j 2 + w 2 + 2W (w sin a i - j cosa i ) cos j.
&& (11) В процессе обработки почвы вырезной сферический диск движется с постоянно меняющимся центростремительным ускорением, тогда как ско рость машинно-тракторного агрегата остается постоянной. В случае если факторы влияющие на изменение окружной скорости не значительны то уравнение примет вид:
QN = q 2 Ri (12).
Ускорение точки растет при увеличении расстояния от центра враще ния дискового рабочего органа.
Агротехнический опыт показывает, что основная масса почвы сходит с рабочего органа на уровне его горизонтального диаметра.
Для качественного схода частицы почвы с дискового органа необходи мо, чтобы касательная сила, действующая на частицу почвы, была больше силы трения частицы об почву.
Диаметр диска определяют в зависимости от заданной глубины обра ботки из соотношения (рисунок 2):
D K=, (13) a где K - коэффициент пропорциональности (5…8);
D – диаметр диска;
a – глубина обработки.
Угол наклона образующей конуса заточки к плоскости режущей кром ки:
D w = arctg tgw a, (14) D a где w - угол наклона конуса ;
w a - угол наклона конуса при погружении диска на глубину а;
Da - хорда погружения диска на глубину а.
Из рисунка 2 находим хорду погружения диска на глубину а:
Da = 2 a ( D - a ). (15) Угол наклона образующей конуса заточки к плоскости режущей кром ке на глубине обработки a:
w a = a - De a, (16) где De a - угол заточки при погружении диска на глубину а;
a - угол атаки рабочего органа.
Рисунок 2- Схема к определению диаметра кривизны сферического рабочего диска Угол, характеризующий кривизну рабочей поверхности диска:
j = w - L, (17) где j - угол кривизны рабочей поверхности диска;
L - угол кривизны рабочей поверхности диска при погружении диска на глубину а.
Радиус кривизны рабочей поверхности диска:
D R=, (18) 2 sin j где R - радиус кривизны диска.
Из рисунка 2 видно, что :
De a = a - w a. (19) Из геометрии дискового органа (рисунок 2) определяем:
D w = arcsin a + L. (20) 2R Из выражения (16) величина радиуса кривизны находится в прямой за висимости от диаметра дискового органа, а также оказывает влияние на угол атаки a и угол трения почвы о рабочую поверхность.
Из выражения (13) рассчитаем диаметр вырезного сферического диска:
D = aK, (21) где a = от 8 до 10 см;
K = 5.
Тогда:
Dmin = 5 80 = 400 мм, Dmax = 5 100 = 500 мм.
На основании анализа полученного уравнения, и с учетом эксплуатаци онных условий работы, принимаем диаметр вырезного сферического диска + 450 мм ( 50) мм.
Из рисунка 3 видно что, направление нормали зависит от радиуса кри визны диска.
Абсолютную скорость точки находим из уравнения (8) Vк = Ve2 + V02. (22) Определяем координаты точки из общих уравнений движения (4):
Ri = R ;
wt + g i = 90° ;
( ) X к = - R cos a + sin a Rк - Rк2 - R 2 ;
( ) Yк = R sin a + cos a Rк - Rк - R ;
2 (23) Z = 0, т.е.
к Рисунок 3 - Схема для определения диаметра и радиуса кривизны сферического диска Зависимость нормали от радиуса кривизны диска:
( ) Ve R cos a + sin a Rк2 - R cost =, (24) RкVк где Vк – абсолютная скорость точки.
Если угол между Vк точки и нормалью t заменить через угол трения j и произвести некоторые преобразования, то получим минимальный радиус кривизны диска в следующем виде:
Vк R cosj cosa + sin a 1 - T, Rкmin = (25) T - sin a Vе cos 2 j Vк где T=.
Vе Таким образом, радиус кривизны сферического диска зависит от режи мов его работы, технологических регулировок, диаметра диска и физико механических свойств почвы.
Используя рисунок 4 Попова Г.Ф. минимальное значение заднего угла определяется исходя из двух случаев.
Рисунок 4-Схема определения значения заднего угла фрезерного ножа Первый случай. Так как ширина лезвия значительно меньше радиуса фрезы, для практических расчетов можно sin j г заменить на значение угла j г в радианах и тогда уравнение легко решается относительно j г :
bl jг =. (26) 2 R (l - 1) Для того чтобы затылок ножа не касался трохоиды, необходимо опре делить значение e исходя из условия :
l sin j г tge = tga, (27) l cos j г - где e - угол заточки фрезы.
Второй случай. Максимум угла y наблюдаем при j = arccos(- ) в го l ризонтальном положении. Хорда трохоиды при этом примет вертикальное значение. Допуская, что хорда, равная ширине лезвия делится лучом O1 K 4 на две разные части, находим задний угол:
b sin e 1 =. (28) 1 b 2R 1 - 2 l Rl Из рисунка 5 видно, что угол e1 всегда меньше угла e = a, определяе мого из sin e 1 sin e.
Таким образом, при фрезеровании сверху вниз и заданной ширине лез вия достаточно, чтобы задний угол был принят больше определенного по ра венству (28).
Взаимосвязь основных параметров можно выразить через длину реза ния L, если известны радиус фрезерного барабана R, отношение окружной скорости V0 к поступательной Vм глубина обработки H и число ножей z на диске, тогда:
a1 a L+l 2 L - K 12 sin 2 j dj - L - K 12 sin 2 j dj.
L = 2R (29) l 0 где L – длина линии резания на участках AB (рисунок 4).
Найдем кривизну траектории:
a a 2l j = 90 - 1, 2 или j = 1, 2, K1 = (30) 1+ l 2 где a 1 - угол между вертикалью и радиусом к точке пересечения траектории лезвия с почвой;
a 2 - угол между вертикалью и радиусом, проходящим через вершину гребешка.
H Из рисунка 5 видно, что угол a 1 = arccos(1 - ).
R Таким образом, на основании расчетов Попова Г.Ф. и Матяшина Ю.И.
получено, что диаметр фрезерного барабана должен быть на 13…33% больше заданной глубины фрезерования.
Диаметр фрезерного барабана должен быть наименьшим при условии:
l R = rn2 - S 2 + 2 S H ( S z - H ), (31) p где rn2 - радиус окружности, описываемой выступающими деталями диска;
S - подача ножа ;
z - число односторонних ножей на диске.
Рисунок 5-Схема определения длинны линии резания Из расчетов Матяшина Ю.И., работа фрезы экономичнее при меньших значениях l вследствие повышения производительности и снижения затрат энергии. Однако при низких значениях l увеличивается гребнистость дна.
Поэтому целесообразно l определять по высоте гребней, которая обуслав ливается агротехническими соображениями и по принятому значению ножей z на окружности ротора.
На рисунке 6 обозначим: a1 a1/ - путь ножа в переносном движении, a1 a - путь точки ножа в относительном движении, a a1/ - абсолютное пере движение ножа, s - угол характеризующий высоту гребня:
h s = 2 arccos(1 - r ), (32) R где hr - высота гребня.
Рисунок 6- Схема определения гребнистости дна Перемещение ножей может быть выражено как произведение скорости машины VM на время поворота фрезы на угол (b 2 - s ) :
(b - s ) VM = t = VM 2. (33) w Выразив b 2 (рисунок 6) через количество ножей z D (2p + sz ) l=. (34) 2 z hr (2 R - hr ) На основании расчетов Попова Г.Ф. и Матяшина Ю.И. находим макси мумы и минимумы диаметра фрезерного барабана:
80 мм - 33% x min = 240 мм, (35) x min - 100% 100 мм - 13% x max = 770 мм.
(36) x max - 100% Таким образом, при обработке почвы комбинированным агрегатом с фрезерным рабочим органом на глубину от 8 до 10 см и исходя из агротех нических требований, принимаем диаметр фрезерного барабана 360 мм.
В третьем разделе "ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕН ТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ" приведена программа экспериментальных исследований, составленная в соответствии с поставленными задачами, пред ставлена лабораторно-полевая установка, описаны использованные приборы и оборудование, общепринятые и частные методики.
Экспериментальные исследования проводились на основе положений и методик, для проведения исследований и лабораторно-полевых испытаний.
Исходя из методики исследования и теоретического обоснования, определена следующая программа экспериментальных исследований:
- проведение сравнительных исследований различных агрегатов для предпосевной обработки почвы;
- оценка эффективности функционирования усовершенствованной кон структивно-технологической схемы комбинированного агрегата для предпо севной обработки почвы;
- определение оптимальных параметров и режимов работы комбиниро ванного агрегата для обработки почвы под посев мелкосеменных культур;
- определение энергетических показателей работа комбинированного агрегата для обработки почвы под посев мелкосеменных культур.
Полевые исследования проводились в два этапа. Первый этап экспериментов (полевой) был посвящен сопоставлению трех изменяющихся факторов: изменение угла атаки дисковых ножей, варьирование глубины обработки почвы и скорости движения агрегата.
Второй этап экспериментов направлен на изучение физико механических свойств почвы характерных для мелкосеменных культур. В ча стности, определяли макроагрегатный состав, и влажность почвы весовым методом. Пробы брали почвенным буром в пяти точках диагонали зачетного участка, при использовании различных параметров работы комбинированно го агрегата.
Рисунок 7 - Комбинированный агрегат для подготовки почвы под посев мелкосеменных культур:1 - несущая рама, 2 – ре дуктор, 3 – кронштейн крепления вала фрезы, 4 – фреза «Г» образная, 5 – кронштейн батареи сферических дисков, 6 – сферические диски, 7 – гидроцилиндр, 8 – кронштейн крепления опорных колес, 9 – опорное колесо, 10 – вал привода редуктора, 11 – корпус подшипника, 12 – кардан Экспериментальные исследования проводились в соответствии с дей ствующими ГОСТами, ОСТами и общепринятыми методиками испытаний машин для предпосевной обработки почвы. Статистическую обработку ре зультатов и построение поверхностей отклика моделей регрессии выполняли на персональном компьютере в программе Statistica 6.
На рисунке 7 представлена конструктивно-технологическая схема комбинированного агрегата.
Агрегат работает следующим образом: дисковые ножи 6 под дейст вием сил тяжести и скорости движения МТА заглубляются в почву. Вырез ные сферические диски начинают крошить пласт и перемешивать почву с растительными остатками. Под действием сил инерции отделившиеся части цы отбрасываются назад, по ходу движения агрегата, на фрезерные ножи 4.
В след за дисками установлен фрезерный барабан. Ротационные рабо чие органы 4, приводится в движение от вала отбора мощности трактора, че рез карданный вал 12, вал привода редуктора 10, редуктор 2, и цепную пере дачу 13. Фрезерные рабочие органы 4 значительно улучшают измельчение почвы, пожнивных остатков и улучшают крошение почвенного пласта, соз давая на поверхности мульчированный слой. На несущей раме 1 крепится гидроцилиндр 7, который через кронштейн 8, поднимает опорные колеса для перевода орудия в транспортное положение.
Глубина обработки почвы рабочими органами регулируется с помо щью регулировочного винта прицепного устройства и опорных колес.
В четвёртом разделе " РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ " изучено влияние основных конструктивно-технологических параметров рабочих ор ганов комбинированного агрегата на энергоёмкость и качество выполнения предпосевной обработки почвы.
Таблица 1- Уровень факторов и интервалы варьирования Интервал Уровень фактора Обозначе- Название фактора, едини варьирова ния ца измерения ния -1 0 Угол атаки дисковых но 0 4 8 жей (°) x Глубина обработки H (см) 8 9 10 x Скорость агрегата (км/ч) 8 9 10 x В качестве активных факторов (таблица. 1) приняли: угол атаки (°) дисковых рабочих органов, глубина обработки почвы H(см) и скорости дви жение агрегата (км/ч). За критерии оптимизации приняли усилие на крюке Pкр(кН) и макроагрегатный состав почвы (%).
Реализуя матрицу плана Бокса-Бенкина при n = 3 для нахождения ко ординат оптимума тягового усилия Pкр(кН), были получены адекватные уравнения регрессии:
Ye = 134,4242 + 1,0467 x1 - 19,9556 x 2 - 12,3899 x 3 + 0,0224 x1 x 2, (37) - 0,1515 x1 x 3 + 2,0597 x 2 x 3 - 0,0585 12 + 0,3494 2 + 0,4698 3 YРкр = -63,3526 - 0,7362 x1 - 0,1785 x 2 + 14,0264 x 3 + 0,3449 x1 x 2 (38) - 0,2867 x1 x3 + 0,92 x 2 x 3 - 0,0197 x12 + 0,4723 x 22 - 0,1767 x 32.
Выявлено что, оптимальными являются следующий режим работы аг регата: угол атаки сферических дисков =4 градуса, глубина обработки поч вы H=8см, рабочая скорость агрегата =10 км/ч. Макроагрегатный состав почвы составил 87,03%.
Таким образом, предложенный комбинированный агрегат для поверх ностной обработки почвы под посев мелкосеменных культур обеспечивает за один проход орудия необходимый мульчирующий слой. Качество обрабо танной почвы отвечает высоким агротехническим требованиям, в результате чего достигаются дружные и крепкие всходы.
В пятом разделе " ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРО ВАННОГО АГРЕГАТА " приведены результаты сравнительных испытаний опытного образца агрегата для обработки почвы и ротационного беспривод ного рыхлителя РБР-4А. По результатам испытаний произведён расчёт эко номической и энергетической эффективности от применения опытного об разца агрегата.
Удельные энергозатраты при использовании опытного образца агрегата для предпосевной обработки почвы составляют - 442 МДж/га, а уровень ин тенсификации технологической операции в сравнении с базовым вариантом соответственно - 22%.
Годовой экономический эффект от внедрения опытного образца агре гата для предпосевной обработки почвы по сравнению с базовым равен 170729 руб.
ВЫВОДЫ Разработана конструктивная схема комбинированного агрегата 1.
для подготовки почвы под посев мелкосеменных культур, включающая пассивные рабочие органы – вырезные сферические диски с регулировкой угла атаки от 0 до 8° и активные рабочие органы – фрезерный барабан с Г образными ножами.
Путем теоретического моделирования определены оптимальные 2.
конструктивно-технологические параметры комбинированного агрегата:
+ - диаметр вырезных сферических дисков 450 мм ( 50) мм;
- диаметр фрезерного барабана с Г-образными ножами 360 мм.
Получены аналитические зависимости, позволяющие оценить характе ристики движения дисковых рабочих органов (9), (11) и фрезерных рабочих органов (25) в почве.
Проведенные полевые испытания на дерново-подзолистых поч 3.
вах по стерне горохо-овсяной смеси показали, что оптимальными являются следующие параметры работы агрегата:
- угол атаки вырезных сферических дисков 4 градуса, - глубина обработки почвы от 8 до 10 см, - рабочая скорость движения агрегата 10 км/ч.
При ширине захвата орудия 3м с трактором тягового класса 1,4 кН.
Получены уравнения регрессии (37), (38) работы комбинирован 4.
ного агрегата, на основании которых построены трехмерные изображения поверхности отклика.
Энергозатраты составляют 442 МДж/га, а уровень интенсифика 5.
ции технологической операции в сравнении с базовым вариантом 22%. Годо вой экономический эффект от внедрения агрегата для предпосевной обработ ки почвы составляет 170729 руб. при сроке окупаемости 2,25 года, (в ценах 2011 г.).
Основные положения диссертации изложены в следующих работах В журналах рекомендованных ВАК 1. Юнусов, Г.С. Комбинированный агрегат для предпосевной подготовки поч вы/ Г.С. Юнусов, Р.М Гилязов, А.В. Майоров // Вестник Казанского ГАУ. – 2011. - №1 (19) - С.113-115.
2. Юнусов, Г.С. Исследования работы комбинированного агрегата для предпо севной подготовки почвы под посев мелкосеменных культур / Г.С. Юнусов, А.Р. Валиев, Р.М Гилязов, А.В. Майоров // Вестник Казанского ГАУ. – 2011.
- №2 (20) - С.112-114.
3. Юнусов, Г.С. Оценка эффективности комбинированного агрегата для пред посевной подготовки почвы / Г.С. Юнусов, А.Р. Валиев, Б.Г. Зиганшин, Р.М. Гилязов// Достижения науки и техники АПК.– 2011. №7 - С.70-72.
Статьи в материалах конференции 4. Юнусов, Г.С. Применение дисковых рабочих органов для поверхностной обработки почвы / Г.С. Юнусов, И.И. Попов, Р.М Гилязов // Актуальные во просы совершенствования технологии производства и переработки продук ции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Матер. Междунар. науч. практ. конф. Йошкар-Ола: Марийский гос. ун-т, 2009. Вып. 11. - С. 211-212.
5. Юнусов Г.С. Машины для подготовки почвы под посев / Г.С. Юнусов, И.И.
Попов, Р.М Гилязов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. Йошкар-Ола: Марийский гос.
ун-т, 2009. Вып. 11. - С. 267-270.
6. Юнусов Г.С. Технические средства и условия для подготовки почвы под посев / Г.С. Юнусов, Л.А. Долгирев, Р.М Гилязов // Актуальные вопросы со вершенствования технологии производства и переработки продукции сель ского хозяйства: Мосоловские чтения: Матер. Междунар. науч.-практ. конф.
Йошкар-Ола: Марийский гос. ун-т, 2010. Вып. 12. - С. 134-136.
7. Юнусов Г.С. Комбинированный агрегат для подготовки почвы под посев мелкосеменных культур / Г.С. Юнусов, Р.М Гилязов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сель ского хозяйства: Мосоловские чтения: Матер. Междунар. науч.-практ. конф.
Йошкар-Ола: Марийский гос. ун-т, 2010. Вып. 12. - С. 136-137.
8. Юнусов Г.С. Комбинированный агрегат для предпосевной подготовки почвы / Г.С. Юнусов, Р.М Гилязов, Waclaw Romaniuk // Актуальные вопросы со вершенствования технологии производства и переработки продукции сель ского хозяйства: Мосоловские чтения: Матер. Междунар. науч.-практ. конф.
Йошкар-Ола: Марийский гос. ун-т, 2010. Вып. 13. - С. 218-219.
9. Гилязов Р.М. Исследования состава почвы после обработки комбинирован ным агрегатом / Р.М. Гилязов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мо соловские чтения: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. Йошкар-Ола: Ма рийский гос. ун-т, 2010. Вып. 13. - С. 220-221.
10. Yunusov G.S. Ocena agrotechniczna agregatu przedsiewnego przygotowania gleby /G.S. Yunusov, R.M. Gilyazov, A.V Mayorov. // Problemy intensyfikacji produkc ji zwierzecej z uwzglednieniem poprawy struktury obszarowej gospodarstw pod zinnych, ochrony srodowiska I standardow ue: Marijskij Panstwowy Uniwersytet:
XVII Miedzynarodowa Konferencja Naukowa.-Warszawa, 2011.- Pr. 284-287.
11. Yunusov G.S. // Badania agregatu do przygotowania gleby pod sianie drobbych nasion /G.S. Yunusov, R.M. Gilyazov, A.V Mayorov. // Problemy intensyfikacji produkcji zwierzecej z uwzglednieniem poprawy struktury obszarowej gospo darstw podzinnych, ochrony srodowiska I standardow ue: Marijskij Panstwowy Uniwersytet: XVII Miedzynarodowa Konferencja Naukowa.-Warszawa, 2011.- Pr.
288-291.
Лицензия ИД №06434 от 10 декабря 2001 г.
Подписано к печати 26.01.2012 г. Формат 60х84/16.
Усл.печ. л. 1, 0. Тираж 100. Заказ № 2379.
Отпечатано в ООП ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет»
424001, г.Йошкар-Ола, пл.Ленина, 1.