Повышение качества внутрипочвенного внесе- ния твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке почвы пу- тем совершенствования параметров пневмоме- ханического тукораспределительного
На правах рукописи
Новохатский Виктор Михайлович
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВНУТРИПОЧВЕННОГО ВНЕСЕ-
НИЯ ТВЕРДЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПРИ
ОСНОВНОЙ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЧВЫ ПУ-
ТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОМЕ-
ХАНИЧЕСКОГО ТУКОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙ-
СТВА
Специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации
сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Волгоград 2009 2
Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении про фессионального образования «Волгоградская государственная сельскохозяй ственная академия» (ФГУ ВПО ВГСХА)
Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Шапров Михаил Николаевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Абезин Валентин Германович кандидат технических наук, профессор Плешков Евгений Николаевич Ведущее предприятие - ФГОУ ВПО «Азово – Черноморская государст венная агроинженерная академия»
Защита состоится 8 июня 2009 года в 12 часов на заседании диссертаци онного совета Д 220. 008.02 при ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 400002, г. Волгоград, пр. Универ ситетский, 26.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО ВГСХА
Автореферат разослан 29 апреля 2009 г. и размещен на сайте http://www.vgsha.ru
Ученый секретарь диссертационного совета Ряднов А.И.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Обработка почвы Волгоградской области базирует ся на расширении объёмов выполнения почвозащитных, влаго- и энергосберега ющих технологий. Особый интерес при этом вызывает вопрос, касающийся способов внесения удобрений.
Для получения в зоне степей Волго–Донского междуречья оптимально устойчивых урожаев вспашку необходимо проводить, в основном, безотваль ную, чтобы оставалась на поле стерня, задерживающая влагу и препятствую щая выдуванию верхнего слоя почвы.
Если обеспечение растений азотом на этих почвах не является пробле мой, так как соли аммония и нитратов являются легкоподвижными по глуби не, то внесение малоподвижного трудноусвояемого растениями фосфора в виде малорастворимых фосфатов требует непосредственного их внесения в корнеобитаемый (10…30см) слой почвы с достаточной его влагообеспечен ностью.
Существующие культиваторы-плоскорезы малопригодны для примене ния на светло-каштановых почвах Волгоградской области. Они не могут обеспечить необходимое рыхление почвы с оставлением стерни и внесения в подпахотный горизонт равномерно - распределенного по ширине захвата слоя минеральных удобрений.
В связи с этим актуальной является проблема повышения качества вну трипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной без отвальной обработке почвы.
Цель исследований – повышение качества внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной безотвальной обработке поч вы путем совершенствования пневмомеханического тукораспределительного устройства.
Объект исследования - конструкция плуга–удобрителя, тукораспреде лительное устройство и твердые минеральные удобрения.
Научная гипотеза - равномерность распределения удобрений достига ется за счет использования энергии воздушного потока и особенностей конструкции тукораспределительного устройства.
Предмет исследований - конструктивные параметры тукораспредели тельного устройства, влияющие на неравномерность распределения мине ральных удобрений.
Методика исследований. Изучение физико-механические свойств и гранулометрического состава используемых твердых минеральных удобре ний, планирование многофакторного эксперимента, использование стандарт ных программ из пакета MathCAD 7,0 и Microsoft Office 2007 для статистиче ской обработки опытных данных.
Научную новизну работы составляют:
- математическая модель процесса распределения частиц удобрений по ширине захвата рабочего органа, позволяющая прогнозировать значение не равномерности их внесения в зависимости от параметров тукораспредели тельного устройства;
- рациональные конструктивные параметры и работа применяемой пневмомеханической тукораспределяющей системы, позволяющей равно мерно распределять твердые минеральные удобрения по ширине захвата ра бочего органа.
Практическую значимость представляют: плуг-удобритель с безот вальными корпусами, дооборудованными тукораспределительным устрой ствами, позволяющих вносить минеральные удобрения при основной безот вальной обработке почвы.
Апробация работы: Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско преподавательского состава (2008, 2009 гг.), молодых ученых (2006, 2007, 2008 гг.) и теоретическом семинаре факультета механизации сельского хозяй ства ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная ака демия».
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано работ общим объемом 2,93 печатных листов, из них лично автору принадле жит 1,6 печатных листов, в том числе 1 работа в центральной печати. Полу чен патент РФ на изобретение № 2328102 и положительное решение о выдаче патента заявка № 2008117217/12(019698).
На защиту выносится:
- конструктивно-технологическая схема плуга-удобрителя с безотвальными корпусами, дооборудованными тукораспределительным устройствами, позво ляющих вносить минеральные удобрения при основной безотвальной обра ботке почвы;
- математическая модель, описывающая движение частиц удобрений по ту кораспределительному устройству и их распределение по ширине захвата ра бочего органа;
- результаты лабораторных исследований тукораспределительного устрой ства;
- физико-механические свойства удобрений;
- результаты полевых испытаний плуга–удобрителя;
- экономическое обоснование проекта.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, включает в себя введение, 6 глав, выводы, библиогра фический список и приложения. Список литературы состоит из 106 наимено ваний. Работа содержит 65 рисунков, 8 таблиц и 4 приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит краткое обоснование актуальности темы исследова ния, общую характеристику диссертационной работы и основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе рассмотрены современные способы внесения твердых ми неральных удобрений. Приведены агротехнические аспекты технологического процесса внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений.
В результате анализа научных работ А.Ф. Пронина, Н.С. Авдонина, М.Б. Гиллис, В.Е. Булаева, Б.А. Нефедова, ведущих научно–исследователь ских организаций и по результатам собственных исследований,существую щих технологий и технических средств для внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений одновременно с основной обработкой поч вы, можно сделать следующие выводы:
1. Для получения в зоне рискованного земледелия оптимально устойчи вых урожаев сельскохозяйственных культур, вспашку необходимо проводить в основном безотвальную, для сохранения на поле стерни, задерживающей влагу и уменьшающей эрозию почвы. Отвальная вспашка должна быть пери одической для заделки органических удобрений и механической борьбы с сорняками.
2. Внесение малоподвижных фосфорных туков в корнеобитаемый слой почвы позволяет улучшить минеральное питание на всех фазах развития рас тений.
3. Существующие культиваторы-глубокорыхлители малопригодны для применения на светло-каштановых почвах. Они не могут эффективно рых лить почву с оставлением стерни и внесением в подпахотный горизонт равно мерно-распределенного по ширине захвата слоя минеральных удобрений.
4. К стойке СибИМЭ, создающей хороший пахотный слой на каштано вых и светло–каштановых почвах, нет приспособления для внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений.
В связи с изложенным сформулированы следующие задачи исследова ний:
- разработать конструкционно–технологическую схему плуга – удобри теля, оборудованного стойками СибИМЭ с приспособлением для внутрипоч венного внесения основной дозы твердых минеральных удобрений;
- определить и исследовать основные факторы, влияющие на процесс распределения удобрений тукораспределительными устройствами (внутри почвенного внесения) по ширине захвата рабочего органа;
- дать теоретическое обоснование конструктивных параметров туко распределительного устройства к стойке СибИМЭ для внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений;
- установить зависимость между конструктивными параметрами разра ботанного тукораспределительного устройства и качественными показателя ми процесса распределения удобрений;
- провести лабораторную и производственную проверку конструкций и дать им технико–экономическую оценку.
Во второй главе приведены результаты теоретических исследований.
Для реализации предлагаемого подхода нами была разработана конструктивно–технологическая схема плуга–удобрителя, состоящего из рамы 1 плуга ПЛП 6 – 35 (рис. 1), опорного колеса 2 с почвозацепами и регу лятором глубины, рабочих органов 3, двух бункеров для удобрений 4 с дис ковыми дозаторами 5, механизма привода дозаторов удобрений 6 и негнета теля воздушного потока 7 с гидроприводом 8.
За основу рабочего органа 3 взята стойка СибИМЭ, сзади которой уста новлен удобритель с подходящими к нему воздуховодом 9 и тукопроводом 10.
Удобритель, крепящийся к стойке 1 (рис. 2), включает: смеситель 2, направитель 3 с полуконусом 4, трубку–распределитель 5 и отражатель 13, установленный за полуконусом 4.
Смеситель имеет патрубки 6 и 7 для подвода соответственно воздуха и туков, а внизу – расширение 8 под направитель 3, который имеет левую и правую направляющие плоскости, а в центре внизу – полуконус 4, приварен ный к задней пластине 9 направителя. Своим острием направитель 3 входит в расширение 8 снизу смесителя и закреплен там с помощью шпильки. Удобри тель прикреплен болтами снизу к смесителю и башмаку рабочего органа 10.
Он включает сверху защитную пластину 11, а под ней трубку-распределитель 5.
Снизу башмака на расстоянии 1/3…2/3 ширины захвата лемеха от поле вой доски расположен почвоуглубитель 12 для местного разрушения плуж ной подошвы.
1 – рама плуга, 2 – опорное колесо, 3 – рабочий орган, 4 – бункер для удобрений, 5 – дис ковый дозатор, 6 – привод дисковых дозаторов, 7 – вентилятор, 8 – гидромотор, 9 – возду ховод, 10 – тукопровода, 11 – карданная передача, 12 – цепная передача, 13 – конический редуктор, 14 – вал привода.
Рисунок 1 - Конструктивно–технологическая схема плуга–удобрителя При движении плуга вращение от опорного колеса 2 (рис. 1) через кар данную 11 и цепную передачи 12, а также конический редуктор 13 и вал при вода 14 передается на дисковые дозаторы 5, которые подают удобрения дву мя потоками к удобрителям рабочих органов 3. Туда же нагнетаются по шлангам воздушные потоки от вентилятора 7, приводимого в действие гидро мотором 8.
1 – стойка, 2 – смеситель, 3 – направитель, 4 – полуконус, 5 – трубка – распределитель, 6 и 7 – трубки для подвода воздуха и туков, 8 – расширение, 9 – пластина направителя, – башмак рабочего органа, 11 – защитная пластина, 12 – рыхлитель, 13 – отражатель.
Рисунок 2 - Схема рабочего органа плуга–удобрителя Таким образом, несущей средой удобрений в нашем случае является воздух. Воздушный поток подается из патрубка в смеситель, где он подхва тывает удобрения, подаваемые из тукопровода, и транспортирует к направи телю. Определяющим фактором, влияющим на скорость частиц удобрений в конце смесителя, является скорость воздушного потока.
Для расчета потерь скорости потока по длине смесителя используется уравнение Бернулли для установившегося движения идеальной, несжимае мой жидкости. Потеря скорости является причиной падения статического давления на выделенном участке, которое будет соответствовать потерям p напора.
hw Полные потери напора выражаются суммой потерь напора по длине и на местные сопротивления :
hwдд hw hw = hwдд +. (1) hwм Уравнение Бернулли в нашем случае примет вид:
V22 V32 V32 lV + + =, (2) пов 2 2 2g 2dg где - скорость воздушного потока в начале смесителя м/с;
- скорость V V воздушного потока в конце смесителя м/с;
- коэффициент сопротивления трения по длине;
l - длина смесителя, м;
d - диаметр смесителя, м;
g - уско рение силы тяжести, м/с: - плотность воздуха, кг/м;
- коэффициент сопротивления повороту.
Рисунок 4 - Схема для определения коэффициента восстановления при 1 – полуконус;
косом ударе о поверхность направителя 2 – параболический направитель.
Рисунок 3 - Направитель Минуя смеситель, двухкомпонентный поток попадает на направи тель, состоящий из конической и параболической частей (рис. 3). Ударя ясь, частицы удобрений отражаются от поверхности направителя, изменя ют свою скорость и приобретают необходимую траекторию движения в го ризонтальной плоскости.
Параболическая поверхность выбрана вследствие того, что она обла дает следующими преимуществами:
По своей длине имеет различную кривизну, что позволит 1.
изменять скорость частиц удобрения после контакта с ней.
2. Параболическую поверхность можно поворачивать в про странстве, изменяя направление движения частиц удобрений.
Частицы удобрения ударяются о поверхность параболического направителя и отскакивают от него в трубку–распределитель.
направлена под углом падения к об Скорость тела до удара Vп щей нормали N и поверхности. После удара тело отскакивает от неподвиж ной поверхности со скоростью под углом отражения к общей нор V мали N (рис.4).
Для того чтобы определить скорость отраженной частицы в горизонтальной плоскости, проведем ось, перпендикулярно скорости Ox падения. Проекция скорости отражения на ось будет опреде Vп Vо Ox ляться следующим образом:
Vox = Vo cos | |, (3) где - угол между скоростью отражения и осью.
Ox При этом = | 90 0 |.
Выразим через коэффициент восстановления k, получим:
Vо Vox = k вVп cos | 90 0 |. (4) Рассмотрим два частных случая движения частиц удобрений после контакта с поверхностью параболического направителя (рис. 5).
Пусть частица контактирует с параболическим направителем в точке () A1. Для того чтобы частица беспрепятственно долетела до трубки-рас пределителя (не контактируя с поверхностью смесителя) необходимо вы полнение следующего неравенства:
(90 + ) ( A1 A4 A2 ), (5) ( ) A4 - () A2 - () A где крайняя точка смесителя;
проекция на смеситель.
При этом установлено, что при 80 0 направление скорости гранул после ударов приближается к плоскости отражения. Таким образом, части цы после контакта будут двигаться по поверхности параболического направителя.
Рисунок 5 - Схема удара частицы удобрения о параболическую по верхность направителя В случае, когда частица удобрений ударяется о поверхностью пара () А болического направителя в точке она имеет некоторую скорость от носительно оси Ox.
При этом z 4 = ax 2, (6) координата по оси x в точке контакта частицы удобрений с пара где x2 болическим направителем.
Путь частицы в горизонтальной плоскости после удара о поверх ность параболического направителя определятся следующим образом:
2z L0 = Vox t 0 = Vox. (7) g При движении частицы удобрения от направителя до крайней точки ширины захвата рабочего органа на нее действует силы сопротивления среды и сила трения качения. Таким образом, необходимая кинетическая энергия частицы E к.н., должна быть меньше или равна суммы работ, за трачиваемых воздушным потоком на разгон частицы Aв.п. и собственной кинетической энергии частицы удобрений :
E ox E.. A.. + E ox. (8) Необходимая кинетическая энергия определяется как сумма кинети ческой энергии E к.д., необходимой для транспортировки частицы удобре ния до крайней точки ширины захвата рабочего органа и работы сил тре ния качения Aт.к. :
E к.н. = E к.д. + Aт.к.. (9) В нашем случае mч MI 2 g E к.д. =, (10) 4z где mч - масса частицы удобрения, кг;
- расстояние от края прямоли z нейной части пластины до дна борозды, м;
MI - путь частицы от края труб ки-распределителя до дальней точки ширины захвата рабочего органа.
Работа силы трения качения определяется из следующего уравнения:
АМ F Aтр.к. = (11) LdL.
тр.к.
Здесь AM - путь пройденный частицей удобрения по прямолинейной ча сти трубки-распределителя;
L - путь частицы, м.
Для того чтобы частица удобрений, сошедшая с поверхности правой части параболического направителя, долетела до крайней точки ширины захвата рабочего органа, необходимо, чтобы воздушный поток имел опре деленную скорость, которая компенсирует сопротивление воздушной сре ды при её полете.
Для правой части трубки-распределителя расход воздуха будет опре деляться следующим образом:
S 2Q Q2 =, (12) S где - площадь поперечного сечения смесителя, м;
S2 - площадь смеси S теля, занимаемая правой частью параболического направителя, м;
Q полный расход воздуха м/с.
Выходя из смесителя, поток поворачивает и внезапно расширяется.
Потеря напора при повороте hw1 :
V hw1 =. (13) пов 2g Здесь - скорость воздушного потока за поворотом, м/с. Таким образом, V подставив значение потери напора в уравнение Бернулли, получим следу ющее выражение:
V V32 = V42 +. (14) пов g При переходе потока из смесителя в трубку–распределитель проис ходит его внезапное расширение. При этом справедливо отношение:
S 2V V5 =. (15) S Здесь S 21 - площадь поперечного сечения трубки–распределителя, м;
V скорость воздушного потока после внезапного расширения в трубке-рас пределителе, м/с.
Для компенсации потери скорости воздушного потока по длине трубки-распределителя она имеет переменное сечение. При этом расход по Q длине трубки постоянный. Изменение расхода будет зависеть от из S 21.
менения площади поперечного сечения трубки-распределителя Пло щадь поперечного сечения трубки–распределителя уменьшается в зависи мости от длины AM щели и её высоты при постоянной скорости воз h душного потока.
Площадь щели на длине на длине участка AM равна:
(16) S 21 = h4 AM.
Q2 = V5 S 21, Согласно закону газодинамики: соответственно Q2 = V5 S 21.
Площадь поперечного сечения трубки–распределителя в ее кон S d = це будет равна: S 22. Диаметр трубки–распределителя на конце ее длины определяется следующим образом:
S 21 h4 AM. (17) d2 = После выхода воздушного потока из щели его скорость падает, а струя расширяется. Принимаем, что струя плоская. Максимальная ско рость на оси плоской струи уменьшается вдоль струи по следующей зави симости:
1,2V V6 =, (18) aMI + 0, b - максимальная скорость на оси струи, м/с;
a - коэффициент, ха где V рактеризующий влияние турбулентности струи на ее расширение;
- по b = 0,5h4 ), лувысота выходного сечения струи ( b0 м.
Для основного участка струи используем формулу, полученную Шлихтингом для избыточной относительной скорости:
1, z0 z = V6 1 b, (19) V61 - скорость в точке на расстоянии z от струи м/с;
где b1 - высота струи, V м.
Частица летит с высоты на длину MI. Траектория движения ча z стицы удобрения после схода с трубки–распределителя описывается урав MI = az 0.
нением: Зная величину отрезка MI, при котором скорость по V длине струи принимает среднее значение, определяем среднее значение высоты z на пути от края трубки–распределителя до дна борозды.
Работа воздушного потока на разгон частицы будет определяться следующим образом:
S ч чV MI Aв.п. = (20) LdL, ч где - площадь поперечного сечения частицы удобрения, м;
плот Sч ность удобрений, кг/м.
Собственная кинетическая энергия частицы определяется по E ox формуле:
mчVox E ox =. (21) В третьей главе изложены общие и частные методики проведения экспериментальных исследований.
Определялся гранулометрический состав удобрений, коэффициент трения качения и коэффициенты восстановления при прямом и косом уда ре частиц удобрений о различные материалы. В качестве исследуемых удо брений нами был выбран аммофос.
Для построения математической модели процесса внесения удобре ний был реализован многофакторный эксперимент, в котором для реализа ции исследований в области оптимума был выбран предельно насыщенный план второго порядка (план Рехтшафнера). Основные управляемые факто ры, влияющие на равномерность распределения,- скорость воздушного по тока (м/с), расстояние от полуконуса до отражателя X 2 (м), смещение X направителя относительно центра смесителя X 3 (м). Критерием оптимиза ции в процессе проведения опыта, по которому оценивался процесс, явля лась неравномерность распределения удобрений по ширине захвата рабо чего органа - (%).
Y Изучение влияния параметров удобрителя на равномерность распре деления удобрений проводилось в лабораторных условиях в почвенном канале при помощи специальной установки (рис. 6).
Она состоит из тележки, на которой закреплены туковысевающий аппарат АТД-2 и вентилятор с электроприводом. Стойка СибИМЭ с туко распределительным устройством установлена на балке.
Рисунок 6 - Лабораторной установка для исследования работы тукораспре делительного устройства Равномерность распределения удобрений определялась по двум ме тодикам:
1. Предварительные эксперименты проводились следующим об разом: на липкую ленту, укладывался шаблон, поделенный на «зоны рас пределения» (рис. 7).
Рисунок 7 - Определение Рисунок 8 - Распределение неравномерности распределения удобрений в противни частиц удобрений при помощи шаблона.
На каждой «зоне распределения» подсчитывалось количество частиц удобрений. Зная гранулометрический состав удобрения, определяли сум марную массу частиц на всей «зоне распределения». Шарина захвата ра бочего органа была поделена на 9 зон по 0,04 м.
2. Многофакторный эксперимент. Взвешивание удобрений попав ших на отдельные противни (рис. 8) согласно ГОСТ 28714 – 90.
В четвертой главе представлены результаты экспериментальных ис следований.
Они показали, что частицы удобрения аммофоса имеют форму близ кую к шару и отличаются по своим размерам.
Массовая доля фракции, % 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Диаметр частиц, мм Рисунок 9 - Зависимость массовой доли фракции частиц удобрений от их диаметра Из графика (рис. 9) видно, что массовая доля частиц одного диаметра неодинакова. Имеется два ярко выраженных экстремума (2,5 и 4 мм), что говорит о преобладании частиц двух диаметров.
Средний коэффициент трения качения для частиц удобрений аммо фоса по неокрашенной стали составил 0,049 – 0,053. По окрашенной стали 0,047 – 0,051. По органическому стеклу 0,043 – 0,047.
Коэффициент восстановления частиц удобрений зависит не только от состояния поверхностей тел, но и от скорости удара (рис. 10).
0, 0, 0, восстановления восстановления 0, Коэффициент Коэффициент 0,4 0, 0,3 0, 0,2 0, 0, 0, 0, 0,5 1,5 2,5 3,5 4, 0 10 20 30 40 50 60 70 Скорость удара частиц удобрений, м/с Угол наклона поверхности, град сталь оргстекло 1 м/с 1,8 м/с 2,6 м/с 3,4 м/с Рисунок 10 - Зависимость коэффициен- Рисунок 11. Зависимость ко тов восстановления от скорости при эффициента восстановления от прямом ударе о поверхность стали угла наклона при косом ударе и органического стекла частиц удобрений о поверхность стали В результате реализации 3-х факторного плана Рехшафнера было по лучено уравнение регрессии в кодированном виде:
y = 6,0 0,7 x1 2,1x 2 5,2 x3 1,1x1 x 2 1,5 x1 x3 2,7 x 2 x3 + 5,8 x12 + 7,1x 2 + 9,3 x3.
2 Адекватность полученной математической модели проверялась по критерию Фишера.
Рисунок 12 - Двумерное сечение для Рисунок 13 - Двумерное сечение изучения влияния факторов x1 и x 2 для изучения влияния факторов x на неравномерность распределения и x3 на неравномерность распре удобрений тукораспределителем при деления удобрений тукораспре x 3 = 0,32 делителем при x 2 = 0, Рисунок 14 - Двумерное сечение для изучения влияния факторов x и на неравномерность распределения удобрений тукораспределителем x x1 = 0, при Уравнение регрессии в канонической форме имеет вид:
Y0 4,6 = 5,2 X 12 + 7 X 2 + 10 X 32.
Данное уравнение было решено графическим методом получением двумерных сечений, которые представлены на рисунках 12, 13, 14.
Координаты центров поверхностей для равномерности распределе ния удобрений по ширине захвата рабочего органа находятся в точках:
x1 = 0,12, x 2 = 0,22, x3 = 0,32. Раскодировав значения параметров в опти x1 = 3,024 м/с, x 2 = 6,44 мм, x 3 = 3,64 мм.
мальной точке, получили, что а При этом оптимальное значение неравномерности распределения удобрений Y0 = 4,6%.
тукораспределительным устройством в центре поверхности Таким образом, с помощью двумерных сечений были определены оптимальные значения факторов, наиболее влияющих на процесс распре деления удобрений тукораспределительным механизмом, обеспечиваю щим допустимую по техническим условиям неравномерность распределе ния не выше 25%.
В пятой главе приведен расчет основных параметров тукораспреде лительного механизма.
В шестой главе приведены результаты полевых испытаний. В зада чу исследований входило изучение эффективности внесения фосфорных удобрений плугом-удобрителем под ячмень сорта Донецкий 44 по сравне нию со способом внесения удобрений культиватором–глубокорыхлителем КПГ - 2,2 и определение экономической эффективности от его примене ния.
Рисунок 15 - Плуг-удобритель
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. На основе анализа научных работ установлено, что в зоне сухих степей для более эффективного использования фосфорных удобрений основная их доза должна вноситься внутрипочвенно под основную плоско резную обработку почвы.
2. Разработана конструктивно-технологическая схема и макетный об разец плуга–удобрителя на базе ПЛП 6 – 35, оборудованного стойками Си бИМЭ, позволяющих совместить основную плоскорезную обработку поч вы с внутрипочвенным внесением минеральных удобрений.
3. На основе теоретических и экспериментальных исследований по лучена математическая модель процесса распределения частиц удобрений по ширине захвата рабочего органа, позволяющая прогнозировать значе ние неравномерности их внесения в зависимости от параметров туко распределительного устройства и скорости воздушного потока.
4. По результатам многофакторного эксперимента диапазон измене ния конструктивных параметров, влияющих на рабочий процесс (при не равномерности распределения удобрений не более 9%): скорость воздуш ного потока: 2,85 – 3,19 м/с;
расстояние от направителя до отражателя:
4,92 – 7,95 мм;
смещение направителя относительно центра смесителя:
2,32 – 5 мм.
5. Коэффициент восстановления частиц удобрений зависит не только от состояния поверхностей тел, но и от скорости удара. Частицы удобре ний имеют форму близкую к шару и в общей массе преобладают частицы двух диаметров 2,45 и 3,79 мм. Средний коэффициент трения качения для частиц удобрений аммофоса по неокрашенной стали составил 0,049 – 0,053. По окрашенной стали 0,047 – 0,051. По органическому стеклу 0, – 0,047.
6. Данные полевых исследований свидетельствуют о высокой эффек тивности разработанного способа внесения (0,25…0,27 м) фосфорных удо брений под сельскохозяйственные культуры при работе плуга-удобрителя.
Прибавка урожая ячменя по сравнению с КПГ - 2,2 составила 3,4 ц/га, а прирост чистого дохода на 1 га посевов, 992 рубля.
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах 1. Новохатский В.М. Технические средства для внутрипочвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной обработке почвы/ В.М. Новохатский // Материалы XI региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области / ФГОУ ВПО «ВГСХА». – Волго град, 2007. – С. 96-98.
2. Новохатский В.М. Приспособление к стойке СибИМЭ для внутри почвенного внесения твердых минеральных удобрений при основной обра ботке почвы/ В.М. Новохатский // Материалы XII региональной конферен ции молодых исследователей Волгоградской области / ФГОУ ВПО «ВГ СХА». – Волгоград, 2008. – С. 153-154.
3. Новохатский В.М., Шапров М.Н. Совершенствование технологии внутрипочвенного внесения основной дозы твердых минеральных удобре ний при основной обработке почвы/ В.М. Новохатский, М.Н. Шапров // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса ВГСХА: нау ка и высшее профессиональное образование / ВГСХА. – Волгоград, 2008. №1. – С. 16-22.
4. Новохатский В.М., Шапров М.Н. Теретическое обоснование конструкции удобрителя к стойке СибИМЭ для внутрипочвенного внесе ния твердых минеральных удобрений при основной обработке почвы/ В.М.
Новохатский, М.Н. Шапров // Известия нижневолжского агроуниверситет ского комплекса ВГСХА: наука и высшее профессиональное образование / ВГСХА. – Волгоград, 2008. - №4. – С. 156 - 161.
5. Шапров М.Н., Новохатский В.М. Плуг – удобритель / М.Н. Ша пров, В.М. Новохатский // Сельский механизатор № 7. – 2008. – С. 16.
6. Новохатский В.М. Результаты лабораторных исследований рабо чего органа для внутрипочвенного внесения удобрений при основной обра ботке почвы/ В.М. Новохатский // Материалы Международной научно практической конференции посвященной 65 – летию Победы в Сталин градской битве «Проблемы и тенденции устойчивого развития аграрной сферы» / ФГОУ ВПО «ВГСХА». – Волгоград, 2008, том 2. – С. 62 - 63.
7. Пат. № 2328102. С2. М.кл.5 А 01 B 49/06, A 01 C 7/06. Способ вне сения удобрений одновременно со вспашкой почвы и устройство для его осуществления/ В.М. Новохатский (РФ), А.М. Салдаев (РФ), М.Н. Шапров (РФ), В.С. Новохатский (РФ). – Заявка № 2006117899 /15;
Заявлено 24.05.06;
Опубл. 10.12.07, бюл. № 19.
8. Положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение «Ра бочий орган для внесения минеральных удобрений одновременно с безот вальной обработкой почвы»/ Б.М. Кизяев (РФ), С.В. Бородычев (РФ), А.М.
Салдаев (РФ), В.М. Новохатский (РФ). - Заявка № 2008117217/12;
Заявле но 29.04.2008.
Подписано в печать 24.04.2009.
Бумага офсетная. Гарнитура Times.
Объем 1,5 п.л. Тираж 100. Заказ Типография ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия»
400002, г. Волгоград, пр-т. Университетский,