Введение к работе
Актуальность работы. Одной из основных особенностей земледелия во многих регионах страны, в том числе и в Республике Татарстан является необходимость защиты почвы от водной эрозии.
Анализ известных машин и технологий для защиты почв от водной эрозии позволил выявить ряд существенных недостатков. Существующие технические средства не обеспечивают формирование достаточно полного комплекса почвозащитных агротехнических мероприятий для возделывания сельскохозяйственных культур на склонах в условиях водной эрозии почв. Также использование известных почвозащитных приемов на склонах весьма ограничено вследствие малой глубины пахотного горизонта дерново-подзолистых и серых лесных почв, склонности их к заплыванию, образованию плужной подошвы и других факторов. Установлено, что на склоновых почвах почвообрабатывающие афегаты работают не устойчиво, приводя иногда к травматизму.
Поэтому необходима разработка новых почвозащитных технологических операций и технических средств при возделывании сельскохозяйственных культур на склонах в условиях эрозии почв с учетом зональных особенностей и обеспечивающих безопасность работы.
Настоящая работа посвящена разработке и обоснованию параметров и режимов работы рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия.
Цель работы - повышение эффективности процесса безотвальной обработки почвы путем разработки рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия и обоснование параметров и режимов работы, его теоретическое и экспериментальное исследования, создание и испытание конструкции.
Объекты исследования. Технологические процессы безотвальной обработки почвы, рабочий орган рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия.
Предмет исследования. Закономерности изменения качественных показателей работы и энергопотребления рабочим органом рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия от их конструктивных и режимных параметров.
Методика исследований. При выполнении теоретических и экспериментальных исследований использовали разработанные специальные методики с применением общей теории ротационных почвообрабатывающих машин, элементов высшей математики, теоретической механики, теории механизмов и машин для определения основных конструктивных параметров рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия:
- кинематические характеристики работы рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия проводились фафоаналитическими способами с использованием траектофафа ТГМ-1;
для определения параметров рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия был разработан алгоритм расчета;
для определения режимов работы и уточнения параметров была изготовлена экспериментальная установка;
- энергетическая оценка исследуемых рабочих органов проводилась в лабораторных и полевых условиях;
- применена новая методика энергетической эффективности технологиче
ского процесса безотвальной обработки почвы.
Научная новизна:
разработан рабочий орган рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
получены аналитические зависимости, которые позволили обосновать основные конструктивные параметры и режимы работы рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
разработан алгоритм расчета параметров рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
выявлен характер работы созданного рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия в зависимости от скорости движения, его заглубления и подачи;
новизна технических решений подтверждена патентами РФ на полезную модель № 80649 и №112582.
Практическая значимость. На основе проведенных исследований создан рабочий орган рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия для безотвальной обработки почвы. Результаты работы могут быть использованы проект-но-конструкторскими организациями, научно-исследовательскими и учебными учреждениями при создании и проектировании новых конструкций почвообрабатывающих машин для безотвальной обработки почвы, в частности, разработанный алгоритм расчета параметров рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия и аналитические зависимости.
Реализация результатов исследований. Работа выполнена согласно плану научно-исследовательских работ Казанского ГАУ (гос.рег. №01201153966) и Всероссийской научно-технической программой: «Разработка системы технологиза-ции и инженерно-технического обеспечения агропромышленного производства как основы стабилизации АПК субъектов РФ на 2005 - 2010 гг.». По результатам исследований разработан, изготовлен и испытан в лабораторно-полевых и производственных условиях опытный образец секции рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия. Отдельные результаты исследований используются в учебном процессе и дипломном проектировании студентами института механизации и технического сервиса Казанского ГАУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Казанского ГАУ в 2005...2010 г.г. Опытный образец секции рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия демонстрировался на выставках: «АГРОКОМПЛЕКС: Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья», которые проводились в г. Казань на выставочном центре ОАО «Казанская ярмарка».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в их числе 4 - в центральных изданиях, рекомендуемых ВАК, патенты РФ на полезную модель № 80649 и №112582.
На защиту выносятся следующие положения:
конструктивно-технологическая схема рыхлителя почвы с рабочими органами ротационно-колебательного действия;
зависимости для определения траекторий движения, скоростей и ускорений характерных точек рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
алгоритм расчета параметров рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
обоснование формы исполнительного рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
анализ сил, приложенных к основным звеньям рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия;
зависимости расхода энергии на обработку почвы от скорости движения, подачи и глубины обработки;
результаты сравнительной оценки агротехнических, энергетических и технико-экономических показателей работы экспериментальной и базовой установок в полевых условиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 18 таблицы, 37 рисунков, 27 приложений.
Список использованной литературы включает 120 наименований, из них 7 на иностранном языке.
Похожие диссертации на Разработка и обоснование параметров рабочего органа рыхлителя почвы ротационно-колебательного действия
