Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней Мельников Алексей Иванович

Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней
<
Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мельников Алексей Иванович. Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Мельников Алексей Иванович; [Место защиты: Сарат. гос. аграр. ун-т им. Н.И. Вавилова].- Саратов, 2008.- 160 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/275

Содержание к диссертации

Введение

Аналитический обзор гребневых технологий возделывания картофеля и технических средств для их выполнения. цель и задачи исследования 10

Агротехническое обоснование направления совершенствования технологии формирования гребней при возделывании картофеля 10

Обзор и анализ гребневых технологий и технических средств для формирования гребней 15

1 Гребневые технологии возделывания картофеля 15

2 Классификация, обзор и анализ конструкций гребнеобразую щих машин и рабочих органов 19

Обоснование темы, цель и задачи исследований 52

Выводы по разделу 54

Поисковые опыты 56

Технические решения при разработке конструктивно технологической схемы рабочего органа гребнеобразователя 56

Исследование физико-механических свойств почвы 59

1 Характеристика почвы 59

2 Программа исследований 60

3 Методика проведения исследования 61

4 Физико-механические свойства почвы 70

Выводы по разделу 74

Теоретическое исследование технологического процесса формирования гребней при возделывании картофеля 75

Исследование воздействия рабочего органа для формирования гребней на почву 75

1 Особенности взаимодействия сферического рабочего органа с почвой 75

2 Исследование воздействия лезвия рабочего органа на почву 79

3 Исследование процесса перемещения почвы рабочим органом 82

Обоснование основных конструктивных параметров рабочего органа 85

1 Технологический процесс формирования гребней пассивным гребнеобразователем 85

2 Определение глубины хода рабочего органа 86

3 Обоснование диаметра основания рабочего органа 90

4 Обоснование формы боковой поверхности 98

Выводы по разделу 101

Экспериментальные исследования 102

Программа экспериментальных исследований 102

Методика экспериментальных исследований 103

1 Программа исследований 104

Методика определения показателей качества выполнения технологического процесса 109

Результаты исследования 111

Выводы по разделу 117

Производственные испытания макетного образца машины для формирования гребней и технико-экономическое обоснование его применения 119

Программа и методика исследований 119

Лабораторно-полевые исследования технологии формирова

ния гребней 120 5.3 Результаты применения технологии возделывания картофеля с использованием гребней 126

5.4 Экономическая эффективность результатов исследования

5.4.1 Расчет показателей экономической эффективности 128

5.4.2 Показатели экономической эффективности разработанного макетного образца 132

5.5 Выводы по разделу 132

Общие выводы 134

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Картофель имеет большое значение в обеспечении продовольственной безопасности Российской Федерации. Урожайность этой культуры по Саратовской области в течение многих лет составляет 110…120 ц/га, причем более 90 % картофеля производится в личных подсобных хозяйствах при использовании ручного труда.

Большое значение для увеличения объемов производства картофеля и повышения экономической эффективности его выращивания имеет внедрение прогрессивных гребневых технологий возделывания. При этом улучшаются условия ухода за посадками, создается благоприятный водно-воздушный режим, способствующий лучшему развитию растений. Однако для внедрения данных технологий в хозяйствах, возделывающих картофель на малых площадях (5-10 га), отсутствуют доступные машины для формирования гребней. Существующие агрегаты имеют высокие производительность, энергоемкость, а вместе с тем - высокую стоимость, применение их не рентабельно при малых объемах производства. Кроме того, все гребнеобразова-тели (активные, пассивные) формируют гребень, интенсивно перемешивая почву, что приводит к перемещению нижних, более влажных слоев к поверхности и, следовательно, ведет к потере влаги.

В условиях Нижнего Поволжья на почвах с недостаточной влагообеспеченностью и высокими температурами в летний период для получения высоких урожаев картофеля необходимо совершенствовать технологический процесс и разработать рабочий орган для формирования гребней, чтобы сохранить имеющуюся в почве влагу и создать для растений оптимальный водно-воздушный режим.

Исследования выполнены в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» по теме № 4 «Разработка технического обеспечения аграрных технологий» (раздел № 4.1 «Совершенствование технологических процессов и технических средств производства сельскохозяйственных культур», подраздел 4.1.6 «Совершенствование технологий при производстве корнеплодов») и «Региональной программой развития сельского

хозяйства Саратовской области до 2012 года» (распоряжение правительства Саратовской области № 260-ПР).

Цель работы - повышение эффективности возделывания картофеля путем разработки и обоснования параметров рабочего органа для формирования гребней.

Объект исследования – процесс предпосадочной подготовки почвы рабочим органом, выполненным в виде части однопо-лостного гиперболоида.

Предмет исследования – закономерности влияния параметров и режимов рабочего органа для предпосадочной подготовки почвы на геометрические и качественные характеристики формируемого гребня.

Методика исследований включала в себя разработку теоретических положений, их экспериментальную проверку в лабораторных и производственных условиях, экономическую оценку полученных результатов.

Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений, законов и методов классической механики, математики и статистики.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях на основе общепринятых и частных методик, разработанных автором, а также с использованием однофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнены с использованием ЭВМ.

Научная новизна. Разработана конструктивно-технологическая схема машины для формирования гребней в картофелеводстве. Получены аналитические выражения, позволяющие определить основные параметры гребнеобразователя.

Практическая ценность работы. Разработана машина для формирования гребней с экспериментальными рабочими органами, конструкция которых защищена патентом РФ на изобретение № 2330397. Результаты исследований приняты за основу при создании опытного образца. Предложенная машина позволяет формировать гребни, минимизируя перемещение нижних, более влажных слоев почвы на поверхность, что способствует сохранению влаги. Применение данной машины дает возможность получить дополнительную продукцию 25 ц/га и годовой экономический эффект 16580 руб.

Апробация. Результаты исследований по диссертационной работе доложены и одобрены на научных конференциях профес-сорско-преподавательского состава СГАУ им. Н.И. Вавилова в 2007-2008 гг., на всероссийских и международных конференциях СГАУ им. Н.И. Вавилова (Вавиловские чтения) в 2006–2008 гг., на Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения профессора А.Г. Рыбалко (СГАУ, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития АПК» (Саратов, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2007).

Реализация результатов исследований. Машина для формирования гребней с экспериментальными рабочими органами прошла производственные испытания на полях ФСО «Родники» Калининского района и К(Ф)Х Панченко А.В. Самойловского района Саратовской области.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 работах общим объемом 1,97 печ. л., из них лично соискателю принадлежит 1,27 печ. л., в том числе патент РФ на изобретение № 2330397, 1 статья в издании, входящем в «Перечень…» ВАК РФ, и три статьи объемом 0,57 печ. л., полностью принадлежащие автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, включает в себя 74 рисунка, 7 таблиц, 6 приложений. Список литературы содержит 124 источника, из них 6 - на иностранном языке.

Обзор и анализ гребневых технологий и технических средств для формирования гребней

Картофель — растение умеренного климата. Наиболее устойчивые урожаи получают в нашей стране в районах средних широт (40-60 с.ш.). Однако благодаря своей пластичности он может произрастать на крайнем юге и далеко на севере (за Полярным кругом).

Растение картофеля на протяжении своего роста и развития находится во взаимодействии с внешними условиями и предъявляет определенные требования к условиям произрастания: теплу, воде, свету, питательным веществам, воздуху (кислороду). Высокие урожаи можно получить при оптимальном сочетании этих факторов. Корни картофеля после посадки образуются при температуре почвы не ниже +7С и активно развиваются при повышении ее до +15-18С. К моменту появления всходов корневая система у картофеля обычно бывает достаточно развита, что позволяет ему перейти на почвенное питание. Активное прорастание клубней начинается когда температура почвы на глубине их заделки (6-12 см) достигает +7-8С. По мере дальнейшего повышения температуры этот процесс усиливается [12].

Картофель - растение, требовательное к влажности почвы. Потребность, связанная с расходованием большого количества воды на накопление урожая, определяется химическим составом и большой массой ботвы и клубней. Известно, что 70-80 % массы клубней и 80-85 % массы ботвы приходится на воду. Располагая довольно большой листовой поверхностью, а, следовательно, и высокой транспирацией, картофель имеет относительно слабо развитую и к тому же неглубоко залегающую корневую систему. Масса корней по сравнению с массой листьев у него не превышает 8% [13]. Регулировать влагообеспеченность картофеля можно не только подбором сортов и почв, но и применением агротехнических приемов (густотой посадки, уходом, орошением, способом формирования гребней).

Прорастающие клубни потребляют кислород из почвенного воздуха во много раз больше, чем прорастающие семена других растений. Недостаток кислорода в почве в это время может привести к гибели прорастающего клубня, а в более поздний период — и взрослого растения. Существенное значение кислород почвенного воздуха имеет и для развития корневой системы. Суточная потребность в нем корней растений составляет около 1 мл на 1 г их сухого вещества. Наиболее высокую потребность в кислороде испытывают столоны и растущие клубни. Для нормального дыхания корней концентрация кислорода в почве должна быть не менее 5%, для формирования и роста клубней - не менее 20 % от объема воздуха, содержащегося в почве [14].

Картофель - светолюбивое растение. При недостатке света его стебли вытягиваются, резко замедляется их развитие. В условиях затенения листья картофеля теряют способность к ассимиляции углекислого газа. Важно размещать растения на поле с учётом сорта, величины посадочного материала, плодородия почвы, уровня влагообеспеченности.. [15].

Определенный интерес представляют рекомендации по расширению междурядий картофеля до 90 см (вместо 70 см) при сохранении одинакового количества растений на единице площади. Это создает благоприятные условия для инсоляции, что положительно влияет на накопление урожая клубней [16].

При возделывании картофеля почву необходимо постоянно содержать в рыхлом состоянии, чтобы она не оказывала значительного механического сопротивления росту. В противном случае клубни получаются мелкие и уродливые. Это особенно часто наблюдается на плохо подготовленных суглинистых и глинистых почвах, которые отличаются высокой связностью. На таких почвах клубни образуются близко к поверхности, иногда даже выходят наружу. При уплотнении почва препятствует распространению корней вглубь, и они развиваются лишь в поверхностном слое (0-15см), поглотительная способность их снижается. В уплотненную почву плохо проникает атмосферный воздух, поэтому жизнедеятельность в ней микрофлоры замедлена. В сильно уплотненной и излишне увлажненной почве корни отмирают, урожай резко снижается.

Следует отметить, что и слишком рыхлая почва для растений не всегда полезна. В районах недостаточного увлажнения при наступлении засушливых периодов такая почва теряет много влаги путем диффузии и конвекции водяных паров. В результате рыхлая почва просыхает и не обеспечивает растения достаточным количеством влаги. Она требует частого полива.

В течение вегетации на картофельном поле необходимо создавать такую плотность почвы, которая после весенних и осенних обработок наиболее устойчива в данных почвенно-климатических условиях и при которой потребность растений в воде, питательных веществах и воздухе удовлетворяется наилучшим образом.

На средних и тяжелых суглинках картофель накапливает более высокий урожай клубней при плотности почвы 1,1-1,2 г/см3, на легких песчаных и супесчаных почвах 1,4-1,5 и на среднесуглинистых черноземах 0,9-1,1 г/см3. Получить оптимальное сложение тех или иных почв можно путем соответствующей их обработки и целенаправленного их окультуривания за счет травосеяния и использования органических удобрений. Однако вспаханная почва недолго сохраняет приданное ей состояние. Под действием собственной тяжести и осадков она уплотняется, уменьшается в объеме. Чтобы сохранить лучшее для картофеля сложение почвы, необходимо правильно организовать систему ее обработки и уход за растениями.

Исследование физико-механических свойств почвы

Почвообрабатывающие машины с дисковыми рабочими органами. В НИИ картофельного хозяйства на базе культиватора ФПУ-4,2 разработан культиватор-гребнеобразователь-окучник [54]. Отличается от ФПУ-4,2 передним расположением фрез, наличием дисковых гребнеобразователей, дисковых окучников, зубовых борон КРН-3,8 для обработки вершин гребней в довсходовый период. Дисковый гребнеобразователь устанавливают за каждой секцией. По конструкции аналогичен заделывающим дискам картофелесажалки, т.е. работает по принципу сгребания почвы. Это обеспечивает формирование гребней только из разрыхленной почвы. Силу давления дисков на почву регулируют сжатием пружины штанги. При формировании гребней в междурядьях часть почвы остается не разрыхленной (разрыхляется при междурядной обработке), поэтому, чтобы она не попадала в гребни при посадке, заделывающие диски на сажалке располагают для междурядий шириной 60 см.

При проходе дисковые окучники подают разрыхленную фрезой почву из междурядий на гребни. В этом случае происходит постепенное наращивание гребней рыхлой почвой. Однако из-за того, что диски сгребают и подают на гребни не всю разрыхленную фрезами почву, за ними остаются уплотненное дно. Для устранения этого недостатка за дисками внутри угла их раствора устанавливают стрельчатую лапу, идущую глубже их хода.

Для подготовки почвы под посадку картофеля и его окучивания на индивидуальных участках разработан дисковый рабочий орган для формирования гребня и окучивания (рисунок 1.26) [59].

Рабочий орган имеет ось 1, установленную с возможностью поворота в грядиле 2 рамы культиватора.

На оси с возможностью перемещения вдоль нее установлены цапфы 3. В отверстия цапф вставлены поворачивающиеся кронштейны 4, несущие полуоси с о смонтированными на них дисками. На оси 1 имеется рычаг, а на грядиле 2-прилив, связанные между собой регулируемой тягой. Кронштейн имеет рычаг, а на цапфе смонтирован упор, они связаны между собой тягой. Цапфа соединена с осью посредством болта и гайки.

Для образования гребня диск устанавливают вогнутостью в сторону грядиля, а для нарезки борозды - наоборот, выпуклостью к грядилю. Рабочий орган регулируют следующим образом.

Одновременное изменение угла атаки и угла взаимного расположения дисков обеспечивается поворотом оси в грядиле. Расстояние между дисками регулируют за счет перемещения цапф вдоль оси, фиксируя новое положение их с помощью болтов. Положительные значения угла атаки используют при образовании гребней, отрицательные -при нарезке борозд: положительные углы взаимного расположения дисков используют при рыхлении почвы; отрицательные - при уплотнении.

При ручном возделывании картофеля дисковый рабочий орган используют в качестве ручного культиватора для нарезки борозд. Затем в борозды вносят удобрений и для улучшения воздухообмена укладывают подстилку, например солому, и высаживают клубни. Затем, установив диск вогнутостью в сторону грядиля и расстояние между соседними дисками, клубни засыпают почвой. После всходов картофеля этот культиватор можно использовать и для окучивания растений.

При механизированном возделывании картофеля можно также применять эти рабочие органы, устанавливая на мотоблоке один или два диска, а на тракторном культиваторе — по числу грядилей.

Преимуществами дискового рабочего органа является уменьшение затрат энергии при образовании гребней и повышенная универсальность рабочего органа.

Замена обычных окучников данными дисковыми рабочими органами на культиваторе КРН-4,2 позволяет за счет уменьшения тягового усилия использовать трактор Т-25 вместо МТЗ-80.

Отвальные окучники не вполне отвечают агротехническим требованиям, так как уплотняют откосы гряд. Рационализаторы Житомирской области Украины разработали дисковые окучники, используя загортачи картофелесажалок. Дисковые загортачи вместе с коленчатыми осями вставляют в держатели, которые закрепляют на стойке универсальной стрельчатой лапы культиватора. Конструкция держателя позволяет перемещать его по стойке лапы на разную глубину обработки. Поворачивая коленчатые оси, устанавливают угол атаки дисков в зависимости от условий и цели работы. Можно также подбирать и ширину захвата дисков. Это позволяет менять режим работы, добиваясь лучших агротехнических показателей. При работе окучник не раздвигает почву в стороны, а интенсивно рыхлит ее и насыпает слоем 6-7 см на откосы гребней, тогда как обычный окучник насыпает всего 3,5-4 см. При этом плотность почвы в гребне и на дне борозды в 2-3 раза меньше. Дисковые окучники уничтожают на 10% больше сорняков, присыпая их почвой на вершинах гребней, и в 2-3 раза меньше повреждают наземные части растений картофеля.

Обоснование основных конструктивных параметров рабочего органа

Количественно липкость измеряется усилием, которое необходимо приложить, чтобы разъединить склеившиеся частицы почвы или оторвать от сырой почвы, при-липший к ней предмет [67]. Липкость выражают в г/см . А.И. Кузнецов в 1957 г. предложил определять липкость усилием, необходимым для бокового (касательного) сдвига прилипшей почвы по рабо 66 чей поверхности орудия (или прибора). Такое определение полностью оправдывается тем, что все рабочие органы почвообрабатывающих машин самоочищаются только при боковом сдвиге и, следовательно, должны характеризоваться горизонтальными силами в г на см2 площади сдвига.

Для определения липкости Н.А. Качинский предложил свой рычажно-весовой прибор. Этим прибором прилипание к почве определяется при по-мощи диска с поперечным сечением 10 см , который прижимается к почве грузом 500 г в течение 30 секунд.

Коэффициент трения показывает соотношение между тангенциальной силой, необходимой для выведения груза из статического состояния, и нормально действующей на слой нагрузкой. При этом коэффициент внешнего трения определялся по какой-либо поверхности, коэффициент внутреннего трения - по поверхности самого груза.

Внешним трением почвы, или трением скольжения, называется сопротивление почвы перемещению или скольжению по ее поверхности других тел. Знание законов трения скольжения почвы по металлу необходимо для расчетов конструкций рабочих органов почвообрабатывающих машин и определения величины вредных сопротивлений во время их использования. Внешнее трение подчиняется закону Амонтона (1699 г.), согласно которому сопротивление трению Т пропорционально нормальному давлению N между двумя трущимися поверхностями и выражается формулой [62]: T = f-N; (2.9) где f — коэффициент трения скольжения почвы по металлу. Он равен: / =—; (2.Ю) В 1779 г. французский ученый Кулон выразил силу трения Т через сцепление С уравнением: T=C+f-N. Природа внешнего трения почва-сталь очень близка к природе липко 67 сти почва-сталь. В определенные моменты трение скольжения почвы по стали переходит в основном в преодолении липкости.

Для определения коэффициента трения экспериментально находили силу трения образца почвы по листовой стали, возникающую при скорости относительного движения до 0,5 м/с, площади контакта 0,25 м и удельном давлении 500 Па. Силу трения измеряли с помощью специального приспособления [65]. Коэффициент трения движения определяли по выражению: F -F fA=- -JL (2Л1) где ід — коэффициент трения движения, Н; Fs — суммарная сила трения, Н; Fx — сила трения от перекатывания при холостом ходе, Н; N — сила тяжести пробы почвы совместно с дополнительным грузом, Н. Опыты проводились на почве с интервалом изменения влажности от 15 до 40 %. Пластичность почвы — ее способность деформироваться без разрыва под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму неопределенно долгое время после прекращения влияния этой нагрузки.

Верхний предел пластичности по Аттербергу [67] определялся в фарфоровой чаше с округлым дном диаметром 10-12 см, в которой смешивали 25 г почвы с водой. Тесто формуют и через 24 часа разделяют на две части V-образным разрезом, чтобы части почвы на дне чашки отделялись одна от другой полосой в 2 мм. Затем по дну чашки ударяют три раза рукой, чтобы обе половинки почвы соединились между собой на высоту не менее 1 мм и в длину на 1,5-2,6 мм. Если части почвы при этом не сливаются, то в нее добавляют воду, если сливаются до третьего удара, то почву просушивают и определение повторяют, пока почва не будет сливаться после третьего удара. Далее берут пробы почвы на влажность из места слияния. Граница раскатывания, или нижний предел пластичности. Определение границы раскатывания почвы в проволоку диаметром 3 мм по Аттерберг у производили следующим образом. Растертую резиновым пестиком сухуьо почвенную массу просеивают через сито с отверстиями диаметром 0,5 MTVI, добавляют воду и доводят до состояния, близкого к границе раскатывания или нижнего предела пластичности. Затем из почвенного теста делают шариіс диаметром около 10 мм, который раскатывают на стекле, глянцевой или вощеной бумаге в жгутик. Раскатывание происходит до тех пор, пока жгутик при достижении диаметра 3 мм не начнет крошиться на кусочки длиной 8-10 мм, а собранные куски почвы не перестанут формоваться в целый комоьс. Считается, что в этом состоянии достигается нижняя граница пластичности, или граница раскатывания почвы. Кусочки почвы быстро собирают для определения влажности.

Методика определения показателей качества выполнения технологического процесса

Методика определения типа почвы, ее влажности, твердости и т.д. базировалась на рекомендациях отраслевого стандарта ОСТ 70.2.15-83 «Испытания с.-х. техники. Методы определения условий испытаний». Согласно действующей методике [87] методика экспериментов включает: выявление основных факторов и контролируемых параметров; обоснование точности измерений; фиксации, нейтрализации и изменение параметров, обоснование пределов и интервалов их изменения; установление порядка проведения опытов и их планирование; разработку мероприятий по подготовке к опытам машин, приборов и рабочего участка; выбор способов контроля за ходом эксперимента.

В соответствии с разработанной программой экспериментальные исследования проводились поэтапно в следующей последовательности: — разработка производственного образца гребнеобразующей машины, которая использовалась для лабораторных исследований; — подготовка лабораторного оборудования и аппаратуры; — разработка частных методик экспериментальных исследований; — проведение опытов и анализ результатов эксперимента. В процессе проведения экспериментальных исследований учитывались особенности переменных варьируемых факторов и их корреляция. Так как на качественные показатели работы исследуемого устройства оказывают влияние ряд факторов (продольный и поперечный угол наклона рабочего органа, скорость движения, глубина обработки), они изучались в совокупности.

Основным критерием минимизации перемещения нижних почвенных слоев на поверхность при формировании гребней экспериментальным рабочим органам являлась изменение влажности почвы в горизонтах, которая характеризовалась соответствующим коэффициентом AW.

В соответствии с поставленными задачами, и исходя из рекомендаций [87-90] была разработана программа экспериментальных исследований предложенного устройства, которая включала лабораторно-полевые исследования экспериментального образца машины для формирования гребней, при которых проверяли теоретические предпосылки, обосновывали и устанавливали оптимальные конструктивно-режимные параметры. Кроме того, в процессе лабораторно-полевых исследований выявляли зависимость оценочных показателей процесса формирования гребней от конструктивно-технологических параметров машины.

Для решения намеченных задач необходимо: разработать и изготовить лабораторную установку; провести поисковые опыты и изучить наиболее значимые факторы; разработать план эксперимента по оптимизации параметров рабочего органа; провести серию экспериментов и исследовать влияние конструктивных и режимных параметров на качественные показатели формирования гребня; получить оценку работы устройства и установить конструктивные и режимные параметры, при которых предложенное устройство в работе обеспечивает наиболее качественные агротехнические показатели.

При исследовании конструктивно-режимных параметров, значимость которых определялась на основании поисковых опытов, проводились серии однофакторных экспериментов.

Для обработки полученных опытных данных использовали общепринятые в вариационной статистике понятия и элементы, характеризующие вариационный ряд: среднее арифметическое - х, среднеквадратичное отклонение — а, коэффициент вариации v, средняя ошибка - 8Х, и показатель точности опыта — Р. Названные элементы определяются по формулам вариационной статистики [91, 92, 93]. Это позволяло выяснить точность экспериментальных данных и установить допустимые пределы, в которых они достаточно надежны. При проведении лабораторно-полевых испытаний выполняли иссле 105 дования процессов формирования гребней и перемещения нижних почвенных слоев при этом на поверхность. Для этого была изготовлена лабораторная установка (рисунок 4.1, 4.2, 4.3). Она состоит из рамы 1 сварной конструкции, на которой при помощи кронштейнов 3, и грядилей 4 установлены исследуемые образцы рабочих органов 2, которые установлены на осях 7, шарнирно закрепленных в шаровых опорах кронштейнов 3, и грядилей 4. Перемещением грядилей 4 поперек направления движения агрегата, регулируют углы наклона рабочих органа в поперечном направлении. Перестановкой осей 7 рабочих органов в отверстиях грядилей изменяют углы наклона в продольном направлении. К боковинам передней поперечной балки приварены две цапфы 5, на которых устанавливают шарниры двух нижних продольных тяг навески трактора. К верхней части передней поперечной балки приварены планки 8 и раскос 6, к которому крепится центральная тяга навески трактора. Агрегатирование установки осуществлялось трактором МТЗ-82.

Технологический процесс формирования гребней происходит следующим образом: при движении агрегата по полю рабочие органы 2 заглубляются в почву и вращаются вследствие взаимодействия с ней. Чем больше угол наклона к направлению движения, тем интенсивнее вращение. Почвенный пласт перемещается по вращающемуся рабочему органу образуя гребень. За счёт его формы нижние и верхние слои почвы перемещаются, не изменяя относительного расположения, и влага сохраняется в почве. Изменение углов наклона рабочих органов в продольном и поперечном направлении путём перемещения регулировочных кронштейнов 4 по ходу движения и поперек него позволяет регулировать высоту и ширину формируемого гребня.

Похожие диссертации на Совершенствование технологического процесса предпосадочной подготовки почвы при возделывании картофеля путем разработки рабочего органа для формирования гребней