Введение к работе
Актуальность темы. Дисковые орудия наиболее часто используются для междурядной обработки почвы в садах и ягодниках. Они позволяют при минимуме энергозатрат наряду с ее рыхлением измельчать и заделывать вырезанные после сбора урожая отгшодоносившие стебли малины.
Главной проблемой возникающей при этом является отброс почвы в кусты и межкустовую зону, в результате чего поверхность междурядий принимает характерный «корытообразный» вид. Вследствие этого оголяется корневая система растений и увеличивается плошадь испарения, усиливая в засушливый период дефицит влаги и существенно снижая урожай. Кроме того, сформировавшиеся с течением времени вдоль кустов почвенные валы затрудняют, а иногда даже делают невозможной работу ягодоуборочных комбайнов.
Установлено, что велігчина максимального поперечного выноса почвы при дисковании междурядий ягодных кустарников обусловлена экстремальными условиями. В частности полоса почвы, обрабатываемая крайним диском передней батареи орудия, имеет, как правило, повышенную твердость из-за многократных проходов по ней колес тракторов и сборщиков ягод. В виду того, что сроки выполнения работ жестко регламентированы фазами развития растений и вредителей, обработка почвы часто совпадает с периодами ее избыточного увлажнения. Кроме того, местами она «армирована» корневой системой сорняков.
Изыскание возможности гарантированного исключения поперечного отброса почвы в кусты и межкустовую зону в специфических условиях междурядий ягодных кустарников является актуальной научной задачей.
Целью работы является раскрытие механизма поперечного отброса почвы при ее взаимодействии со сферическим диском в экстремальных условиях междурядий ягодных кустарников и изыскание оптимальных технологических и конструктивных решений, способствующих ограничению величніш отброса.
Объектом исследования является технологический процесс взаимодействия дискового рабочего органа с почвой в специфических условиях междурядий ягодных кустарников.
Предметом исследования являются закономерности процессов перемещения, крошения и поперечного выноса почвенного пласта дисковым рабочим органом и способы ограничения дальности его отброса.
Методика исследований. Для достижения поставленной цели и решения комплекса задач, сформулированных в связи с этим, использовали теоретические и экспериментальные методы исследований. Теоретические исследования были выполнены на основе использования методов классической механики, математического анализа, методов экспертных оценок и имитационного компьютерного моделирования. Теоретическим исследованиям предшествовало подробное изучение параметров важнейшего объекта исследования - поперечного профиля междурядий на планЛ тациях ягодных кустарников получаемого при использовании различных
почвообрабатывающих орудий.
Экспериментальные исследования включали лабораторные и полевые опыты, которым предшествовала разработка частных методик, в соответствии с общепринятыми стандартами, рекомендациями и методикой планирования многофакторного эксперимента. Результаты экспериментов были обработаны при помощи пакетов стандартных компьютерных программ «STATISTICA 6.0», «Excel», «MathCAD 2000» и «AutoCAD 2006».
Научная новизна:
выявлен механизм чрезмерного поперечного отброса пласта почвы сферическим диском в специфических условиях междурядий ягодных кустарников;
получена зависимость дальности отброса пласта сферическим диском от скорости его движения и влажности почвы;
сформулирован алгоритм управления ограничением дальности поперечного отброса пласта почвы, позволяющий определить точное местоположение отражающего щитка на диске;
установлена степень значимости сил инерции в разрушении почвенного пласта рабочей поверхностью сферического диска.
Практическая ценность.
оптимизирована конструкция отражающего щитка полностью исключающего вынос почвы за пределы ширины захвата дисковой бороны (решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2007135700/12(039037) от 26.09.2007).
обеспечена возможность поддержания междурядий ягодных кустарников в выровненном состоянии, при минимуме финансовых затрат;
- результаты изучения влияния физико-механических свойств
почвы на ее поперечный вынос могут быть использованы при разработке
других дисковых почвообрабатывающих орудий;
- теоретические и практические результаты исследований могут
быть использованы при обучении студентов ВУЗов агроииженерных спе
циальностей.
Апробация результатов. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на межрегиональных научно-практических конференциях в Брянской ГСХА, Калужском филиале МГТУ им. Н.Э. Баумана и Воронежском ГАУ. Орудие является частью комплекса машин, предназначенного для ухода за плантациями ягодных кустарников, который экспонировался на выставке «Золотая Осень -2006» и удостоен Диплома первой степени и Золотой медали.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, включая одну публикацию в журнале, рекомендованном ВАК РФ, патент и одно положительное решение на выдачу патента на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка использованной литературы из 182 наименований. Работа изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 25 таблиц и 23 приложения.
