close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Совершенствование процесса прикатывания почвы под сою виброкатком в условиях Приморского края

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ШАПАРЬ МИХАИЛ СЕРГЕЕВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРИКАТЫВАНИЯ ПОЧВЫ ПОД СОЮ
ВИБРОКАТКОМ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
Специальность 05.20.01—технологии и средства механизации
сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Благовещенск - 2015
2
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном
учреждении
высшего
профессионального
образования
«Приморская
государственная сельскохозяйственная академия»
Научный руководитель
Александрович
кандидат технических наук, доцент Шишлов Сергей
Официальные оппоненты:
Беляев Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО
«Алтайский государственный аграрный университет» / инженерный факультет,
кафедра сельскохозяйственных машин, заведующий
Сюмак Анатолий Васильевич, кандидат технических наук, старший научный
сотрудник, ФГБНУ ВНИИ сои Россельхозакадемии / лаборатория севооборотов и
технологий возделывания сои, ведущий научный сотрудник
Ведущая организация ФГБНУ ДальНИИМЭСХ Россельхозакадемии
Защита состоится «15» октября 2015 г. в 9 00 часов на заседании диссертационного
совета Д 220.027.01 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный
аграрный университет», по адресу: 675005, Амурская область, г. Благовещенск,
ул. Политехническая, 86, корп. 12, ауд. 82, тел/факс 8(4162)49-10-44.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО
«Дальневосточный государственный аграрный университет», http://www.dalgau.ru
Автореферат разослан «
Ученый секретарь
диссертационного совета
»
2015 г.
Якименко Андрей Владимирович
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Основным направлением современного машиннотехнологического обеспечения растениеводства является создание машинных
технологий на основе системного подхода и приспособленность технологических
воздействий к зональным почвенно-климатическим условиям. Решение данной
задачи должно основываться на современных научных исследованиях процесса
взаимодействия почвообрабатывающих рабочих органов с почвой.
Соя - одна из наиболее возделываемых культур в Приморском крае.
Правильно подобранная система основной и предпосевной обработки почвы,
направленная на оптимизацию водно-воздушного и теплового режима, в которой
одной из важнейших агротехнических операций является предпосевное
прикатывание почвообрабатывающими катками - одно из основных условий,
влияющих
на
урожайность
сои.
Существующие
конструкции
почвообрабатывающих катков не в полной мере удовлетворяют агротехническим
требованиям, предъявляемым на предпосевную обработку почвы под сою.
Основной их недостаток - неравномерное уплотнение почвы в верхних слоях.
Очевидно, что разработка технических средств равномерно уплотняющих
верхний слой почвы для создания растениям благоприятных условий развития –
актуальная практическая задача.
Цель исследования. Совершенствование процесса прикатывания почвы
путем изыскания рациональной конструкции почвообрабатывающего катка на
основе анализа существующих конструкций.
Объект исследования. Процесс поверхностной обработки почвы,
осуществляемый виброкатком.
Предмет
исследования.
Выявление
закономерности
влияние
конструктивно-технологических параметров виброкатка на качество уплотнения
почвы.
Методы исследования. Анализ и обобщение существующего опыта,
аналитическое моделирование и лабораторные методы на основе планирования
факторного эксперимента с обработкой результатов на основе прикладной
статистики с использованием программы MS Excel на ПК.
Достоверность
результатов.
Результаты
теоретических
и
экспериментальных исследований согласуются в пределах зоны доверительного
интервала, таким образом, теоретические исследования подтверждаются
экспериментально.
Научная новизна.
Впервые получена математическая модель
кинематического обоснования движения рабочих органов виброкатка,
обоснованы его конструктивно-технологические параметры. Предложена
функциональная схема виброкатка, позволяющая контролировать возмущающее
воздействие почвы.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Состоит
в
разработке
по
результатам
исследований
новых
сельскохозяйственных
орудий
для
уплотнения
почвы,
оснащённых
4
вибрационными элементами, конструктивные решения которых защищены
патентом РФ №105561. Результаты исследований могут быть использованы на
машиностроительных предприятиях сельскохозяйственного профиля,
на
предприятиях агропромышленного комплекса, а также научными сотрудниками,
аспирантами и студентами учебных заведений.
Связь научной работы с научными программами, планами и темами.
Работа выполнена в рамках Государственной программы развития
сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции,
сырья и продовольствия на 2008–2012 годы, программ «Стратегия машиннотехнологической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020
года», «Концепция развития аграрной науки и научного обеспечения
агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 года», в
соответствии с программами научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО
"Приморская ГСХА".
На защиту выносятся результаты теоретических исследований параметров
и режимов работы виброкатка, результаты экспериментальных исследований
влияния параметров и режимов работы катка на качество уплотнения почвы,
математическая модель оптимизации условий уплотнения.
Внедрение результатов исследований. Виброкаток в течении трех лет
проходил испытания на учебно-опытных полях ФГБОУ ВПО «Приморская
ГСХА» и в КФХ «Погорелый» Хорольского района Приморского края.
Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре
«Проектирование и механизация технологических процессов» ФГБОУ ВПО
«Приморская ГСХА».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
докладывались и
обсуждались на межвузовских научно-практических
конференциях «Молодые ученые – агропромышленному комплексу Дальнего
Востока» (Уссурийск, 2010 - 2015), заседаниях кафедры «Проектирование и
механизация технологических процессов» ФГБОУ ВПО «Приморская ГСХА»
(Уссурийск, 2010 - 2015), на кафедре «Транспортно-энергетические средства и
механизация АПК» ФГБОУ ВПО ДальГАУ (Благовещенск, 2013), научнопрактической конференции «Совершенствование методических основ проведения
научно-исследовательских работ» (ФГБНУ «Приморский НИИСХ», пос.
Тимирязевский, 2015). Результаты исследований демонстрировались на научнотехнической выставке, посвященной 50-летию института механизации сельского
хозяйства «Инновационные технологии и средства в агроинженерии» (Уссурийск,
2011г)
Публикации.о Материалы исследований отражены в 10 печатных работах,
в том числе в трех печатных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ,
а также в описании патента на полезную модель.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, общих
выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 137
страницах машинописного текста, основной текст сопровождается 8 таблицами,
76 рисунками и 119 формулами. Список литературы содержит 141 наименование,
из них 11 на иностранных языках.
5
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении показана актуальность темы, обоснованы направления
исследований, кратко изложены основные положения работы.
В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» произведен
анализ систем для предпосевной обработки почвы под сою и конструкций катков
для прикатывания почвы.
Вопросам изучения процесса прикатывания почвы были посвящены
работы Балтяна Н.И., Василенко П.М., Гребенникова С.Д., Горячкина В.П.,
Кузнецова Ю.И., Родионова Н.Н., Саакяна С.С., Факеева П.М., Цитронблата И.Я.,
Шевлягина А.И., Шульца В.В. и других авторов.
В ходе проведенного патентного поиска и анализа литературных
источников выявлено, что существующие конструкции почвообрабатывающих
катков имеют существенный недостаток – неравномерное уплотнение почвы, суть
которого можно выявить, проанализировав их функциональную схему
(рисунок 1).
F(t)
скорость катка µ1(t)
вес катка µ2(t)
твердость
почвы
y(t)
Объект
управления
плотность
(О.У)
почвы
каток
Рисунок 1- Функциональная схема работы почвообрабатывающих катков
Из схемы следует, что основным недостатком существующих конструкций
катков является отсутствие контроля за возмущающими воздействиями F(t)
(твердостью почвы), неравномерно распределенными по поверхности почвы.
По результатам проведенного анализа и в соответствии с поставленной
целью были определены следующие задачи.
1. Разработка конструкции почвообрабатывающего катка, обеспечивающего
равномерное уплотнение верхнего слоя почвы.
2. Теоретическое обоснование конструктивных, кинематических и
энергетических параметров почвообрабатывающего катка.
3. Разработка и изготовление лабораторной установки и исследование в
лабораторных
условиях
влияния
параметров
и
режимов
работы
почвообрабатывающего катка на равномерность уплотнения почвы.
4.
Проведение
полевых
испытаний
экспериментального
почвообрабатывающего катка для оценки качества его работы.
5.
Оценка
экономической
и
энергетической
эффективности
предлагаемой конструкции по результатам испытаний.
Во второй главе «Теоретические исследования» предложена и описана
функциональная схема (рисунок 2) и конструкция экспериментального
почвообрабатывающего катка (рисунок 3).
6
Шпоры
Измерительный
орган
Fизм(t)
Задающий
орган
С.О
θ(t)
α(t)
(И.О)
Рабочий
орган
(З.О)
(Р.О)
Нижняя
демпфирующая
пружина
Внутренний
барабан
F(t)
Верхняя
демпфирующая
пружина
Твердость
почвы
µ(t)
Объект
управления
(О.У)
Наружный
барабан
y(t)
Плотность
почвы
Рисунок 2 - Функциональная схема экспериментального катка
1
А
2
3
4
А-А
5
6
7
8
9
А
Рисунок 3- Конструкция экспериментального катка:
1-прицепная скоба; 2-наружный барабан; 3-внутренний барабан; 4-ось; 5-пружина; 6-шпора;
7-кронштейн; 8-палец; 9-защитный кожух
Определены основные конструктивные параметры катка: радиус наружного
барабана – 0,25м; радиус внутреннего барабана – 0,125м; жесткость пружины –
5000…..13000 Н/м; число шпор по диаметру барабана – 8….16 шт.
Кинематический анализ виброкатка (рисунок 4) показал, что уравнение
движения конца шпор в почве будет иметь следующий вид
 = (1 − ) +  cos( +  + 2 sin(2  + 2 )) +  cos( −  − )
{
,
 =  sin(ωt + β + C2 sin(k 2 t + α2 )) +  sin( −  − ) −  + 1 sin(1  +∝1 )
где
R

ωt


β
С1, C2
α1, α2
- радиус наружного барабана, м;
- скольжение;
- фаза колебаний;
- угловая скорость катка, с-1;
- радиус внутреннего барабана, м;
- угол отклонения внутреннего барабана, град;
- произвольные постоянные, определяемые из начальных условий движения;
- начальные фазы колебания внутреннего барабана, град;
(1)
7
L
- длина шпоры, м;
γ
-угол наклона шпоры в почве, град;
k1,k2 - циклические частоты колебаний, с-1.
Абсолютная скорость конца шпоры будет определяться из уравнения
((1 − ) −  sin( − ( + )) − (( + 2 2 cos(∝2 + 2 )) ∙
∙ sin( +  + 2 cos(2 + 2 ))))2 + ((2 2 cos(∝ +2 ) + ) ∙
 =
(2)
∙ cos(2 sin(2  + 2 ) +  + ) +  cos( +  − ) +
+1 1 cos(1  + 1 ))2 .
√
φ
-У
О1
R
ε
А
О
Б1
Б
φ
r
Б
+Х
β
ρ
А1
А
φ
s
+У
γ
Рисунок 4 – Кинематика виброкатка
Определена поступательная скорость виброкатка, при которой наружный
барабан будет оптимально воздействовать на управляемую величину (плотность
почвы)
п ≥
ш
√

,
(3)

где  -эксцентриситет, м;
ш - расстояние между шпорами, м.
Виброкаток представляет собой сложную самоуравновешивающуюся
динамическую систему, на которую действуют внешние и внутренние силы
(рисунок 5).
8
y
v
аг
F
упр
F
µ(t)
ин1
F
ин2
ε
R2
G
2
α
φ
N
Х
F(t)
Lш
G
Fi(t)
1
Рисунок 5 - Схема действия внутренних и внешних сил на виброкаток
Тяговое сопротивление виброкатка определяется по выражению
=
Аз
∙ +
ш
0,86((1 + 2 ) ∙  − С ·  − 1 (ℎ
1
3
1
3
  
2 агр 2
2ш 2
2
3
cos
агр
ш
4
))3
,
(4)
где Аз -работа затраченная на деформирование почвы шпорами, Дж;
ш - расстояние между шпорами, м;
 − - коэффициент, учитывающий число шпор находящих в одновременно в зацеплении с почвой
(=0.3-0.4);
1 , 2 − масса наружного и внутреннего барабана, кг;
С − жесткость подпружиненной системы, Н/м;
В − ширина захвата секции катка, м;
ℎ − максимальная глубина заглубления шпор, м;
 − диаметр наружного барабана, м;
 − эксцентриситет, м.
Работа, затраченная на разрушение вытесненного шпорами объема почвы,
определяется по уравнению
 аг 2


Аз =
− (1 ∙ х + 2 ∙ ) − (2( ∙ cos )2 +  2 ) − ( )2  ∙ 1 ∙ ш
2
2

 2
−(
) ( + ) ∙ 2 ∙ ш ,
 + 
где  -масса катка, кг;
1 , 2 - вес наружного и внутреннего барабана, Н;
 – радиус наружного барабана, м;
 − скорость катка, м/с.
(5)
9
Численная
реализация
результатов
теоретических
исследований
зависимости тягового усилия, предназначенного для преодоления сопротивления
почвы, от действия кинематических и конструктивно-технологических факторов
виброкатка при изменении одного и базовых значениях остальных исследуемых
конструктивно-технологических
параметров,
показывает
нелинейные
зависимости увеличения тягового сопротивления при увеличении рабочей
скорости агрегата v, числа шпор N, жесткости подпружиненной системы С и
диаметра шпор d.
В третьей главе «Программа и методика экспериментальных
исследований» изложена программа экспериментальных исследований, описаны
экспериментальная
установка,
оборудование
и
методика
обработки
экспериментальных данных.
Программа исследований включала: разработку и изготовление
лабораторной установки для исследования работы виброкатка на почвенном
канале; экспериментальное подтверждение теоретической зависимости
траектории движения шпоры в почве и тягового сопротивления виброкатка от его
конструктивно-технологических параметров; исследование влияния основных
варьирующих факторов на качество поверхностной обработки почвы и
установление их оптимальных параметров; производственную проверку
эффективности применения виброкатка.
Для исследования кинематических параметров катка и влияния
конструктивно-технологических параметров на его тяговое сопротивление, а
также на степень уплотнения почвы и ее структуру была разработана и
изготовлена экспериментальная установка (рисунки 6, 7), состоящая из
виброкатка, тягово-транспортной тележки, установленной на ходовые рельсы
почвенного канала и тяговой станции.
Обработка статистических данных, полученных в ходе проведения
эксперимента, проводилась по стандартной методике.
3
11
12
10
13
9
15
5
4
2
6
7
8
14
1
Рисунок 6 - Схема экспериментальной установки:
1- подвижная тележка; 2- рама; 3- гидронасос; 4- гидроцилиндр; 5- электродвигатель; 6гидравлическая навеска; 7- экспериментальная рама; 8- экспериментальный каток; 9- силовой
агрегат приводной станции; 10- гидропередача; 11- цепная передача; 12- приводной барабан;
13- трос; 14- крепление
10
1
2
3
4
5
Рисунок 7 – Экспериментальная установка в сборе:
1-почвенный канал; 2- тягово-транспортная тележка; 3-эксперементальный каток; 4-щит
управления; 5-тяговая станция
С целью проверки и уточнения значений параметров и режимов работы
экспериментального виброкатка проводился многофакторный эксперимент,
используя матрицу типа 24 (таблица 1).
Во время проведения эксперимента фиксировалось изменение физикомеханических и технологических свойств почвы; откликами являлись плотность
почвы в слоях от 0 до 5 см и от 5 до 10 см.
При получении опытных данных, проверку на исключение резко
выделяющихся значений и значимость коэффициентов регрессии определяли по
критерию Стьюдента. Адекватность уравнений проверяли по критерию Фишера.
Таблица -1 Матрица планирования многофакторного эксперимента
Уровни варьирования
Факторы
Код
Верхний
Нулевой
Нижний
уровень
уровень
уровень
Скорость, км/ч
Х1
10,5
8.5
6.5
Жесткость пружин, Н/м
Х2
11000
9000
7000
Диаметр шпор, мм
Х3
27
25
23
Число шпор, шт
Х4
14
12
10
При проведении анализа лабораторных исследований показателей работы
виброкатка использовалась ПЭВМ со стандартным программным обеспечением
Microsoft Excel.
В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований»
приведен анализ сравнительных результатов лабораторных и полевых испытаний
экспериментального катка и серийного катка (3ККШ-6). Приведены
экспериментальные зависимости и установлены оптимальные конструктивнотехнологические параметры и режимы работы экспериментального катка.
11
Плотность почвы,
г/см³
Установлено что после прохода экспериментального катка равномерность
распределения плотности почвы увеличивается на 59,6% относительно состояния
почвы до прохода, а после прохода катка 3ККШ-6 равномерность распределения
плотности увеличивается на 18% (рисунок 8). Структурный состав почвы после
прохода экспериментального катка улучшается на 6%, что выше на 1,7% чем у
серийного катка 3ККШ-6 (таблица 2).
S=0,018 г/см3
1,15
1,1
1,05
1
0,95
S=0,0415 г/см3
0,9
0
5
10
15
20
Номер опыта
Плотность почвы,
г/см³
а)
1,16
1,11
S = 0,0261 г/см3
1,06
1,01
0,96
S = 0,032 г/см3
0,91
0
5
10
15
20
Номер опыта
б)
плотность до прохода катка ;
плотность после прохода катка.
Рисунок 8- Результаты исследования равномерности уплотнения почвы различными типами
катков:
а) после прохода экспериментального катка; б) после прохода кольчато-шпорового катка
Таблица-2 Результаты исследования структурности почвы
Варианты опыта
Не прикатано (контрольный)
Каток 3ККШ-6
Экспериментальный каток
Слой почвы, Фракции , в %
см
>1,0мм <1,0мм
0-5
75,3
24,7
0-5
79,6
20,4
0-5
81,3
18,7
Теоретические зависимости тягового сопротивления от скорости движения,
полученные по результатам испытаний виброкатка на почвенном канале,
представлены на рисунке 9.
12
Тяговое
сопротивление,
Н
600
y = 47,714x2 - 10,143x + 109
R² = 0,9982
500
400
y = 59,491x2 + 5E-13x + 37,732
R² = 1
300
Теоретическая
зависимость
200
100
0
0
0,5
1
1,5
Рабочая
скорость,
м/с
2
Экспериментальная
зависимость
2,5
3
Рисунок 9 - Зависимость тягового сопротивления виброкатка от рабочей скорости
(ширина захвата B=0,4м)
Из графика следует, что экспериментальные данные согласуются с
теоретическими в зоне границ доверительного интервала при следующих
конструктивно-технологических параметрах: рабочая скорость агрегата V = 1 - 3
м/с, интервал изменения тягового сопротивления R=150 - 500Н (при числе шпор
N=12; жесткости пружины С=7000Н/м).
В результате постановки факторного эксперимента были получены
результаты вариационно-статистической обработки экспериментальных данных, а
также уравнение регрессии, которое в кодированном виде имеет вид:
а) для слоя 0-5 см
1 = 1,0646 + 0,006081 − 0,022 + 0,0021173 − 0,0154 − 0,0008061 2
+0,00090281 3 − 0,0005581 4 − 0,0010762 3 − 0,009233 4 − 0,00512
−0,00351722 − 0,0024332 − 0,0069942 − 0,002792 4 ;
(6)
б) для слоя 5-10 см
y2 = 1,217 + 0,0131981 + 0,00158662 − 0,0124953 + 0,005844 −
-0,00836431 2 − 0,004581 3 + 0,00551 4 + 0,010982 3 − 0,0082 4 +
+0,011273 4 − 0,02812 − 0,012522 − 0,00732 − 0,01442 .
(7)
После преобразований раскодированные уравнения примут вид:
0−5 = −0,355 + 0,0217 + 0,0000237С + 0,059 + 0,098 − 0,0000002
− 0,000232 − 0,00014 − 0,00000026 − 0,0000007
− 0,0023 − 0,00125 2 − 8,7 ∙ 10−10  2 − 0,0006072
− 0,00174 2 ;
(8)
5−10 = −0,0241 + 0,157 − 0,00003С − 0,045 + 0,023 − 0,0000002
− 0,0011 + 0,00137 + 0,0000027 − 0,000002
+ 0,0028 − 0,007 2 − 3 ∙ 10−9  2 − 0,001752 − 0,0035 2 .
Решая эти уравнения получили оптимальные значения варьирующих
факторов: скорость - 9,5 км/ч; число шпор- 12 шт; жесткость пружины – 7342Н/м;
диаметр шпоры-23мм.
На основании решения уравнения регрессии (8) при нулевом уровне
диаметра шпор и числа шпор в слоях почвы от 0 до 5см и от 5 до 10 см получаем
поверхности отклика (рисунок 10) которые описываются уравнениями;
13
4,5
7
5000
8000
12
Скорость
(км/ч)
11000
9,5
Плотность (г/см³)
1,04
1,02
1
0,98
0,96
0,94
0,92
0,9
0,88
0,86
0,84
0,82
Плотность (г/см3)
уравнение регрессии при нулевом уровне диаметра шпор и числа шпор в
слое от 0 до 5см:
1 = 0,972 + 0,014 + 0,0000088 − 0,00128 2 − 8,7 ∙ 10−10  2 − 2 ∙ 10−7 ;
уравнение регрессии при нулевом уровне диаметра шпор и числа шпор в
слое от 5 до 10см:
2 = 0,267 + 0,143 + 0,000073 − 0,007 2 − 0,000000003 2 − 0,000002.
0,84-0,86
0,92-0,94
11000
4,55,56,57,5
5000
8,59,510,5
11,512,5
Скорость (км/ч)
Жесткость пружины (Н/м)
0,82-0,84
0,9-0,92
1,25
1,225
1,2
1,175
1,15
1,125
1,1
1,075
1,05
1,025
1
0,86-0,88
0,94-0,96
1-1,025
1,1-1,125
1,2-1,225
0,88-0,9
0,96-0,98
а)
1,025-1,05
1,125-1,15
1,225-1,25
1,05-1,075
1,15-1,175
1,075-1,1
1,175-1,2
б)
Рисунок 10– Поверхность отклика ρ = f(V, C) при нулевом уровне d,N.
а – в слое от 0 до 5 см; б – в слое от 5 до 10 см
Плотность почвы, г/см³
Результаты полевого опыта (рисунки 11, 12) показывают, что после прохода
экспериментального катка плотность почвы стала на 40% более равномерной, а
закономерность изменения тягового усилия во время проведения полевых
испытаний и испытаний, проводимых на почвенном канале, подтверждаются.
Отклонения полученной зависимости в полевых условиях объясняются
многообразием характеристик естественного состава почвы, оказывающих
непосредственное влияние на общее тяговое сопротивление.
1,2
S = 0,0219 г/см3
1,15
1,1
1,05
1
0,95
S = 0,0385 г/см3
0,9
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Номер опыта
плотность до прохода катка;
плотность после прохода катка.
Рисунок 11 – Результаты полевых исследований равномерности уплотнения почвы
экспериментальным катком
Тяговое
сопротивление R,
Н
14
8000
y = 824,86x2 - 414,03x + 972,8
R² = 1
6000
4000
2000
y = 585,71x2 + 235,14x + 1028
R² = 0,9942
0
1,5
2
Рабочая скоромсть V, м/с
Теоретический расчет
Исследования в полевых условиях
2,5
3
Рисунок 12- Согласование графиков изменения тягового сопротивления по результатам
теоретических исследований и полевого опыта
(ширина захвата секции В=2,4м, число секций n=3)
В пятой главе «Экономическая и энергетическая оценка эффективности
внедрения виброкатка в технологию предпосевной обработки почвы под сою»
приведен расчет экономической и энергетической эффективности внедрения
виброкатка. При внедрении виброкатка в технологию возделывания сои
экономический эффект за счет увеличения урожайности составил 280 тыс.руб. на
100 га. Энергетическая оценка агрегатов показывает, что экспериментальный
виброкаток затрачивает на 15 МДж/га меньше, чем серийный каток 3ККШ-6.
ВЫВОДЫ
1. Проведенный анализ показал, что серийные конструкции почвообрабатывающих
катков для предпосевной обработки почвы под сою в условиях Приморского края
неравномерно уплотняют почву вследствие отсутствия контроля управления
возмущающего воздействия почвы. Предложена функциональная схема
почвообрабатывающего катка, позволяющая контролировать это воздействие.
2. На основании предложенной функциональной схемы разработана конструкция
почвообрабатывающего
виброкатка
(патент
№105561),
позволяющая
контролировать возмущающее воздействие почвы (твердость) в процессе работы,
теоретически обоснованы ее конструктивные, кинематические и энергетические
параметры.
3. Результаты сравнительных лабораторных испытаний виброкатка и серийного
почвообрабатывающего катка 3ККШ-6 показали, что после прохода катком
3ККШ-6 равномерность распределения плотности почвы увеличилась на 18%,
после прохода виброкатком - увеличилась на 59,6% относительно плотности
почвы до прохода, содержание в почве частиц, обеспечивающих наилучшую
воздухоемкость и влагоемкость по сравнению с первоначальным состоянием,
увеличилось на 4,3% после прохода катка 3ККШ-6 и на 6% после прохода
виброкатка. Тяговое сопротивление при проведении предпосевной обработки
почвы виброкатком увеличивается по криволинейной зависимости, адекватной
зависимости, полученной при теоретических исследованиях.
4. В результате проведенных исследований выделены основные факторы,
влияющие на качество обработки почвы виброкатком, их оптимальные значения
установлены по результатам многофакторного эксперимента: скорость агрегата -
15
9,5 км/ч; число шпор - 12 штук; жесткость пружины - 7342 Н/м; диаметр шпоры 23 мм.
5. Производственные испытания показали экономическую и энергетическую
целесообразность применения виброкатка в сравнении с обработкой кольчатошпоровым катком 3ККШ-6, использование виброкатка при подготовке почвы для
посева сои обеспечивает прибавку урожая в среднем 2,8 ц/га, энергозатраты при
этом ниже на 15 МДж/га.
Основные положения диссертационной работы опубликованы
в следующих работах:
В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7
8
9
10
Шапарь М.С. Вибрационный каток / М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов // Сельский
механизатор. – 2012. - N 2. – С. 10.
Шапарь М.С. Виброкаток как автоматическая система выравнивания плотности почвы /
М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов // Тракторы и сельхозмашины. – 2013. - N 7. – С. 11-12.
Шапарь М.С. Обоснование конструкционных и технологических параметров виброкатка
/ М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов // Тракторы и сельхозмашины. – 2014. - N 5. – С. 24-25.
в других изданиях
Шапарь М.С. К обоснованию кинематических параметров движения шпоры виброкатка /
М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов // Молодые ученые – агропромышленному комплексу
Дальнего Востока : материалы Межвуз. науч.-практич. конф., 27-28 окт. 2011 г. и 48 студ.
науч. конф., февр.-март 2012 г. – Уссурийск : Примор. ГСХА, 2012. – Вып. 12. – С. 22-25.
Шапарь М.С. Совершенствование конструкции почвообрабатывающих катков / М.С.
Шапарь // Научно-техническое и инновационное развитие АПК России : сб. тр. Всерос.
совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных
учреждений. – М. : Росинформагротех, 2013. – С. 48-51.
Шапарь М.С. Результаты сравнительных испытаний виброкатка и кольчато-шпорового
катка / М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов // Совершенствование машинных технологий в
агропромышленном комплексе : сб. материалов междунар. заочной науч. практич. конф.,
20 мая 2014 г. – Уссурийск : Примор. ГСХА, 2014. – С. 27-31.
Шапарь М.С. Влияние скорости движения на величину скольжения виброкатка / М.С.
Шапарь // Научные исследования молодых ученых – сельскому хозяйству России : тр.
Всерос. совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных
учреждений. – М. : Росинформагротех, 2014. – С. 37-39.
Шапарь М.С. К обоснованию оптимальной системы основной и предпосевной обработки
почвы под сою в условиях Приморского края / М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов // Молодые –
ученые агропромышленному комплексу Дальнего Востока : материалы XIV межвуз.
науч.-практич. конф., 30-31 окт. 2013 г. – Уссурийск : Примор. ГСХА, 2014. – С. 68-71.
Шапарь М.С. Энергетическая оценка виброкатка / М.С. Шапарь, А.Н. Шишлов //
Молодые – ученые агропромышленному комплексу Дальнего Востока : материалы XIV
межвуз. науч.-практич. конф., 30-31 окт. 2013 г. – Уссурийск : Примор. ГСХА, 2014. – С.
72-77.
патенты
Пат. 105561 РФ МПК А01В 29/04 (2006. 01). Каток ударного действия / М.С. Шапарь ;
заявитель и патентообладатель Приморская гос. с.-х. академия. – № 2010144901 ; заявл.
02.11.2010 ; опубл. 20.06.11 ; Бюл. № 17. – 3 с.
16
Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г.
Подписано к печати 13.05.2015 г. Формат 6090/16.
Уч.-изд.л. – 1,0. Усл.-п.л. – 1,5.
Тираж 100 экз. Заказ 85.
Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ
675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
22
Размер файла
867 Кб
Теги
условия, приморского, процесс, почва, виброкатком, под, края, совершенствование, сою, прикатывания
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа