Снижение энергозатрат и повышение качественных показателей поверхностной обработки почвы комбинированием рабочих органов культиватора

• Автор: Падальцин, Кирилл Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ КУЛЬТИВАТОРОВ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ИХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
1.1 Анализ способов и основные требования к обработке
почвы
1.2 Анализ конструкций культиваторов для поверхностной обработки почвы
1.3 Рабочие органы культиваторов для поверхностной
обработки почвы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Способы механического воздействия на почву
2.2 Обоснование параметров стрельчатой лапы
2.3 Обоснование параметров пруткового катка
2.4 Обоснование конструктивной схемы комбинированного рабочего органа
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа исследований
3.2 Методика уточнения размерных характеристик фракций почвы и влажности почвы
3.3 Методика определения усилия разрушения фракций почвы стальной пластиной и ребром квадратного прутка
3.4 Методика определения тягового сопротивления
стрельчатых лап
3.5 Методика проведения полного факторного
эксперимента типа
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Результаты определения усилия разрушения фракций почвы стальной пластиной и ребром квадратного прутка
4.2 Результаты определения тягового сопротивления стрельчатых лап
4.3 Результаты проведения полного факторного
эксперимента типа

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
КОМБИНИРОВАННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА
5.1 Общие положения определения технико-экономической эффективности
5.2 Расчет технико-экономических показателей
5.3 Расчет производительности труда и трудоемкости
5.4 Расчет эксплуатационных затрат
5.5 Расчет дополнительной экономии
5.6 Расчет эффективности капитальных вложений
5.7 Коэффициент (индекс) доходности капиталовложений
5.8 Срок окупаемости капитальных вложений
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Патент на полезную модель № 118
Приложение 2. Патент на изобретение № 2514
Приложение 3. Патент на полезную модель № 142
Приложение 4. Диплом Министерства образования и науки РФ
Приложение 5. Грамота
Приложение 6. Диплом конкурса на лучшую научную работу
Приложение 7. Диплом выставки «Агроуниверсал-2014»
Приложение 8. Поверхности отклика зависимости параметров
оптимизации при различных значениях факторов
Приложение 9. Обозначения, принятые в диссертации
Приложение 10. Акт о внедрении результатов диссертационной работы в производство

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность те,мы. При осуществлении предпосевной и паровой поверхностной обработок почвы необходимо обеспечить сохранение почвенной влаги, выровненное семенное ложе, минимальный вынос влажной почвы на дневную поверхность, подрезание сорняков. Однако применяемые культиваторы не в полной мере обеспечивают выполнение предъявляемых агротехнических требований[12]. Поэтому данная работа актуальна.
Работа выполнена в рамках Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы (раздел «Техническая и технологическая модернизация сельского хозяйства»), утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 14 июля 2007 г.
№ 446.
Степень разработанности темы. В настоящее время в РФ и за рубежом ведутся исследования по созданию рабочих органов и машин, качественно выполняющих процесс поверхностной обработки почвы. Однако конструктивные и технологические параметры применяемых культиваторов остаются несовершенными, не обеспечивают выполнения агротехнических требований, предъявляемых к этому процессу. В известных работах[7; 16; 17; 20; 35; 41] не найдены эффективные технологические и технические решения, и проблема требует дальнейшей проработки.
Цель исследования - снижение энергозатрат и повышение качественных показателей при поверхностной обработке почвы путем оптимизации параметров и комбинирования рабочих органов культиватора.
Для выполнения поставленной цели определены следующие задачи исследования:
1. Выявить основные направления совершенствования рабочих органов культиватора и обосновать конструктивно-технологическую схему комбинированного почвообрабатывающего рабочего органа.

Перемещение комка в сторону осуществляется в случае, если Рт> Ртр. Находим силы:
рТр ■*89;
(2.19)
(2.20)
где фп - угол трения почвы по поверхности прутка, град.
Отсюда:
Рн >РН ■tg(pп
>- >8<Р; > Фп-
Следовательно, угол наклона прутка к горизонтальной оси ап должен быть больше угла трения фп.
При ф„ = 26° необходимо, чтобы ап = 27°.
Диаметр катка должен обеспечивать перекатывание без сгруживания, толкания вперед комков почвы. По данным В.А. Сакуна[39]:
где бк тах - диаметр наибольших комков почвы, мм;
Ф1 - угол внутреннего трения почвы.
Приняв по известным данным: бкпш= 70 мм; фп = 26°; ф] = 22°, получим:
Принимаем: О = 400 мм.
С точки зрения компоновки рабочих органов целесообразной представляется схема, при которой две стрельчатые лапы будут работать в паре с одним катком. При ширине захвата лапы Ь = 500 мм ширина катка не должна превышать 1 м.
(2.21)
О > 70• с/я2(2~~2) = 70• 5Д ^ 357мм.