Повышение эффективности работы плугов для отвальной вспашки путем адаптации их параметров к изменяющимся условиям функционирования

• Автор: Мардарьев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 154 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Свойства и классификация почв как объект механической обработки.

1.2. Тенденции развития пахотных орудий.

1.3. Влияние твердости почвы и параметров участка на эффективность работы пахотных орудий.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПЛУГОВ ДЛЯ ОТВАЛЬНОЙ ВСПАШКИ

2.1. Основы описания ноля в изолиниях твердости почвы.

2.2. Математическая модель потенциальной эксплуатационной характеристики объекта исследования при отсутствии ограничений
2.3. Математическая модель потенциальной эксплуатационной характеристики объекта исследования при наличии ограничений.
2.4. Математическая модель потенциальной эксплуатационной характеристики объекта исследования в реальных условиях функционирования
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Программа экспериментальных исследований.
3.2. Средства проведения исследований.
3.2.1. Лабораторнополевые установки по исследованию плугов
для отвальной вспашки.
3.2.2. Лабораторпополсвыс установки для исследования твердости почвы.
3.3. Методика проведения исследований.
3.3.1. Методика исследований твердости почвы и испытаний
плугов для отвальной вспашки.
3.3.2. Методика построения карт твердости почвы в изолиниях
3.3.3. Методика определения вероятностного коэффициента использования номинальной силы тяги трактора.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НО
4.1. Результаты исследований твердости почв и удельного сопротивле
ния плуга для отвальной вспашки.
4.2. Результаты определения твердости почвы в экспериментальных точках и их оценка.
4.3. Результаты экспериментов по построению карт твердости
почвы и их анализ.
4.4. Результаты проверки влияния расположения изолиний твердости почвы на коэффициент использования номинальной силы тяги трактора.
4.5. Выводы по главе
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1. Методика определения техникоэкономической эффективности при адаптации плутов для отвальной вспашки к изменяющимся условиям функционирования
5.2. Определение эффективности использования адаптированных
плугов для отвальной вспашки
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
ЛИТЕРАТУРА


Наиболее благоприятные условия для работы орудий создаются тогда, когда почва находится в состоянии «спелости», то еегь при относительной влажности . Установлено [], что наименьшее сопротивление сжатию почва оказывает в состоянии физической спелости, то есть когда ее влажность достигает . В этом случае обеспечивается высокоэффективное крошение почвы. Для совершенствования технологии обработки почвы и изыскания более совершенных почвообрабатывающих машин необходимо знать физико-механичсскнс и технологические свойства почв. К физико-механическим свойствам почвы относятся пластичность, липкость, набухание, усадка, связность, твердость и сопротивление при обработке. Пластичность - способность почвы изменять свою форму под влиянием какой-либо внешней силы без нарушения сплошности и сохранять приданную форму после устранения этой силы. Она обусловлена илистой фракцией и зависит от влажности почвы. Измеряется числом пластичности, представляющим собой разность между влажностью почвы при верхнем и нижнем пределах пластичности. В зависимости от влажности почвы различают следующие константы пластичности: первый - высокопластичные глинистые почвы с числом пластичности свыше , второй - пластичные суглинки с числом пластичности от до 7, третий - слабопластнчные (супеси) с числом пластичности меньше 7 и четвертый - непластичные почвы. Качество и энергоемкость вспашки также зависят от прилипания почвы или липкости. Липкость отрицательно влияет на технологические свойства почвы - прилипание почвы к орудиям и ходовым частям машин увеличивает тяговое сопротивление н ухудшает качество обработки. Прилипание зависит от механического состава: она наибольшая у глинистых и наименьшая - у песчаных почв. По Б. А. Кину |] прилипание также зависит как ог пластичности, гак и ог поверхностного трения. Он считает, что состояние, при котором почва еще не прилипает или только начинает прилипать к пальцам, называется «точкой прилипания». Это же свойство отражено в работах Г. Шублера [8], где отмечается, что прилипание усиливается с увеличением количества глины и ослабевает при присутствии гумуса. Липкость определяется силой, требующей для отрыва металлической пластинки от почвы, и выражается в (Н/см2). По величине липкости почвы к стали подразделяют (по H. A. Качинскому []) на: предельно вязкие (> * " Н/см2); сильновязкие (5*‘2 . Н/см2); средне вязкие (2*'2 . Н/см2); слабовязкие (0,5* '2 . Il/см2) и рассыпчатые почвы (0,1 *‘2 . Н/см2). Важно еще одно физико-механическое свойство - удельное сопротивление как усилие, затраченное на подрезание пласта, его оборот н трение о рабочую поверхность. Н/см2) с культурной лемешно-отвальной поверхностью на скорости 6 км/ч. В зависимости от механического состава, физико-химических свойств почвы, ес влажности и агрохозяйственного состояния удельное сопротивление колеблется в пределах 2- Н/см' []. Это важнейшая физико-механическая характеристика почвы. Ее необходимо учитывать при конструировании плугов, составлении норм выработки тракторов, при районировании почвообрабатывающих орудий и факторов. С.Л. Иофниов [] приводит графики изменения удельного сопротивления плуга в зависимости от типа почв (рис. Рис. Как видно рис. Глубина пахоты (нормативная) для этой зоны под различные культуры составляет , , и см, а глубина пахоты для степной и лесостепной зон - , , , и см. Вероятная длина гона [] полей Нечерноземной зоны составляет 0, лесостепной - 0 и степной - м. Обобщенные данные о распределении площадей районов зоны по механическому составу и их удельному сопротивлению (табл. В.И. Вайнруб []. Таблица 1. В числителе указаны проценты от общей площади пашни, в знаменателе - пределы удельного сопротивления почвы. С.Л. Иофинов (] приводит график влияния влажности почвы на удельное сопротивление плуга (рис. Из графика видно, что в диапазоне нормальной влажности почвы удельное сопротивление плуга минимально. Этот диапазон влажности определяет механическую «спелость» почвы. При увеличении или уменьшении влажности относительно диапазона механической «спелости» почвы удельное сопротивление значительно увеличивается, но имеется порог.