Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1. Исходные предпосылки улучшения функциональных параметров комбинированных машин 9
1.2. Анализ и классификация факторов снижения качества функционирования комбинированных почвообрабатывающих машин 11
1.3. Оценка агротехнических отклонений при износе рабочих органов комбинированных машин 12
1.4. Оценка комбинированных машин по проходимости и забиванию рабочих органов сорняками 23
1.5. Анализ исследований о влиянии рельефов на отклонения глубины обработки почвы 24
1.6. Перспективные направления и тенденции развития комбинированных машин в отечественной и зарубежной практике 27
1.7. Недостатки в разработке конструктивных схем комбинированных машин и пути их решения 30
Глава II. Динамика комбинированного агрегата 33
2.1. Исходные предпосылки динамического анализа агрегата 33
2.2. Конструктивная схема и рабочий процесс комбинированного агрегата на базе культиватора КПС-4Г 35
2.3. Описание расчетной схемы и математической модели агрегата на базе культиватора КПС-4Г 37
2.4. Аналитическое решение дифференциального уравнения, описывающего динамику агрегата 41
2.5. Численное исследование динамики агрегата 44
2.6. Выбор рациональных параметров упругой подвески опорного колеса 62
ГЛАВА III. Программа и методика экспериментальных исследований 65
3.1. Программа исследований 65
3.2. Характеристика условий исследования 66
3.3. Характеристика объектов исследования 69
3.4. Схемы опытов 73
3.5. Структура и направление лабораторных и производственных экспериментов 73
3.6. Приборы и аппаратура 76
3.7. Методика выполнения экспериментов 77
3.8. Математическая обработка и регистрация опытных данных 78
ГЛАВА IV. Результаты и анализ экспериментальных исследований 83
4.1. Влияние динамики агрегата и его размерных параметров на устойчивость глубины обработки почвы 83
4.2. Влияние рельефа на показатели поперечного копирования поля 87
4.3. Параметрические соотношения отклонений рельефа и рабочих органов комбинированных агрегатов 91
4.4. Влияние скорости движения агрегата на глубину хода рыхлящих рабочих органов 96
4.5. Построение контурной схемы агрегата с продольно-горизонтальными шарнирами крепления секций 97
4.6. Результаты испытаний машин в технологическом эксперименте и анализ качественных показателей их работы 99
Основные результаты и выводы 104
Список используемых источников 106
- Оценка агротехнических отклонений при износе рабочих органов комбинированных машин
- Конструктивная схема и рабочий процесс комбинированного агрегата на базе культиватора КПС-4Г
- Структура и направление лабораторных и производственных экспериментов
- Параметрические соотношения отклонений рельефа и рабочих органов комбинированных агрегатов
Введение к работе
В настоящее время в практику сельскохозяйственного производства внедряют различные по назначению комбинированные почвообрабатывающие агрегаты. Однако их эксплуатационные и технологические показатели не в полной мере отвечают требованиям практики. В ходе эксплуатации машины имеют значительные отклонения по устойчивости хода и глубине обработки почвы. Опыт эксплуатации машин показал, что динамические параметры почвообрабатывающего агрегата существенно влияют на качественные показатели его работы.
Поэтому возникла необходимость в изучении динамики комбинированного почвообрабатывающего агрегата и выбора его рациональных параметров, обеспечивающих определенное по технологическим критериям движение рабочих органов на заданной глубине обрабатываемой почвы. Этому вопросу уделяется большое внимание различными исследователями и организациями занимающимися разработкой почвообрабатывающих машин. При этом рассматривались вопросы движения агрегатов, как в продольно-вертикальной, так и в поперечно-вертикальной плоскостях. Причем, исследования в этой области проводились, как правило, с использованием методов статики, что применимо при малых скоростях движения агрегата. В тоже время с ростом скорости движения агрегата возникает необходимость учета динамических эффектов происходящих при взаимодействии агрегата с обрабатываемой почвой. Поэтому результаты исследований полученные на основе статических расчетов не позволяют обоснованно выбрать рациональные параметры комбинированного почвообрабатывающего агрегата.
Поэтому последнее время все больше внимания уделяется созданию методов динамического расчета агрегатов с учетом их взаимодействия с рельефом поля для заданной скорости движения и глубины обработки почвы. При этом важно учесть и правильно смоделировать реакцию почвы на
рабочий орган. Создание таких методов расчета позволит спроектировать высокоэффективные скоростные почвообрабатывающие агрегаты.
Этим определяется актуальность темы данного диссертационного исследования.
Целью работы является повышение эффективности работы комбинированного почвообрабатывающего агрегата с шарнирным креплением рабочих органов на раме.
Задачи работы сводятся к следующему:
Провести анализ исследований и дать комплексную оценку основным факторам, влияющим на колебания и устойчивость глубины обработки почвы.
Разработать математическую модель комбинированного почвообрабатывающего агрегата.
Методом численного эксперимента выявить амплитудно-частотные динамические характеристики агрегата, влияющие на его резонансные режимы при эксплуатации.
Установить влияние рельефа поля на отклонения глубины хода рабочих органов.
Дать динамико-технологический синтез и разработать конструктивную схему комбинированного агрегата с более высокими динамическими, технологическими и эксплуатационными параметрами.
Изготовить макет машины, провести его лабораторно-полевые испытания и дать оценку его размерным и режимным параметрам.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе применены методы исследования и обоснования динамических параметров системы, основанные на законах теоретической механики, теории колебаний, реологии, вычислительной математики, цифровой обработки сигналов.
Научная новизна исследования и положення, выносимые на защиту
Построена математическая модель, раскрывающая закономерности
взаимосвязи рельефа почвы с конструктивными параметрами проектируемо
го агрегата и взаимодействия рабочего органа с почвой.
Установлено соотношение между геометрическими и динамическими параметрами системы, обеспечивающими движение рабочего органа на заданной глубине. Показано, что наряду с кинематическим возбуждением колебаний рабочего органа присутствует параметрическое возбуждение колебаний.
Выявлено, что коэффициент жесткости упругого элемента подвески агрегата, обеспечивающий заданное движение рабочего органа, определяется скоростью движения, его геометрическими размерами, а также свойствами обрабатываемой поверхности.
Изучено влияние параметров ассиметричной упруго-диссипативной
подвески агрегата на характер движения рабочего органа. Показано, что при
коэффициенте ассиметрии более 4 обеспечивается заданное движение рабо
чего органа при V до 3 м/с.
Обоснованность выводов и достоверность научных и практических результатов исследования обеспечена корректностью постановки задачи, обоснованностью использованных теоретических зависимостей и принятых допущений, применением известных математических методов; подтверждается сравнительным анализом результатов, полученных теоретически и в результате лабораторных испытаний.
Практическая значимость исследований. Итоги исследований позволяют предложить производству более совершенную конструкцию агрегата, а конструкторским организациям методы его динамического расчета и проектирования.
Разработана методика и программное обеспечение для расчета и оценки динамических параметров агрегата с использованием ЭВМ.
Реализация результатов исследования. Результаты исследований реализованы в региональной программе «Реконструкция и развитие сельскохозяйственного машиностроения на промышленных предприятиях Курской области на 2001—2005 гг.» и внедрены в ОПХ ЦЧ МИС, хозяйствах Коны-шевского.
Апробация.
Основные положения диссертации докладывались и были одобрены на городском научно-методическом семинаре по теоретической механике (г. Курск, 2002-06). Конструкции машин показаны на семинарах и заседаниях головного научно-технического совета центра «СЕЛЬХОЗМАШ» Курской области и на ЦЧ МИС.
Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 работ, в том числе 1 патент на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, общие выводы и приложения. Она изложена на 122 страницах текста; содержит 42 рисунка, 12 таблиц. Список литературы включает 182 наименования.
Диссертационная работа выполнялась на кафедре «Теоретическая механика и мехатроника» Курского государственного технического университета в рамках гранта Министерства образования Российской Федерации для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов высших учебных заведений (2003-2004 гг.) шифр А04-3.18-675.
Оценка агротехнических отклонений при износе рабочих органов комбинированных машин
Система машин для сельскохозяйственного производства насчитывает более 3 тысяч видов и наименований. Все они требуют соответствующего динамического и технологического расчета и обоснования. Исследования о технологических процессах этого типа машин возникли на стыке ряда научных дисциплин, а именно: математической логики, технической диагностики, теоретической механики, теории вероятностей и случайных процессов, теории машин и механизмов и др. Развитие теории и практики в этой отрасли тесно взаимосвязано. Основные направления совершенствования машин определяются общими тенденциями развития производства и эксплуатации сельскохозяйственной техники. Проблема динамического анализа и расчета машин является «вечной», поскольку возникает всякий раз в новой формулировке на каждом новом этапе создания техники. К числу наиболее актуальных проблем разработки теории динамического анализа относятся вопросы создания сложных машин и комплексов по наперёд заданным технологическим параметрам качества их работы. Отсутствие научных исследований в этом направлении сдерживает внедрение новой техники в практику сельскохозяйственного производства.
Качество функционирования сельскохозяйственных машин, в том числе и почвообрабатывающих агрегатов, следует рассматривать, как свойство изделия сохранять значения установленных параметров в определенных агротехнических пределах, соответствующих эксплуатационным заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Это комплексное свойство, которое в зависимости от назначения и условий эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость их в отдельности или определенное сочетание свойств как изделия в целом, так и его частей. Основное понятие, используемое в теории машин, - понятие отказа, которое означает утрату работоспособности, наступающей либо внезапно, либо постепенно, не рассматривается и выходит за пределы настоящего исследования. Работоспособность — это такое состояние изделия, при котором оно соответствует всем требованиям, предъявляемым к его основным параметрам. К числу основных параметров относятся: динамическое нагружение систем, производительность (быстродействие) агрегатов, весовые характеристики, устойчивость технологического процесса обработки почвы, точность выполнения производственных операций, включая равномерность глубины хода, качество крошения и другие агротехнические и эксплуатационные требования. Функциональные и конструктивные показатели качества машин могут изменяться с течением времени. Изменение показателей, превышающее допустимые значения, приводит к возникновению отказового состояния (частичного или полного отказа машины). Показатели динамической оценки нельзя противопоставлять другим показателям качества: без учета технологии функционирования машин все другие показатели теряют свой смысл. Точно так же показатели технологии становятся полноценными показателями качества лишь в сочетании с другими характеристиками машины. Это понятие давно используется в инженерной практике. Сельскохозяйственные машины и рабочие органы всегда изготовлялись в расчете на некоторый достаточный для практических целей период использования. Однако долгое время динамика сельскохозяйственных машин не измерялась количественно, что затрудняло их объективную оценку. Она не имела измерения, а лишь констатацию — высокая, средняя низкая. Установление количественных показателей выработки и ресурса техники, хронометража и эксплуатационной нагрузки на машины стало предпосылкой использования научных методов испытаний и исследования эксплуатационной надежности машин в технологиях на практике.
Факторы, влияющие на качественные показатели работы комбинированных машин, можно разделить по классификации на внешние, внутренние и смешанные. К внешним параметрам влияния можно отнести рельеф, тип почв, влажность, засоренность, атмосферные осадки в период работы и хранения агрегатов и другие.
К внутренним факторам относятся: износ рабочих органов, конструктивные отклонения механизмов продольного и поперечного копирования рельефа, набор выполняемых операций и другие функциональные задачи.
К смешанным относятся параметры, зависящие как от конструкций машин, так и от внешних условий: например, проходимость агрегата в экстремальных и нормальных условиях, режимные параметры в переменных условиях вспомогательных и рабочих механизмов.
Создание многофункциональных комбинированных машин предусматривает сокращение числа операций, улучшение и соблюдение агротехнических показателей и снижение производственных издержек на производство сельскохозяйственной продукции. Комбинированные агрегаты отличаются от одноопера-ционных машин значительным набором рабочих органов, соединенных между собой в динамическую систему, выполняющую определенный комплекс задач. В этой связи рабочие органы комбинированных машин в процессе выполнения технологических операций подвергаются большим динамическим нагрузкам, абразивному износу, электрохимической коррозии в атмосфере. Характерной особенностью комбинированных агрегатов является неравномерность динамических нагрузок на рабочие органы и их неравномерный относительный износ. Быстрый износ и изменение геометрической формы рабочих поверхностей вызывает нарушение технологической надежности агрегатов за счет относительной равномерности глубины хода рабочих органов. Это, в свою очередь, значительно увеличивает тяговое сопротивление машин, удлиняет простои многофункциональных комбинированных агрегатов. При этом возрастает потребность в запасных частях, увеличиваются затраты на ремонт, установку и регулировку машин. Простои возрастают из-за неравномерности износа отдельных, более нагруженных частей комбинированных агрегатов, что снижает их эксплуатационную и, соответственно, технологическую надежность. В отдельных случаях из-за простоев и неравномерного износа поверхностей рабочих органов не представляется целесообразным совмещать их в одном агрегате. Имеющая место тенденция повышения рабочих скоростей комбинированных машин, снижение их металлоемкости, повышение долговечности неразрывно связана с научной проблемой износостойкости и прочности машин. Успешное решение этой задачи связано с изучением закономерностей функционирования комбинированных агрегатов в производственных условиях по результатам их испытаний на МИС в соответствии с нормативами [38, 39,40,41,42,43,44,45,46,48,49,50, 51, 70].
Конструктивная схема и рабочий процесс комбинированного агрегата на базе культиватора КПС-4Г
Развитие сельскохозяйственного машиностроения в нашей стране и за рубежом осуществляется через рыночные, бюджетные, кредитные, налоговые, ценообразующие и административно-законодательные рычаги. Современные тенденции развития комбинированных машин за рубежом подтверждают общую цель - создание более эффективных комбинированных агрегатов с высокой степенью их универсальности, технологической и эксплуатационной надежности [5, 125, 154, 156] Почвообрабатывающая техника развивается в направлении усовершенствования орудий и наиболее целесообразной комбинации рабочих органов с целью более эффективной и тщательной обработки почвы, экономии эксплуатационных затрат и щадящего воздействия на почву. Это обращает повышенное внимание конструкторов и ученых к совершенствованию почвообрабатывающих машин и выполняемых ими технологий. Предложения в области создания машин можно разделить на две группы. С одной стороны, это универсальные, более простые одноопераци-онные машины, а с другой - более сложные, с приводом от вала отбора мощности (ВОМ), которые менее маневренны при агрегатировании и при работе с различными тракторами. К основным тенденциям в области почвообработ-ки следует отнести создание конструкций комбинированных почвообрабатывающих и посевных машин с активными рабочими органами, увеличение ширины захвата, создание орудий, выполняющих за один проход агрегата весь комплекс работ. Характерной особенностью этих машин является их высокая стоимость (на 35-40%).Эти машины имеют сменные рабочие органы для углубления пахотного горизонта в технологиях [77, 91, 96, 111, 126, 127, 154, 156, 165, 166, 177,178].
Динамические параметры зарубежных мобильных машин отличаются высокой износостойкостью, большим сроком службы, простотой регулировок, высокой производительностью, компактностью. Для этого применяют составные рабочие поверхности, а основной металл, применяемый для изготовления рабочих поверхностей, в печах насыщается углеродом и подвергается азотированию. Благодаря такой термохимической обработке рабочих поверхностей получают рабочие органы не только очень высокой твердости (и, соответственно, прочности), но и очень высокой стойкости к ударам. Фирмы «Кроне» и «Лемке» изготовляют трехслойную сталь - «конит», обладающую этими свойствами. Основными ее преимуществами являются: снижение износа; защита рабочих кромок твердым слоем...; высокая стойкость к ударам; отсутствие риска сколов металла из твердой наружной зоны, так как она обладает однородной структурой, полируется с помощью электролиза, а не механическим путем. Электролизная полировка гарантирует высокое качество отделки, сводит до минимума снятие металла, позволяет избежать вредного перегрева, свойственного механической полировке, и обеспечивает большой срок службы машин. При применении «Конита» обеспечивается твердость по всему контуру, в то время как применении «Триплекса» фланги рабочих поверхностей не защищены.
Фирма «Кюн» и «Грегуар Бессон» применяет диски увеличенного диаметра 660-710 мм, а также ротационные рабочие органы с принудительным приводом от вала отбора мощности (ВОМ) с диаметром ротора 680-740 мм. Для сохранения влаги и стерни при возделывании сельскохозяйственных культур в засушливых условиях разработаны и выпускаются новые противо-эрозионные машины. В последние годы в ряде зон США и Канады и некоторых европейских странах для уменьшения эрозии и сохранения влаги стремятся максимально сократить интенсивность обработки почвы. Большое внимание уделяется уменьшению общего количества операций по сравнению с традиционными технологиями. Фирма «Жан де Брю» выпускает каток — культиватор шириной захвата 12 м. Фирма «Агрисельф» выпускает культиваторы «Raz-Mott» - специальные приспособления для выравнивания и легкого уплотнения почвы перед трактором. Нож нивелировщика не заглубляется благодаря пружинным амортизаторам и опрокидывается перед препятствием. Система полунавесного культиватора «Komdor» позволяет за один проход проводить обработку почвы и посев. Для предпосевной обработки почвы фирма «Хэвард» выпускает комбинированный агрегат «Роталабур» с пятью сменными роторами и с вертикальной осью вращения, обеспечивающими обработку легких, средних и тяжелых почв. Широкозахватная борона (8 м) с ротационными рабочими органами этой же фирмы пользуется широким спросом у фермеров. Заметно расширился выпуск комбинированных машин позволяющих проводить весь комплекс работ предпосевной подготовки почвы. Для этого фирма «Pay» выпускает многочисленный набор машин различного назначения. Анализ рекламной конъюнктуры отечественного и зарубежного научно-практического опыта даёт основания для оценки основных тенденций развития сельскохозяйственной техники в наиболее развитых странах мира.
Комбинированные почвообрабатывающие и посевные машины, выпускаемые в России и за рубежом, позволяют сформулировать наиболее актуальные положения по развитию этой отрасли машиностроения. Основными требованиями и перспективными направлениями в создании рабочих органов комбинированных машин являются: а) тщательная обработка с минимальными отклонениями по глубине, высокое качество крошения и создание рыхлого слоя почвы за один проход агрегата; б) сепарация нитевидных проростков сорняков и более крупных фрак ций на поверхности поля; в) создание уплотненного ложа на глубине укладки семян; г) скоростное выполнение технологического процесса обработки почвы; д) совмещение обработки почвы с посевом, внесением удобрений и другие; є) модульное исполнение рабочих органов и возможность комплектования ими агрегатов и разных марок тракторов; ж) использование комбинированных машин для совмещенных и раздельных операций подготовки почвы, посева и ухода за посевами. Этим требования в большей степени удовлетворяют схемы машин, комбинированных агрегатов и рабочих органов, разработанные по программам регионального сельскохозяйственного машиностроения Орловской, Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой областей.
Структура и направление лабораторных и производственных экспериментов
В приложении к решаемой технической задаче одним из основных факторов, обусловливающих эксплуатационную надежность комбинированных машин, является достаточная прочность их узлов и деталей. Однако при излишнем запасе прочности и при крупных сериях выпуска машин, исчисляемых миллионными тиражами, имеет место большой расход материалов и средств, используемых для их изготовления. При этом также увеличивается вес машины, что сопряжено с возрастанием непроизводительных энергозатрат на ее перемещение. Размеры сечений деталей комбинированных машин должны быть такими, чтобы обеспечивалась необходимая их прочность и долговечность, а в отдельных случаях и достаточная эксплуатационная жесткость. При этом затраты материала должны быть минимальными. Такие размеры сечений и весовые характеристики машин называются оптимальными.
Для того чтобы получить требуемые размеры сечений деталей комбинированных машин, необходимо знать величину, динамические параметры и характеристики внешних сил, действующих на детали комбинированных машин и агрегаты в целом.
Особенность работы комбинированных машин состоит в том, что в процессе выполнения рабочего процесса они получают неравномерную нагрузку от рельефа, вращающихся массивных неуравновешенных роторов, тракторного двигателя и другие. Изучение факторов, влияющих на устойчивость хода комбинированных агрегатов, позволяет разработать и установить технические приемы повышения качества функционирования современных комбинированных и других почвообрабатывающих машин. На комбинированный агрегат, находящийся в эксплуатации под действием нагрузок, наложены ограничения:
В условиях динамического нагружения системы исключается разгон и остановка динамической системы, а скорость движения постоянна. Выполнены все регулировочные характеристики по глубине хода, предшествующие операции соответствуют агротехническим требованиям качества поверхности, крошения и относительной равномерности нагрузок на рабочие органы. Переменные параметры и условия эксплуатации для всех продольно-вертикальных сечений в данный момент времени у рабочих органов одинаковы.
По способу агрегатирования комбинированные машины подразделяются на прицепные, навесные и полунавесные. Степень устойчивости хода комбинированных машин зависит от равновесия сил, соотношения размерных и режимных параметров агрегата, механизмов крепления рабочих органов, конструкции навески. Динамическое равновесие машин рассматривается в двух плоскостях - продольно-вертикальной и горизонтальной. Вертикаль Y и горизонтальная линия в направлении движения агрегата образует продольно-вертикальную плоскость. Горизонтальная линия движения агрегата и горизонтальная нормаль к ней образуют продольно-горизонтальную плоскость движения агрегата.
Комбинированный агрегат во время работы подвергается действию внешних сил. Пренебрегая деформациями звеньев агрегата, его можно представить в виде системы твердых тел, соединенных между собой жесткими связями. При работе такого агрегата система твердых тел находится в относительном и переносном движении. Характер движения агрегата обусловливается действующими на него силами.
Прицепной агрегат (рис. 2.1) находится под воздействием системы сил и их моментов относительно шарнирных звеньев прицепа. Характерной особенностью эксплуатации комбинированного почвообрабатывающего агрегата на базе прицепного культиватора является то, что для осуществления технологического процесса последние должны перемещаться по полю, которое во многих случаях неоднородно по растительному покрову, микрорельефу, плотности почвы и другим физико-механическим показателям. Поэтому большинство из указанных сил изменяется во время работы агрегата по величине и направлению действия. В результате этого нарушается равновесие действующих на агрегат сил, чем и обусловливается отклонение его от заданной глубины хода в продольно-вертикальной плоскости. Известно также, что высокое качество работы комбинированного агрегата может быть достигнуто только при устойчивом его движении по поверхности предварительно подготовленного поля.
На переходных этапах освоения наукоемких безгербицидных технологий и машин для выращивания сахарной свеклы и других культур целесообразно использовать серийные культиваторы с сепарирующими приставками.
Перспективной для осуществления технологии сепарации почвы и сорняков и повышения производительности труда является схема почвообрабатывающего агрегата на базе серийного культиватора (рис. 2.1). Теоретическому анализу и экспериментальной проверке подвергнут серийный культиватор, оборудованный сепарирующими приставками. Конструкция этого агрегата позволяет обрабатывать полосу шириной захвата 4 метра по предварительной вспашке. Агрегат работает с колесным или гусеничным трактором. Задача его — механизация подготовки почвы под посев сахарной свеклы и другие культуры. При подготовке почвы паровой культиватор, оборудованный боронами, часто не справляется с глыбами и засоренностью почв. Грубая глыбистая почва требует повторных обработок. Это удорожает технологию и продукцию земледелия.
Параметрические соотношения отклонений рельефа и рабочих органов комбинированных агрегатов
При разработке технических средств для обработки почвы, необходимо учитывать условия проведения экспериментов. Подготовку почвы необходимо проводить при наилучших показателях крошения пласта, максимального уничтожения сорняков, минимальных агротехнических сроках, затратах труда времени и средств применительно к условиям Центрально-Черноземной полосы и других, сходных с ней по почвенно-климатическим показателям зон. Климат этих областей континентальный. Среднемесячная температура января изменяется от —8 до —11С. Характерными естественно-климатическими особенностями зоны является наличие абсолютных значений годовых температур в пределах ±30С, которые существенным образом влияют на технологию работы машин, урожай и другие качественные показатели.
Важно знать и средние величины месячных температур в течение года. Их значения приведены в таблице 3.2. Она позволяет вносить поправки в системы регулирования и управления рабочими режимами эксплуатации обслуживания и ремонта техники. При почвозащитной системе земледелия изменения высоты неровностей полей представляют собой случайные величины с распределением, близким к нормальному закону. Высота неровностей исследованных полей варьирует в пределах от 0,029 до 0,1 м с дисперсией 0,0074—0,115 м . Опытный участок в период проведения опытов имел твер-дость почвы в обрабатываемом слое на глубине 0-12 см 2,25 /см с коэффициентом вариации 44,5%. Поверхность поля имела общий наклон 1,5— 2. Частота возмущающих воздействий неровностей полей характеризуется широким диапазоном. Скорость движения агрегата изменялась от 0,2 до 3,33 м/с.
Из-за низкого качества обработки почвы, глыбистой пересушенной поверхности поля, плохого копирования профиля поля, неудовлетворительной работы широкозахватных почвообрабатывающих машин и сеялок возникает опасность неравномерной глубины хода рабочих органов, имеют место неравномерные изреженные засоренные посевы с плохо развитой корневой и вегетативной массой.
Практика свидетельствует, что Центрально-Черноземный район относится к зонам неустойчивого земледелия. Количество осадков не превышает по средним многолетним данным 520 мм в год, а их выпадение характеризуется высокой неравномерностью. В итоге повышается неравномерность износа рабочих органов, что ухудшает равномерность глубины хода машин. Так, в период подготовки почвы и сева озимых культур, приходящийся на конец августа - начало сентября, их, как правило, не бывает. Байко В.П., Поршнев Г.А. отмечают, что в условиях ЦЧП за последние 85-90 лет каждый четвертый год был засушливым. Это и не позволяет качественно проводить основную обработку, крошить глыбы и готовить почву под посев. Мало осадков приходится и на май - июнь, когда имеют место восточные суховеи, приводящие к локальному проявлению ветровой эрозии, гибели посевов свеклы и других культур. Почвы региона и Центрально-Черноземной машиноиспытательной станции относятся к слабо выщелоченным среднесуглини-стым черноземам. По механическому составу это тяжелые суглинки. Их обработка серийными машинами сопровождается образованием глыбистой пашни, которая быстро зарастает сорняками или покрывается всходами падалицы. Дополнительные операции обработки почвы режущими лапами культиваторов, боронами, катками, как правило, оставляют глыбистую поверхность поля. В весенний период на таких почвах прогрессирует рост сорняков. Они быстро развиваются при более низких кардинальных температурах, покрывают поверхность поля и угнетают посевы. Сорняки используют влагу и удобрения и резко снижают урожай. По этим и другим биологическим признакам повышение качества крошения почвы и уничтожение сорняков остается одной из важнейших проблемных научно-производственных и технико-экономических задач в этой зоне.
Для испытаний выбирались пересушенные почвы с большими глыбами и засоренные поля. Испытания проводились по отвальной вспашке, на операциях предпосевной обработки почвы, формировании густоты насаждений сахарной свеклы. Агрегаты составлялись в соответствии с эксплуатационными требованиями [152,169, 177, 178].
В технологическом эксперименте объектами исследования была конструктивная, технологическая и эксплуатационная надежность комплекса машин и комбинированных широкозахватных агрегатов с измененной конструкцией рамы.
Экспериментальные рабочие и макетные образцы комбинированных агрегатов изготовлялись на заводе «Элеватормельмаш», Станкостроительном заводе г. Курска. Опытные конструкции являются составной частью ОКР И НИР региональной научно-технической программы «Реконструкция и развитие сельскохозяйственного машиностроения на промышленных предприятиях Курской области на 1998-2005 гг.». Комбинированные агрегаты выполнены в различных вариантах. Испытания проводились комплексом машин на опытных участках и в производственных условиях на больших площадях, что позволило получить результаты производственного значения. Для оценки качества копирования широкозахватных рам выполнялся полный технологический комплекс работ, включая отвальную вспашку, культивацию, почвоуглубление штанговыми плугами (рис. 3.2), весеннюю предпосевную обработку почвы (рис. 3.3), довсходовую сепарацию сорняков в верхнем слое почвы, междурядную обработку плантаций, формирование густоты насаждений специально изготовленным нами прореживателем сахарной свеклы (рис. 3.4).
