Введение к работе
Актуальность темы. С целью получения посадочного материала с большей массой надземной части при оптимальном соотношении ее с массой мелких корней, что является основой для интенсивного роста в культурах, применяется доращивание сеянцев в школьном отделении лесных питомников/Посадка сеянцев древесных пород является сложным процессом. Для повышения производительности работ при посадке лесных культур в лесных питомниках и увеличения степени приживаемости широко применяются средства механизации.
Однако механизированный способ посадки имеет определенные недостатки, связанные с работой бороздообразующих и почвозаделывающнх рабочих органов лесопосадочных машин, Бороздообразующие рабочие органы образуют посадочное место с уплотненными стенками, наряду с недостаточным заполнением корневой системы почвой имеет место нарушение расположения почвенных слоев. Уплотнение почвы катками сопровождается деформацией и повреждением корневой системы сеянцев, не обеспечивается хороший контакт корней с почвой. Перечисленные недостатки отрицательным образом сказываются на приживаемости сеянцев и на качестве получаемого посадочного материала.
Одним из способов повышения качества посадки сеянцев лесных культур является, на наш взгляд, применение на школьных лесопосадочных машинах для лесных питомников асимметричных сошников и почвозаделывающнх катков с гибким ободом.
Однако известные теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов посадочных машин для лесных питомников недостаточно описывают взаимодействие с почвой асимметричного сошника с наклонной установкой и гибкого обода почвозаделывающего катка. -
Целью работы является повышение качества посадки сеянцев лесных
культур в школьном отделении лесных питомников путем обоснования конст
руктивно-технологической схемы лесопосадочной машины, параметров.асим
метричного сошника и уплотняющего катка с гибким ободом. - -: - ',;
Объекты исследований. Объектами исследований являлись: асимметричный коробчатый сошник и уплотняющие цилиндрические катки школьной лесопосадочной машины с жестким, гибким и пневматическим ободами; почвенный пласт.
Предмет исследований взаимодействие асимметричного сошника и почвозаделывающнх катков с почвой.
Методы исследований. Научные исследования проводились при помощи методов: дифференциального и интегрального исчислений, аналитической геометрии, теоретической механики, имитационного моделирования. Обработка результатов измерений производилась методами математической статистики с применением ЭВМ. Достоверность результатов научных исследований подтверждается апробацией на предприятии лесного комплекса и использованием рекомендаций конструкторскими организациями при проектировании лесопосадочных машин.
Научная новизна: - новая схема лесопосадочной машины для школ лесных питомников (патент на полезную модель № 55533), отличающаяся тем, что сошник выполнен асимметричной формы и установлен под углом 15 к продольно-вертикальной
плоскости, обеспечивающий более полное заполнение почвой посадочной щели, с размещенными в ней корневыми системами сеянцев;
. - новая схема заделывающего рабочего органа лесопосадочной машины (патент на изобретение № 2280350), отличающаяся тем, что каток состоит из обода, выполненного из двух обручей, соединенных между собой поперечными прутками, обернутого резинотканевой полосой, снижающий продольное перемещение сеянцев и повышающий качество заделки корней почвой;
математическая модель процесса взаимодействия наклонно-установленного асимметричного сошника с почвой, отличающаяся возможностью определять его тяговое сопротивление, высоту осыпи почвы в образованную им борозду, а также угол наклона сошника в поперечной плоскости;
математическая модель взаимодействия почвозаделывающего катка с гибким ободом с почвой, отличающаяся возможностью определять рациональную нагрузку на каток и расстояние между поперечными прутками катка;
результаты лабораторных исследований бороздообразующего и почвозаделывающего рабочих органов лесопосадочной машины, отличающиеся описанием взаимодействия с почвой и оценкой качества работы наклонно-установленного асимметричного сошника и новой конструкции почвозаделывающего катка с гибким ободом;
рабочий процесс разработанной лесопосадочной машины, отличающий-ся повышением экономической эффективности»
Значимость для науки заключается в установлении влияния конструктивных и технологических параметров асимметричного сошника на процесс образования посадочной борозды при работе в питомниках; получении математической модели взаимодействия асимметричного сошника с почвой; получении математической зависимости, описывающей взаимодействие почвозаделывающего рабочего органа с почвой; разработке новой компоновочной схемы лесопосадочной машины и новой конструкции почвозаделывающего рабочего органа, новизна которых подтверждена патентами на полезную модель № 55533 и изобретение № 2280350,
Практическая ценность работы состоит в разработке перспективной компоновочной схемы лесопосадочной машины и новой конструкции почвозаделывающего рабочего органа, обеспечивающие качественную посадку сеянцев лесных культур и повышение их приживаемости на 15-20%.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Предложенная компоновочная схема лесопосадочной машины для питомников, снижающая материалоемкость машины на 17 % и габаритные размеры, а также обеспечивающая более качественную посадку сеянцев; .
-
Модель процесса взаимодействия наклонно-установленного асимметричного сошника с почвой, позволяющая обосновать рациональный угол наклона сошника в поперечной плоскости и определять высоту осыпи почвы в борозду, а также тяговое сопротивление сошника в процессе работы;
-
Разработанная конструкция почвозаделывающего катка с гибким ободом, обеспечивающая высокое качество заделки корневых систем сеянцев почвой;
-
Математическая модель взаимодействия новой конструкции почвозаделывающего катка с гибким ободом с почвой, позволяющая обосновать рациональную нагрузку на каток и расстояние между поперечными прутками катка:
F J
-
Данные лабораторных исследований наклонно-установленного асимметричного сошника и почвозаделывающего катка с гибким ободом» позволяющие описать взаимодействие их с почвой и оценить качество работы;
-
Рабочий процесс разработанной лесопосадочной машины позволяющий оценить экономическую эффективность ее применения.
Достоверность полученных результатов. Выводы диссертационной работы базируются на результатах фактического материала, полученного при проведении лабораторных и полевых испытаний. В ходе проведения лабораторных исследований учитывались плотность и влажность почвы. Полученные данные обрабатывались методом математической статистики с использованием программы Microsoft Excel для персонального компьютера.
Личное участие автора заключается в определении целей и задач работы, в выполнении научно-технических исследований и анализа их результатов.
Апробация работы- Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (2003-2006 гг.), Вологодского государственного технического университета (2006 г.), а также заседаниях кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин Воронежской государственной лесотехнической академии.
Публикации, Основные научные разработки по теме диссертации опубликованы в 9 работах, включая 1 статью в издании центральной печати рекомендованного ВАК Министерства образования РФ, 5 публикаций без соавторов и 2 патента на изобретение и полезную модель.
Реализация работы* Разработанная лесопосадочная машина и почвоза-делывающий рабочий орган, а также результаты научных исследований были внедрены в Воронежской государственной лесотехнической академии, ГНУ ВНИАЛМИ, ФГУ ВНИИЛМ и ФГУ "Новоусманский лесхоз".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений.
Основное содержание работы изложено на 151 странице машинописного текста, иллюстрировано 66 рисунков и 19 таблиц.
