Введение к работе
Актуальность работы. Основная обработке почвы является сімом энергоемкой операцией при производстве продукция рзегекие-водства. На ее долю приходится около 40 % эиергересуреев сельского хозяйства. Вместе с тем, основная обработка существенно влгяет на урожайность сельскохозяйственных культур. Современные способы и средства основной обработки часто не обеспечивают выполне-нме агротехнических требований, что приводит к снижению урожайности на 10-3 5 %. Кроме того, выполнение обработки почвы не в оптимальные сроки способствует еше большим отрицательным последствиям. Очевидно, что снижение энергоемкости и улучпение качества основной обработки почвы - важная народнохозяйственная задача.
В нашей стране и за рубежом предложено много различных технических средств, позволяющих снизить энергоемкость и повысить качество обработки. Однако ожидаемые от их применения положительные результаты достигаются лишь в отдельных случаях, причем получить одновременно снижение энергозатрат и хорошие качественные показатели обработки почвы не удается. Это свидетельствует о том, что практически исчерпаны возможности совершенствования известных способов основной обработки почзы.
Существенного прогресса в снижении энергозатрат можно достигнуть за счет применения безотвальной обработки почвы, но при этом не гарантировано ее высокое качество. Дальнейшее, развитие этого перспективного направление сдерживается отсутствием теории процесса крошения пахотного слоя, находящегося в различных технологических состояниях. Поэтому создание такой теории является актуальной научной проблемой, решение которой открывает возможности разработки и обоснования новых способов и высокоэффективных почзообрабатывагощих орудий, для 'отвальной а безотвальной технологий обработки-пахотного слоя.
По данной проблеме автором были выполнены исследования в соответствии с планом НИ? Саратовского института механизации сельского хозяйства (ныне СГАУ) по темам: "Усовершенствовать технологии и машины для основной обработки почвы" (гос. per. f-кУч, 79032752, 780.55863, 01816004439), "Применение высококачественных материалов с редкоземельными металлами, при производстве ответственных деталей почвообрабатывающих маїлин" (roc. per. . 01360015070,. 1066450), координационными программами НИ? и ОЬСР на 1990-1995 гг. по проекту 0.12.09.001 "Зональный зерновой .комплекс" и "Плодородие пг-тны" (ГНТП 0:12 "Зысскоэффе.:тивные процессы іфоизводствалродоаольсхвия"). .
Цель работы. Снижение энергоемкости и улучшение качества основной обработки почвы за счет применения почвообрабатывающих орудий, основанных на новых принципах создания нап.ряженно-дефорнкрованного состояния пахотного слоя.
Научная новизна. Получены принципиальнее решения снижения энергоемкости и улучшения качества обработки почвы, основанные на реализации чистого сдвига и разнонаправленных деформаций пахотного слоя.
Научная ценность работы. Установлены закономерности сезонного изменения основных механических характеристик почвы, включая процесс трещинообразования и технологические состояния пахотного слоя. Обоснованы эффективные способы крошения пахотг ного слоя, закономерности процесса крошения и его энергоемкость. Разработаны теоретические основы выбора основных параметров новых рабочих органов и почвообрабатывающих орудий. Новизна технических решений подтверждена 9 авторскими свидетельствами на изобретение, 1-патентом, 1 свидетельством на полезную модель.
Практическая ценность работы. Полученные результаты исследований служат основой для выбора энергосберегающих способов обработки почвы. Они позволили создать новые плоскорезы-глубо-корыхлители к современным тракторам с постоянной и регулируемой шириной захвата, плуги-рыхлители серии ПРНС и ПБ, игольчатые рыхлители, а также приспособления к плугам-рыхлителям для дополнительного крошения пахотного слоя и выполнения отвальной обработки почвы, рабочий орган культиватора для сплошной обработки почвы, сошник стерневых сеялок, износостойкий и долговечный лемех для плугов общего назначения. Новые технические средства были испытаны на машиноиспытательных станциях. Результаты испытаний изложены в 15 протоколах, 2' актах, 1 отчете^МИС. Плуги-рыхлители серии ПРНС и ПБ, новый лемех прошли государственные приемочные испытания на Поволжской МИС и рекомендованы к производству.
Предлагаемые почвообрабатывающие орудия имеют высокий технический уровень, низкую металлоемкость и позволяют выполнять основную обработку почвы с заданным качеством, увеличив при этом производительность пахотных агрегатов на 27-66 %," и одновременно сэкономить- 22-41 % топлива на 1 га.
Реализация результатов. Плоскорезы-глубокорыхлители с новыми рабочими органами использовались і. хозяйствах Саратовской области в 1982-1986 гг. на площади 132569 га.
С 1987 п в хозяйствах Саратовской и других областей применяются плуги-рыхлители с новыми рабочими органами, приспособления к этим плугам, новые рабочие органы.
Результаты исследований, начиная с 1992 г., использованы Третьим подшипниковым заводом и ПКП "Лигатура" Гг. Саратов) для выпуска высокоэффективных плугов-рыхлителей ПРНС-7, ПРНС-5, ПРНС-2 и новых рабочих органов к серийным почвообрабатывающим орудиям.'За период с 1992 по 1996 гг. на этих предприятиях было ^зготовлено и реализовано 1718 плугоз-рыхлителей серии ПРНС, 47992 шт. новых рабочих органов к «.грішним культиваторам для сплошной обработки почвы. В 1997 г. по ТЗ Саратовского министерства сельского хозяйства на производственных площадях учреждения УШ-332/33 УИН УВД (г. Саратов) было организовано производство плугов-рыхлителей ПБ-5, ПБ-9 и новых плужных лемехов. За период с июля по сентябрь 1997 г. их было изготоз-.ено и реализовано 25 шт., 4 шт., 10538 шт. соответственно. 3 1998 г. ОАО «Саратовский крановый завод» и ОАО «Завод Белинсксельмаш» (Пензенская обл., г. Каменка) начали выпуск плугов-рыхлителей серии ПБ. 3 первом квартале 1998 г. этими предприятиями было изготовлено 5 шт. (ПБ-3), 95 шт. (ПБ-5) и 74 шт. (ПБ-9).
Разработанные научные положения получают дальнейшее развитие и применение при подготовке кандидатских диссертаций аспирантами и соискателями.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы .доложены, обсуждены и одобрены, начиная с 1977 г., на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов . и научных сотрудников СИМСХ им. М. И. Калинина (СГАУ), областной научной конференции "Молодые ученые и специалисты - сельскому хозяйству" (Саратов, 1977 г.), научно-технической конференции профессорско-преподавательского состав", аспирантов и научных работников ЦИМЭСХ (1979 г.), научно-технической конференции ВНИПТИМЭСХ (1934г.), координационном совещании по противоэрозионной технике (Целиноград, ГСКБ ПЭТ, 1936г.), НТС Минсельхозпрома РСФСР (1991 г.), научно-технических совещаниях отдела механизации НПО ''Элита Поволжья" (1995 г.), v.z шестой международной научно-технической конференции В ИМ (1997 г.), на научно-практической конференции «Развитие адаптивных почвозащитных систем земледелия в Поволжье» (Саратов, НИИСХ Юго-Востока, 1998 г.). Конструктивные раз-' работки экспонировались на ВДНХ СССР в 1982 и 1986 гг. и были отмечены серебряной и бронзовыми медалями.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 печатных работ, 9 из которых - авторские езидетельстза на изобретения, 1 -патент Российской Федерации, 1 - свидетельство на полезную модель. .По данной проблеме под руководством автора защищены дзе
диссертации на. соискание ученой степени кандидата технических
-ааухс.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит. КЗ введених, пяти глав, общих вызсдов, списка использованной литературы и
приложений; содержит 224 страницы машинописного текста, 93 рисунка, 20 таблиц, список использованной литературы из 144 наименований, приложения на 53 страницах. Общий объем - 370 страниц.
На защиту выносятся следующие положения: Теоретические основы процесса крошения почвы с учетом закономерностей сезонного изменения механико-технологических свойств пахотного слоя; мзлоэнергсемкие способы обработки почвы, разработанные на ос- нове реализации деформации чистого сдвига или двухосного сжатия.; научные основы расчета параметров предлагаемых рабочих органов и почвообрабатывающих орудий; результаты -чспериментаяьных исследований и испытаний разработанных почвообрабатывающих орудий и их эксплуатационно-технологическая и . технико-экономическая оценка.
