Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Состояние проблемы. задачи исследований и разработок
Современное состояние и тенденции развития рабочих органов отвальных плугов общего назначения 9
Агротехнические показатели работы плужных корпусов 18
Энергетические показатели работы плужных корпусов 40
Цели и задачи исследований 60
ГЛАВА 2 Методы проектирования рабочих поверхностей плужных корпусов
Проектирование поверхностей культурного типа 61
Проектирование поверхностей винтового типа 68
ГЛАВА 3 Теоретические исследования процесса оборота пласта
Обоснование рациональных значений ширины пласта 73
Кинематика пласта 76
Обоснование длины закрутки и максимальной ширины пласта 82
Обоснование динамического режима оборота пласта 86
Обоснование параметров образующей корпуса отвала 92
Методика проектирования рабочих поверхностей винтового типа 96
ГЛАВА 4 Экспериментальные исследования работы плуга с разработанными корпусами
Техническая характеристика опытного образца плуга с винтовыми корпусами 101
Методика и результаты исследований агротехнических и энергетических показателей работы плуга с винтовыми корпусами 101
Государственные испытания плуга с винтовыми корпусами на Центральной МИС 121
ГЛАВА 5 Экономическая эффективность применения плуга с разработанными корпусами 126
Общие выводы 135
Литература 138
Приложения 152
- Современное состояние и тенденции развития рабочих органов отвальных плугов общего назначения
- Проектирование поверхностей культурного типа
- Обоснование рациональных значений ширины пласта
- Методика и результаты исследований агротехнических и энергетических показателей работы плуга с винтовыми корпусами
Введение к работе
Анализ тенденций развития систем обработки почвы свидетельствует о
Ф том, что вспашка с оборотом пласта продолжает оставаться в Европейской
части России, так же как и в Европе в целом, преобладающим приемом*
основной обработки почвы. По многочисленным экспертным оценкам
основная обработка почвы с оборачиванием поверхностного слоя сохранится
и в первые десятилетия 21 века на 45-50% посевных площадей [14, 70, 92],
Вспашка с оборотом пласта - это основной и важнейший прием обработки
0 почвы, во время которого пласты переворачиваются, перемешиваются и
рыхлятся. В результате объем обрабатываемой почвы увеличивается на 25-
50 %, а пористость - на 10-15 %. При вспашке подрезаются и заделываются
вглубь сорняки, удобрения и пожнивные остатки, выносятся в верхние слои
пахотного горизонта коллоидные почвенные частицы, вымытые осадками в
нижние слои.
щ Только отвальный плуг обеспечивает крошение, рыхление, оборачивание
и перемешивание почвы. Вследствие этого уплотненная в течение
вегетационного периода или более длительного времени почва вновь
разрыхляется и приобретает оптимальные агрофизические свойства. В хорошо
разрыхленной почве увеличивается общая скважность, некапиллярная
пористость, улучшается воздухообмен и поглощение почвой воды. В
разрыхленном до оптимального состояния почвенном слое (50-60% общей
пористости) активизируются микробиологические процессы, улучшается
проникновение сквозь него корней культурных растений. Рыхлая почва
интенсивно поглощает атмосферную воду, за счет чего предотвращается или
же существенно уменьшается ее поверхностный сток. Глубокая отвальная
вспашка является самым эффективным приемом в борьбе с сорняками, так как
ф наиболее засоренный верхний слой почвы (0-10 см) срезается и перемещается на
дно борозды. При длительной бесплужной обработке (без оборота пласта)
происходит резкая дифференциация слоя по содержанию гумуса. При безотвальной обработке, помимо дифференциации почвенных горизонтов по плодородию, происходит механическое разрушение структуры поверхностного слоя почвы, что может привести к снижению или потере эрозионной устойчивости этого слоя. В связи с этим многие ученые приходят к выводу о необходимости периодической обработки почвы с оборотом пласта и в эрозионно-опасных регионах, считая, что перемещенная из нижнего горизонта структурная комковатая почва будет препятствовать ветровой эрозии [60]. При этом основная обработка почвы самая трудоемкая и энергоемкая операция в полеводстве. На выполнение ее в настоящее время приходится до 40% энергетических и трудовых затрат от всего комплекса полевых работ при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур. Поэтому снижение энергоемкости и повышение надежности технологического процесса вспашки являются важными проблемами сельского хозяйства. Вместе с тем, значительные земельные площади в России представляют собой насаждения многолетних трав, залежные земли, луга и пастбища. Эти угодья имеют высокое потенциальное плодородие, образовавшееся в течение многих лет путем накопления гумуса и разложения растительных остатков и могут утратить его в результате неправильной обработки. Эффективная основная обработка задерненных почв возможна только плужными корпусами с винтовыми отвалами, обеспечивающими неразрывный оборот почвенного пласта. Кроме того, большое количество пахотных земель, выведенных из сельскохозяйственного оборота, залужаясь и задерняясь, также требуют обработки винтовыми корпусами. Применение винтовых плужных корпусов позволяет обеспечить полный оборот задерненного почвенного пласта и заделку растительных остатков, повысить биологическую активность почвы, уменьшить засоренность сорняками, улучшить водный режим и азотное питание растений. В конечном счете, это приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Обзор европейских систем обработки почвы с оборотом пласта показывает, что плужные корпуса винтового типа часто применяются как универсальные рабочие органы. Анализ агротехнических и энергетических показателей работы плужных корпусов показал, что винтовые рабочие поверхности обеспечивают лучшее качество вспашки как задерненных, так и старопахотных почв. Корпуса культурного типа очень чувствительны к изменениям рабочей скорости вспашки и поэтому для каждого узкого диапазона скоростей необходимо создание нового плужного корпуса. Плужные корпуса винтового типа в значительно меньшей степени реагируют на изменение скорости и менее энергоемки в сравнении с корпусами культурного типа. Однако, при очевидном преимуществе плужных корпусов винтового типа, их промышленного производства в России не организовано. Таким образом, задачи по созданию лемешно-отвальных поверхностей винтового типа и обоснованию их параметров, являются актуальными.
Диссертация выполнена на кафедре "Почвообрабатывающие машины" МГАУ им. В.П.Горячкина согласно планам НИР МГАУ и "Концепции развития технологий и техники для обработки почвы на период до 2010 года" (М.: ВИМ, 2002).
В настоящей работе представлены результаты исследований технологического процесса оборота почвенного пласта винтовой рабочей поверхностью плужного корпуса, результаты исследований по обоснованию параметров и рациональных режимов работы плужных корпусов винтового типа. В реализации научных разработок и решении отдельных задач активное участие принимали сотрудники кафедры "Почвообрабатывающие машины" МГАУ им. В.П. Горячкина: С.А.Золотарев, В.В. Шаров, Ф.К.Самарин. Отдельную благодарность выражаем кандидату сельскохозяйственных наук В. А. Шевченко.
Целью работы является создание винтовой лемешно-отвальной поверхности плужного корпуса, обеспечивающей высокое качество обработки почвы при снижении энергетических затрат.
Объектом исследования является движение почвенного пласта под воздействием лемешно-отвальной поверхности винтового типа.
При проведении теоретических исследований использовались методы теоретической механики и сопротивления материалов. При проведении экспериментальных исследований использовались методы математической статистики, планирования многофакторного эксперимента, методики отраслевых и государственных стандартов.
Реализация научно-исследовательских работ осуществлена в следующих формах:
Результаты теоретических и экспериментальных исследований представляют научную базу для создания промышленных лемешно-отвальных корпусов винтового типа.
Разработаны комплекты технической документации и исходных требований на плуг с винтовыми корпусами к тракторам класса 1,4.
Результаты работ использовались при выполнении университетом государственного контракта с МСХ РФ по теме "Проведение исследовании и разработка высокопроизводительного многофункционального агрегата для основной обработки почвы к трактору класса 5".
Проведены государственные испытания плуга ПНВ-3-35 с разработанными плужными корпусами на Центральной МИС и получены рекомендации на производство опытной партии плута.
Плуг с винтовыми корпусами демонстрировался на Российской агропромышленной выставке "Золотая осень" г. Москва в октябре 2003 года.
*
«I
Отдельные материалы, входящие в диссертацию, доложены и одобрены на научных конференциях МГАУ им. В.П. Горячкина в 2001-2004 годах. Основное содержание диссертации опубликовано в статьях сборников научных трудов "Совершенствование технологий и машин в АПК", "Вестник" МГАУ им. В.П.Горячкина и научном отчете МГАУ им. В.П. Горячкина, журнале "Сельский механизатор".
На защиту выносятся: обоснование и значения параметров плужных корпусов винтового типа; методика проектирования лемешно-отвальных поверхностей винтового типа; зависимости изменения показателей работы плуга с разработанными винтовыми корпусами от технологических свойств почвы и эксплуатационных режимов агрегата.
Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и приложений, списка литературы из 138 наименований, содержит 151 страницу машинописного текста, 52 рисунка, 8 таблиц.
Современное состояние и тенденции развития рабочих органов отвальных плугов общего назначения
Качество и энергоемкость вспашки определяются, прежде всего, правильным выбором рабочих органов, максимально соответствующих конкретным почвенно-климатическим и производственным условиям (агротехнический фон, глубина и скорость вспашки и т.д.). Конструкции плужных рабочих органов активно совершенствуются, идет поиск новых конструктивных элементов, направленный на улучшение качества и снижение энергоемкости вспашки, повышение надежности технических средств. В настоящее время ассортимент плужных корпусов и других рабочих органов (лемехов, долот, углоснимов, удлинителей отвалов, предплужников, дисковых и черенковых ножей, почвоуглубителей, рыхлителей и т.д.) предлагаемых многими плугостроительными фирмами Европы очень велик. Изготавливаемые корпуса, как правило, имеют цилиндроидальную, винтовую или полувинтовую рабочую поверхность.
Корпуса с цилиндроидальной рабочей поверхностью обеспечивают интенсивное крошение, но плохое качество оборота и укладки пласта на средних и тяжелых почвах. Удовлетворительное качество оборота пласта невозможно обеспечить отвалом с упрощенной геометрической поверхностью (рисунок 1.1а, б). Корпуса с полувинтовыми отвалами в меньшей степени крошат и перемешивают почву, но обеспечивают хороший оборот пласта. Корпуса с винтовыми отвалами осуществляют полный оборот пласта без его крошения и перемешивания, и применяется, в основном, для вспашки задерненных почв. Чаще всего плуг оснащается корпусами полувинтовой или винтовой формы.
В последние годы активно предлагаются так называемые ромбические корпуса типа "Losange" (рисунок 1.2). Корпуса "Losange" имеют выпуклый криволинейный полевой обрез, что обеспечивает увеличение до 60% поперечного сечения открытой борозды. Широкая борозда позволяет сократить потери на самоперекатывание и буксование трактора в том случае, когда трактор правыми колесами перемещается в борозде. Кроме того, перераспределение сил и моментов, действующих на ромбический корпус со стороны почвы, снижает давление на полевые доски, что способствует уменьшению потерь на трения плуга о стенки борозды. В результате этого, по данным [71], тяговое сопротивление плуга может быть снижено на 20-25%. Оснащение плуга ПЛП-6-35 ромбическими корпусами позволяет повысить производительность вспашки на 11%, за счет увеличения рабочей скорости, снизить расход топлива на 17%. Ромбическая форма пласта обеспечивает слитность пашни и позволяет работать с плугом на склонах до 15%.
Наиболее широко применяются корпуса с конструктивной шириной захвата 40 см, хотя некоторые фирмы предлагают также корпуса с шириной захвата 35 и 45 см. Общей чертой плужных корпусов является то, что они изготавливаются из составных частей: грудинки, крыла отвала и удлинителя отвала (рисунок 1.3 а, б). Некоторые фирмы изготавливают грудинку из стали повышенной износостойкости или упрочняют ее специальной наплавкой.
Лемех также состоит из двух деталей — собственно лемеха и оборотного долота, которое принимает на себя основную нагрузку при отделении пласта от почвенного массива. Лемех с выдвижным долотом рекомендуется применять на очень тяжелых твердых почвах. Применяются также цельные долотообразные и трапециевидные лемеха: первые — на твердых почвах, вторые - на легких и песчаных.
Из конструктивных элементов плужного корпуса, известных достаточно давно, но получивших широкое распространение в последнее десятилетие, необходимо отметить углосним, устанавливаемый в верхней части отвала и выполняющий назначение предплужника; полосовой удлинитель отвала, способствующий более полному обороту пласта и сокращающий длину самого отвала; плоский нож "акулий плавник", закрепляемый у носка лемеха и заменяющий дисковый и черенковый нож (рисунок 1.4 а, б). Применение этих конструктивных элементов снижает материалоемкость и, в некоторых условиях, тяговое сопротивление плуга. Для использования в тяжелых почвенных условиях многими фирмами ("Lemken", "Rabeverk", "Massey-Ferguson", "Overum" и др.) разработаны пластинчатые (полосовые) отвалы плужных корпусов. Крылья отвалов изготавливаются из отдельных пластин. При движении пласта по пластинчатому отвалу повышается удельное давление почвы, приходящееся на единицу площади отвала, в результате чего устраняется залипание отвала почвой. Кроме того, при снижении общей площади отвала уменьшаются силы сопротивления скольжению пласта. Тяговое сопротивление корпуса при этом уменьшается на 10-15% [117]. По-прежнему актуальным остается использование на рабочих поверхностях плужных корпусов полимерных материалов, которые, по данным отечественных и зарубежных источников, позволяют снизить тяговое сопротивление рабочих органов на 15-25%. Такие отвалы предлагаютпреимущественно фирмы "NaucT, "Kverneland" и "Overum". Отвалы, изготовленные из полиэтилена низкого давления и имеющие меньшие значения коэффициентов трения, не залипают даже в тяжелых почвенных условиях, обеспечивают лучшие условия для скольжения пласта, однако подвержены повышенному износу в сравнении со стальными отвалами. Кроме этого многими фирмами предусмотрены дополнительные приспособления (для обработки почвы, повышения надежности и производительности).
Проектирование поверхностей культурного типа
Немецкий ученый Walter Sohne [138] исследовавший 25 типов отвалов, отмечал, что путем изменения формы лемешно-отвальной поверхности можно получить на повышенных скоростях меньшее тяговое сопротивление и удовлетворительное качество вспашки. Автор считает наиболее целесообразным на повышенных скоростях иметь вытянутый корпус с удлиненным отвалом и углами постановки лемеха к дну борозды 15-17 и стенке борозды 35-38. Такой корпус плуга может быть создан на базе либо винтовой, либо полувинтовой формы. Однако практического решения им предложено не было.
Теоретическими исследованиями [21] установлено, что по критерию минимального тягового сопротивления плужного корпуса, угол наклона лемеха ко дну борозды должен быть равен /? = 24-30 (рисунок 1.23). Оптимальное значение угла установки лемеха к стенке борозды должно изменяться от = 50 при Упл=1,5м/с до = 30-32 при Р„л=ЗД«/с. По мнению Вилде А А. тяговое сопротивление плуга снизится на 18 — 22%. Экспериментально эти выводы не были проверены. Исследованиями Л.В.Мамедовой выяснено, что с увеличением скорости вспашки угол раш уменьшается, а у , увеличивается. При скорости Д7—8 км/ч рекомендуются принимать угол /5,,..=27-290 при этом, нормальное давление имеет минимальное значение, при Vm=\0 км/ч соответственно # =23-24, при Ут=\2 км/ч - =20. при ИД7=15км/ч /7 =16, при Г=18 км/ч - / .=13. Однако [13] дополняет, что экспериментальные исследования показали, что уменьшение углов fionm менее 23 ограничено с одной стороны залипанием тыльной (нижней) стороны лемеха влажной почвой, с другой уменьшением его прочности. При очень малых углах сильно снижается прочность носка лемеха, что вызывает его поломки, а также плуг становится чувствителен к колебаниям зерновых ( а =26-28 см, Wа =20,74%). в продольно-вертикальной плоскости и соответственно нарушается равномерность глубины обработки. В то же время, угол, образуемый лемехом и стенкой борозды Yum» с увеличением скорости увеличивается при уменьшении угла рж„ и увеличении коэффициента трения. Рекомендованы следующие параметры: на скоростях 7 — 9 км/ч, /„„, =35 — 38, а на скоростях 9-15 км/ч, уоит =Л2 - 46. Увеличение угла у вызывает уменьшение тягового сопротивления до минимального, что при постоянной ширине захвата объясняют уменьшением площади контакта почвы с рабочей поверхностью клина, снижением усилий на преодоление сил трения и увеличением затрат на деформацию пласта и сообщение частицам почвы кинематической энергии. Дальнейшее увеличение угла у вызывает рост тягового сопротивления, что связано с появлением эффекта сгруживания, наблюдаемого при пахоте.
Исследованию влияния типа корпуса и скорости движения плуга на энергетические показатели посвящена работа [12]. Сравнительная оценка работы плуга ПН4-35 (корпус КЗ 5) с работой ПН4-35С (корпус КСВ-1), П5-35Ц (корпус ПМЦ-1) в диапазоне скоростей 5,3 — 11,3 км/час показала, что при повышении скорости движения у всех типов корпусов наблюдается возрастание удельного тягового сопротивления как при влажности 7,4% так и при 18%. Причем наиболее высокий уровень наблюдался у культурного корпуса К35 и скоростного корпуса КСВ-1 и затем у полувинтового ПМЦ-1. связано это с тем, что углы наклона образующих к стенке борозды в зоне груди и крыла отвала на скоростном и полувинтовом корпусах меньше, чем на культурном корпусе, причем на груди они меньше, чем на крыле.
При работе на задерненных почвах удельное сопротивление вышеперечисленных видов корпусов получается большим, чем у винтовых корпусов. Наиболее выгодным, как со стороны агротехнических, так и энергетических требований, является оборот пласта без его разрушения. Как отмечено в работе [37] характер работы цилиндроидальных рабочих поверхностей коренным образом отличающийся от характера работы винтовых поверхностей, не подходит для обработки связных почв. Горизонтальное положение образующих вызывает отрыв и подъем пласта над дном борозды, как только пласт поступит на рабочую поверхность корпуса. При этом пласт испытывает деформацию изгиба и сдвига (скалывания), вследствие которых пласт зачастую разрывается на куски. Оторвавшийся от поверхности почвы и движущийся по отвалу пласт приобретает определенную кинетическую энергию и подвергается воздействию центробежной силы. Сойдя с поверхности отвала, пласт под действием силы тяжести изменяет траекторию своего движения и обрушивается вниз. Поэтому пашня представляет собой нагромождение глыб различной величины с торчащей в разные стороны дерниной. На целине систематически наблюдается «заброс» пласту т.е. такое явление, когда расположенный сзади корпус плуга забрасывает свой пласт за пласт, ранее уложенный впереди расположенным корпусом плуга. Применение предплужника в данном случае не оказывает сколько-нибудь ощутимого влияния на качество работы плуга. Такая вспашка целинного поля является совершенно недопустимой, TJC никакая последующая обработка не может обеспечить правильной укладки хаотично расположенной дернины. Применение культурного корпуса на залежных землях дает несколько лучшие результаты. Удельное сопротивление полувинтового корпуса при обработке задерненных почв несколько ниже, чем культурного корпуса. Но с точки зрения кинематики пласта нет никакой принципиальной разницы между рабочим поверхностями культурного и полувинтового корпусов. Эти поверхности являются цилиндроидами и отличаются между собой только углом расположения образующих к стенке борозды.
Обоснование рациональных значений ширины пласта
Контур фронтальной проекции поверхности в вертикальной плоскости строят аналогично построению контура обычных культурных поверхностей. При этом бороздной обрез должен иметь достаточно большой вырез свободного прохождения пласта при работе на высокой скорости. Крыло отвала не должно намного выступать за лемех. Горизонтальную проекцию рассекают вертикальными плоскостями, перпендикулярными к полевой стороне, и по точкам пересечения следа этих плоскостей с наклонными образующими строят кривые во фронтальной проекции. Эти кривые должны быть плавными. Проектируя точки контура с фронтальной поперечно-вертикальной проекции на соответствующие образующие, строят контур лемешно-отвальной проекции в горизонтальной проекции. Разворачивая ортогональные кривые и снося точки образующих, получают сетку образующих на плоскости. Проектируя точки контура с горизонтальной проекции на соответствующие образующие развертки, находят контур развертки указанной поверхности.
При вспашке целины, залежи и пласта многолетних трав дернина должна укладываться на дно без перемешивания с почвой в пахотном горизонте. Единственной поверхностью, удовлетворяющей этому требованию, является винтовая поверхность. Значительным шагом в разработке методики проектирования винтовых отвалов является работа В.М.Шмелева [132]. В основу поверхности Шмелева положена поверхность Лямбручини и Ридольфи. Винтовая рабочая поверхность образуется вращением с одновременным поступательным перемещением образующей линии относительно прямолинейной направляющей линии, расположенной в плоскости дна борозды параллельно стенке борозды на расстоянии ширины (Ф пласта Ь от нее (рисунок 2.5). При повороте образующей на угол, больший 90, ее движение происходит относительно второй прямолинейной направляющей, расположенной в плоскости дна борозды параллельно первой направляющей, на расстоянии от нее, равном толщине пласта (глубине вспашки) а. Таким образом, геометрическая форма винтовой поверхности зависит от формы образующей, соотношения ее поступательной и вращательной скоростей, характеризующегося изменением угла поворота образующей по длине отвала Д , =A«m«X и размеров пласта лив. Заслугой Шмелева является то, что он, исходя из условий деформации пласта установил функциональную зависимость перемещения образующей от ее поворота. Согласно исследованиям БМ.Шмелева эта зависимость описывается кривой второго порядка — параболой. По его методу вначале строят параболу — зависимость угла поворота в образующей от ее перемещения по отвалу. Затем строят фронтальную проекцию отвала, на которой проводится, через 5, ряд прямых линий 1, 2, 3,...,16. На крыле отвала линии проводятся через 10, для каждой из линий 1, 2, З, ...,16 определяют ее положение от лемеха. Для этого отложив на оси О в угол вк проводят прямую до пересечения с параболой ОМ. Из точки пересечения под прямым углом к направлению движения корпуса проводится прямая линия, которая и будет горизонтальной проекцией і- й образующей. На фронтальной проекции, на прямых 1,2, 3, ..., 16 проводят дуги окружности — фронтальные проекции образующих. Контур горизонтальной проекции строят, соединив точки полученных при пересечении проекций образующих с фронтальной проекцией лобового контура отвала. Позже эта методика была уточнена [30,31,93,100, 111,112,126]. Метод построения рабочих поверхностей фронтального плуга предложенный в работах В.А. Сакуна [103, 109], В.В Шарова [130], Я.П. Лобачевского [65] основан на использовании технологических свойств оборачиваемого пласта, уравнений движения точек пласта, особенностей его кинематики и динамики. При исследовании деформаций связного задерненного пласта кручение и косой изгиб при обороте на 180 рассматривались как сложные деформации, которые можно свести к двум простым: растяжению и сжатию. Лемешно-отвальные поверхности винтового типа анализировались по критерию вероятности сохранения целостности пласта при его обороте с учетом относительного удлинения, соответствующего пределу прочности на разрыв. Определялись оптимальное поперечное сечение пласта, длина закрутки пласта Z, и закономерность поворота сечений пласта по длине закрутки /? = /(). Затем методика построения лемепшо-отвальной поверхности винтового типа сводится к выполнению следующих операций (рисунок 2.6). На горизонтальной проекции строится проекция лезвия лемеха по заданному углу у. На плоскости УХ строится направляющая кривая, расположенная на дне борозды и представляющая собой геометрическое место точек пересечения образующей с дном борозды. Затем проводятся с определенным интервалом горизонтальные проекции вертикальных секущих. В плоскости ZX строится проекции образующих, наклон которых к оси X определяется по выражению (1.13).
При обороте пласта на угол больший 90, проекцию образующей на виде спереди необходимо определять следующим способом. Снеся точку пересечения образующей с горизонтальной проекцией секущей плоскости РН5 на вертикальную проекцию, получаем определенную точку. Проводим из искомой точки линию под известным углом р к дну борозды.
Методика и результаты исследований агротехнических и энергетических показателей работы плуга с винтовыми корпусами
Установлено, что увеличение скорости плуга сопровождается улучшением основных показателей качества работы в диапазоне 6-9 км/ч (рисунок 4.7, 4.8, 4.9). Показатели равномерности обработки по глубине вспашки с увеличением скорости плута до 9 км/ч значительно улучшаются. В исследуемом скоростном диапазоне на стерне ржи, значения среднеквадратического отклонения глубины вспашки получены равными соответственно ±1,26 и ±1,06 см (при средних значениях глубины вспашки а = 22 см). С увеличением глубины обработки до а =21 см, среднеквадратическое отклонение глубины вспашки повышается до значений ±1,4 и ±1,24 см соответственно. На залежи значения а составили соответственно ±1,1 и ±0,82 см при а = 22 см; ± 1,24 и ± 1,16 при а =27 см.
Анализ результатов исследований показывает, что устойчивость хода по глубине повышается на задерненных почвах и высоких скоростях и ухудшается на большой глубине при вспашке нижних уплотненных слоев почвы. Кроме того, ухудшение устойчивости глубины обработки на большой глубине, возможно, вызывается повышенным давлением почвенного пласта на крыло отвала винтового корпуса. Хорошая устойчивость хода плуга ПНВ 3-35 по глубине обработки объясняется малыми углами установки лемеха к дну борозды.
На глубину заделки растительной массы Г3 наибольшее влияние оказывает степень задерненности Zn и глубина обработки сг, при этом зависимость глубины заделки Г3 линейная. Максимальные значения глубины заделки растительной массы на залежи повышаются и составляют Г3 =14,3 см при а =0,22 м; и Г3 = 17,0 см при а =0,27 м. На стерне зерновых глубина заделки растительной массы составляет Г3 = 9,4 см и Г3 = 12,9 см соответственно. На полноту заделки растительной массы П3 влияет степень задерненности почвы Zn , скорость движения уш и глубина обработки а. С повышением скорости движения полнота заделки растительной массы П3, как на старопахотных, так и на задерненных почвах снижается до определенного предела, зависящего от степени задерненности почвы 2П и глубины обработки а, затем отмечается незначительный рост. Этот эффект при низкой скорости вспашки происходит вследствие спокойной координированной укладки почвенного пласта. При высокой скорости вспашки нижняя контактирующая с рабочей поверхностью часть почвенного пласта интенсивно крошится и укладывается поверх переворачиваемого пласта. При обработке залежи плужные корпуса винтового типа обеспечивают полный оборот пласта и заделку растительной массы, близкую к максимальной П3= 98,2 - 99,6 %. На стерне зерновых значения полноты заделки растительных остатков составляют П3= 98,7 - 99,0 %. При степени задерненности Zn= 17 - 25 г/дм3 почвенный пласт частично разрывается, нарушается процесс оборота, а полнота заделки растительной массы снижается до значений П3= 93,6 — 95,2 %. Поэтому для полной заделки растительных остатков слабо задерненных почв необходимо увеличивать длину винтовой рабочей поверхности корпуса. Также необходимо отметить, что плуг ПНВ 3-35 использовался без предплужников, что сказывается на глубине и полноте заделки растительной массы. Крошение почвы растет с увеличением скорости и снижается с увеличением глубины и степени связности. Максимальная степень крошения составила на стерне зерновых Кр = 91,2%. Выровненность пашни тесно связана с качеством оборота почвенного пласта, который в первую очередь зависит от конструктивного исполнения плуга и параметров его рабочих органов. Исследования показали, что разработанные плужные корпуса с винтовыми отвалами во всех условиях обеспечивают хорошую выровненность пашни, удовлетворяющую агротехническим требованиям (гребнистость не выше 4 см). Также на наш взгляд, перспективно для улучшения качества оборота почвенного пласта, устранения сгруживания почвы и растительной массы устанавливать корпуса с недорезом почвенных пластов. Результаты экспериментальных исследований плуга с винтовыми корпусами полностью подтвердили результаты теоретических исследований энергетических и качественных показателей работы корпусов с винтовыми отвалами, а также исследований по обоснованию параметров лемешно-отвальных поверхностей винтового типа. Стабильный оборот пластов с обеспечением необходимых агротехнических требований осуществлен как на связных, так и на старопахотных почвах. Результаты экспериментальных исследований плуга с винтовыми корпусами, в зависимости от скорости движения Vm, степень связности Zn и глубины обработки h свидетельствует о целесообразности использования винтовых рабочих поверхностей на повышенных рабочих скоростях и универсальности их применения, как на задерненных, так старопахотных почвах.
