Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных целей механической обработки почвы является увеличение глубины пахотного слоя, а также обеспечение концентрации питательных веществ в горизонте массового размещения корневой системы возделываемых растений.
Перемещение современных машинно-тракторных агрегатов по полю сопровождается переуплотнением почвы, а применение плоскорежущих рабочих органов приводит к образованию плужной подошвы. Переуплотнение почвы в совокупности с наличием плужной подошвы отрицательно действует на обеспеченность растений почвенной и атмосферной влагой, а также препятствует равномерному распределению питательных веществ в пахотном горизонте.
Существующую проблему можно решить за счет разработки и внедрения новых, современных комбинированных технологических процессов основной обработки почвы и применения перспективных средств механизации для их осуществления.
Состояние проблемы. Решение проблемы устранения избыточного уплотнения плодородного слоя почвы, в том числе и разрушение плужной подошвы характеризуется следующим:
совмещение в технологическом процессе основной обработки почвы отвальной вспашки и безотвального рыхления;
появление принципиально новых конструкций рабочих органов для подлемешного рыхления почвы;
использование разнообразных по конфигурации исполнительных элементов рабочих органов для подлемешного рыхления почвы.
Однако, как показывает практика, применение существующих рабочих органов способствует устранению избыточного уплотнения и разрушению плужной подошвы, по при этом наблюдаются повышенные энергозатраты-из-за рыхления в блокированном режиме.
Цель исследования. Разработать технологический процесс подлемешного рыхления почвы и обосновать конструктивно-технологические параметры рабочего органа для его осуществления.
Объект исследования. Технологический процесс рыхления подлемешного почвенного горизонта, в том числе и плужной подошвы.
Предмет исследования. Дополнительный рабочий орган лемеха почвообрабатывающего орудия, для подлемешного рыхления почвы.
Научную новизну работы составляют:
схема технологического процесса рыхления почвы в подлемешном пространстве за счет деформаций сдвига и растяжения;
рациональная структура сочетаний величин касательных и нормальных напряжений почвы, обеспечивающая снижение энергоемкости рыхления почвы;
аналитические зависимости конструктивно-технологических параметров рабочего органа для подлемешного рыхления почвы;
энергетическая математическая модель процесса рыхления подлемешного горизонта, с учетом конкретных характеристик почвы.
Практическую значимость представляют:
энергосберегающий технологический процесс подлемешного рыхления почвы и конструкция рабочего органа для его осуществления;
полученные интервалы рациональных значений конструктивно-технологических параметров дополнительных элементов рабочего органа для подлемешного рыхления почвы.
Экспериментальные исследования проводились в почвенном канале факультета механизации сельского хозяйства Оренбургского государственного аграрного университета, с использованием оригинальной экспериментальной установки пространственного тензометрирования и комплекта, стандартных контрольно-измерительных приборов, а также в производственных условиях на полях АО "Комсомолец" Красногвардейского района Оренбургской области.
Внедрение. Плуги, оснащенные дополнительными рабочими органами для подлемешного рыхления внедрены в акционерном обществе "Комсомолец" и крестьянском (фермерском) хозяйстве Комарова Красногвардейского района Оренбургской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на международной научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов "Молодежь и ее вклад в науку в период реформ" (г. Акмола, 1995 г.), на научно-производственных конференциях профессорско-преподавательского состава факультета механизации сельского хозяйства Оренбургского государственного аграрного университета (г. Оренбург, 1996, 1997, 1999, 2000 гг.), на региональной конференции молодых ученых и специалистов Урала (г. Оренбург, 1996, 1997 гг.) и представлены экспонатами на региональных выставках НТТМ в 1996, 1997 и 1999 годах (г. Оренбург).
Экспонируемые разработки отмечены оргкомитетами НТТМ в 1996 и 1998 году дипломами 3-й степени и в 1999 году - дипломом за активное участие.
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в виде шести статен, трех тезисов, двух информационных листков. Новизна технического решения, содержащаяся в конструкции рабочего органа для комбинированной обработки почвы, подтверждена патентом РФ № 2116710.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованной литературы (133 наименования).
Работа изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 44 рисунка, 7 таблиц и 18 приложений на 21 странице.