Содержание к диссертации
Введение
Состояние вопроса и задачи исследования 8
Общая характеристика различных технологических операций по
предпосевной обработке почвы 8
Анализ конструкций рабочих органов почвообрабатывающе посевных машин для ленточно-полосной обработки и посева 15
Анализ эффективности взаимодействия игольчатых дисков с почвой 28
Цель и задачи исследования 31
Теоретические исследования взаимодействия рабочего органа с почвой 33
Обоснование конструктивно-технологической схемы почвообраба 33
тывающего адаптера с БРРО Определение углов афронтальности а и наклона дискового рабочего органа/? 38
Определение кинематических параметров плоского афронтального и наклоненного дисков Определение конструктивных параметров БРРО 42
Определение конструктивных параметров почвообрабатывающего адаптера к основным типам сеялок для пропашных культур 47
Определение площади сдвига и отбрасывания почвы БРРО 48
Обоснование теоретического тягового сопротивления БРРО 53
Обоснование рациональных углов (р,Р,диа рабочего органа 57
Программа и методика экспериментальных исследований
3.1. Программа экспериментальных исследований 61
3.2. Бесприводной ротационный рабочий орган 61
3.3. Экспериментальная установка для исследования кинематических и агротехнических показателей БРРО 63
3.4. Лабораторно-полевая установка для определения тягового сопротив 64
ленияБРРО
3.5. Методика проведения лабораторно-полевых исследований 72
3.5.1. Методика определения влажности почвы 72
3.5.2. Методика измерения твердости почвы 73
3.5.3. Методика определения глубины хода рабочего органа 74
3.5.4.Методика определения продольного профиля борозды и ширины об
рабатываемой зоны 76
3.5.5. Методика определения степени крошения почвы 77
3.5.6. Установка угла афронтальности у на БРРО 78
3.5.7. Измерение скорости агрегата 79
4. Результаты экспериментальных исследований 80
4.1. Сравнительная оценка показателей твердости почвы до и после обработки БРРО и универсальной культиваторной лапы 80
4.2. Определение рациональных параметров и режимов работы рабочего органа
4.2.1 Фракционный состав почвы, разрыхленной рабочим органом 83
4.2.2 Экспериментальные исследования по определению рационального угла (р рабочего органа 86
4.2.3 Определение продольного профиля семенного ложа 89
4.2.4 Соотношение ширины и глубины обработанной полосы 94
4.2.5 Определение коэффициентов К] и кг в формуле тягового сопротивле нияБРРО 99
4.2.6 Определение рационального угла (р БРРО по тяговому сопротивле нию 102
4.3 Уточненная конструктивно-технологическая схема почвообрабаты вающего адаптера с БРРО к сеялкам для пропашных культур 103
5. Оценка эффективности применения почвообраба тывающего адаптера
5.1. Сравнительная оценка способов предпосевной подготовки почвы 110
5.2. Энергетическая оценка использования адаптера 111
Общие выводы 120
Список используемых источников 122
- Анализ конструкций рабочих органов почвообрабатывающе посевных машин для ленточно-полосной обработки и посева
- Определение конструктивных параметров почвообрабатывающего адаптера к основным типам сеялок для пропашных культур
- Методика проведения лабораторно-полевых исследований
- Экспериментальные исследования по определению рационального угла (р рабочего органа
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время существуют различные способы предпосевной обработки почвы. Однако, не все из них отвечают в полной мере требованиям получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур при минимальных энергозатратах. Необходимым условием повышения эффективности сельскохозяйственного производства, зависящего от роста урожайности культур, уменьшения энергозатрат и себестоимости получаемой продукции, является применение научно обоснованных систем обработки почвы. Использование однооперационных орудий и машин при их многократных проходах является причиной снижения естественного плодородия почвы, приводит к существенному изменению её агрофизических свойств и нарушает ход биологических процессов. Снизить негативное влияние на почву позволяет минимальная обработка, при которой применение комбинированных орудий позволяет увеличить количество выполняемых операций за один проход агрегата. В связи с этим разработка конструктивно-технологической схемы адаптера с бесприводными ротационными рабочими органами к сеялкам для пропашных культур является актуальной.
Целью исследования является обоснование основных параметров и режимов работы бесприводного ротационного рабочего органа почвообрабатывающего адаптера к сеялкам для пропашных культур.
Объект исследования – технологический процесс предпосевной обработки почвы под посев пропашных культур почвообрабатывающим адаптером с бесприводными ротационными рабочими органами.
Методы исследования. Методика теоретических исследований базировалась на положениях, методах и законах классической механики и математики. Экспериментальные исследования проводились в полевых условиях в соответствии с государственными и отраслевыми стандартами и частными методиками. Основные расчеты и обработка результатов экспериментов выполнялись с использованием методов статистического анализа.
Научную новизну работы составляют:
конструктивно-технологическая схема почвообрабатывающего адаптера с бесприводными ротационными рабочими органами к сеялкам для пропашных культур;
аналитические зависимости, описывающие кинематику рабочего органа;
способ измерения тягового сопротивления почвообрабатывающих рабочих органов и устройство для его осуществления.
Практическая значимость.
Разработана конструктивно-технологическая схема адаптера с бесприводными ротационными рабочими органами к сеялкам для пропашных культур. Материалы проведенных исследований использованы при разработке и изготовлении экспериментального образца адаптера и рабочих органов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО ЧГСХА (2006 – 09 гг.), Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения», г. Йошкар-Ола (2008, 2009 г.), 3-ей Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и наука XXI века» г. Ульяновск (2010 г.). Бесприводной ротационный рабочий орган был представлен на XXVI выставке "Регионы – сотрудничество без границ", г. Чебоксары (2011 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 16 публикациях, в том числе в 3 патентах РФ на изобретение и 4 научных статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений. При общем объеме 158 страниц содержит 133 страницы основного машинописного текста, 71 рисунок, 22 таблицы, 8 приложений. Список использованных источников включает 133 наименования. В приложениях приведены документы, подтверждающие техническую новизну работы патентами РФ № 2400034, № 2399178, № 108903. Кроме того, прилагаются документы, отражающие уровень практического использования результатов исследования.
Анализ конструкций рабочих органов почвообрабатывающе посевных машин для ленточно-полосной обработки и посева
Механическая обработка почвы является важнейшим технологическим процессом в земледелии, т.к. урожайность возделываемых культур на 25% зависит от обработки почвы. На её выполнение в настоящее время приходится около 35% трудовых и 40% энергетических затрат от всего комплекса полевых работ при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур, в том числе около 10 % — на предпосевную обработку почвы. Учитывая, что она требует больших энергетических и материальных затрат, дальнейшее совершенствование её приёмов и технологий выполнения применительно к территориальным особенностям и отдельным культурам - одна из важнейших задач земледелия в современных условиях [3,19, 35, 67].
Расположение Чувашской Республики в центре Европейской части России определило её климатические особенности, что отразилось на формировании ее почв и растительного покрова. Почвенный покров территории представлен следующими основными типами почв: дерново-подзолистые (3,2% площади республики, без учета земель городов); серые лесные (60,0%); черноземы (15,2%); аллювиально-дерновые (7,8%); болотные (0,7%); лугово-оподзоленные (0,3%); солоди (0,1%); овражно-балочный комплекс (7,9%), водами занято 0,9% площади республики. По механическому составу преобладают суглинистые почвы, занимающие 85% пашни, супесчаные и песчаные -15%. Климатический паспорт Чувашии благоприятный: средняя температура в январе -14градусов, в июле средняя температура + 20градусов по Цельсию. Климат на данной территории умеренно-континентальный. Осадков выпадает около 500 мм в год. Засушливые периоды могут быть весной и в первую половину лета. Наибольшее количество осадков приходится на лето. В северной части республики глубина промерзания почвы достигает 1 м и более, в средней и южной - 80-90 см. Снежный покров держится пять месяцев. Величина относительной влажности в декабре-январе равна 80-90%, а в мае-июне - около 60%. Вегетационный период 180 дней. Характерной особенностью условий региона является значительная доля полей с небольшим контуром неровным рельефом местности, что ограничивает применение широкозахватных агрегатов [60, 61].
В системе агротехнических мероприятий, направленных на увеличение урожайности пропашных культур, предпосевная обработка почвы имеет большое значение. Её основной задачей является рыхление и создание мелкокомковатой структуры поверхностного слоя почвы, что способствует улучшению газообмена в почве, меньшему испарению влаги из нижних слоев, а также уничтожению сорной растительности [11,12, 13, 38].
Подготовка почвы под посев пропашных культур включает осеннее лущение стерни, раннюю зяблевую вспашку на полную глубину пахотного слоя (в Нечерноземной зоне), при необходимости - полупаровую осеннюю культивацию, весеннее боронование, внесение минеральных удобрений, одно- или двукратную предпосевную культивацию и прикатывание почвы. Все пропашные культуры требуют высококачественной предпосевной подготовки почвы, поскольку иначе не удается получить дружных и качественных всходов, и неравномерность роста в последующем окажет сильное влияние на сроки и механизацию междурядной обработки и прополки [1,17,34, 36].
В районах с продолжительной и теплой осенью при планировании посева пропашных культур на засоренных участках возможно проведение полупаровой культивации [64].
Весеннюю обработку почвы под пропашные культуры начинают, как правило, с боронования зяби, которое тем эффективнее, чем раньше проведено. Для этого используются зубовые бороны, шлейф-бороны, волокуши. На тяжелых почвах возможно и весеннее перепахивание плугами в агрегате с зубовыми боронами. На рыхлых почвах проводится первая культивация.
Перед посевом повторно проводится сплошная культивация почвы или боронование зубовыми боронами. При наличии крупных комков вместо боро 10
нования почву прикатывают и повторно культивируют. На практике основным критерием качества обработки в этом случае является выравненность, отсутствие комков размером более 50 мм и рыхлое состояние слоя почвы на глубину посева, поскольку только в этом случае возможен качественный посев. После посева в ряде случаев рекомендуется послепосевное прикалывание гладкими катками на легких почвах и кольчатыми катками - на тяжелых [60, 61, 64].
В растениеводстве в основе энергосбережения лежит поиск путей снижения затрат в процессе обработки почвы и посева. Одним из них является способ минимальной обработки почвы - комплекс почвозащитных технологических операций, обеспечивающих сокращение энергетических, трудовых и материальных затрат, снижение негативного воздействия проходов машин по полю, заключающийся в замене глубоких основных обработок более мелкими или безотвальными, а также сокращении числа операций предпосевной обработки почвы применением комбинированных орудий. Однако ряд таких машин (РВК-3,0, РВК-3,6 и др.), во-первых, не прижились в системе обработки почвы под пропашные культуры, а во-вторых, проводят сплошную обработку почвы, что, на наш взгляд, является крайне энергозатратным.
Одной из разновидностей минимальной обработки является способ прямого посева или нулевой обработки, которая позволяет достичь снижения энергозатрат при подготовке почвы и посеве пропашных культур локальной подготовкой почвы ленточно-полосным способом шириной 6 ... 8 см и на глубину посева без обработки междурядья. То есть при этом исключается такая энергозатратная операция как одно-, двукратная сплошная культивация. Для пропашных культур после появления всходов предусматривается первая междурядная обработка, предназначенная для сохранения рядов посева от зарастания сорняками. Применение данного способа предусматривает выполнение предварительных условий. Уменьшению количества сорной растительности способствует обязательное лущение стерни. Через 10 ... 14 дней необходима глубокая (в Нечерноземье - на глубину пахотного слоя) гладкая зяблевая вспашка оборотными плугами с боронованием, что позволяет уже осенью максимально выровнить поверхность поля и разрушить глыбы [47, 49]. При появлении сорняков возможна и полупаровая культивация известными паровыми культиваторами (КПС-4, КРГ-3,6) или повторное лущение дисковыми лущильниками типа ЛДГ. Ранней весной проводится только боронование зубовыми боронами в два следа. Такая своевременная обработка позволяет разрушить большую часть комков на поверхности почвы и выровнять её.
Следует при этом учесть, что целесообразно чередовать приемы безотвальной обработки почвы с вспашкой на глубину пахотного слоя в зависимости от севооборота через каждые год-два, что позволит снизить количество сорных растений на участке. Несмотря на это, способ прямого посева заслуживает пристального внимания и востребован, т.к. является энергосберегающим, актуальным и позволяет значительно сократить расход топлива как эквивалента энергии.
В настоящее время в НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого разработана и серийно выпускается фрезерная дернинная сеялка СДК-2,8, предназначенная для прямого ленточного посева семян бобовых и злаковых культур в дернину лугов и пастбищ [31, 82].
В ФГОУ ВПО ЧГСХА П.А. Смирновым и А.С. Якимовым [101] также был предложен аналогичный способ для посева как зерновых с междурядьем 15 ... 20 см, так и пропашных культур с междурядьем 0,45, 0,60, 0,70 м. Поперечно-вертикальный разрез поверхности почвы после ленточного посева представлен на рисунке 1.1. Качественная подготовка почвы проводится только на ширину 6 ... 8 см под ложе семян, при этом междурядье не обрабатывается. Обработанная полоса засевается и прикатывается профильными катками. Для зерновых культур авторы предлагали ленточный посев шириной 5 ... 6 см.
Безусловно, качественная подготовка почвы и посев ленточно-полосным способом обеспечивают более равномерное распределение высеваемых семян по глубине и укрытие их мелкокомковатой почвой. Формирование микрогребней из отсепарированных более крупных комков в междурядье также актуально. Во-первых, на склоновых землях при посеве поперек склона микрогребни создают противоэрозионную поверхность с возможностью накопления влаги в микробороздах, а крупнокомковатое междурядье способствует повышению инфильтрации при интенсивных осадках в течение практически всего вегетационного периода. Во-вторых, в зонах ветровой эрозии микроборозды служат препятствием на пути ветра на приземной зоне, и почва с междурядья не уносится ветром.
Определение конструктивных параметров почвообрабатывающего адаптера к основным типам сеялок для пропашных культур
Наиболее близким по технической сущности к бесприводному ротационному рабочему органу (БРРО) является ротационный рабочий орган сеялки прямого посева "АМАЗОНЕ", предназначенный для удаления пожнивных остатков впереди по ходу сошника и состоящий из вертикальной стойки и двух зубчатых дисков, расположенных афронтально и под углом к вертикали. Диски входят в зацепление друг с другом на поверхности почвы и расцепляются, сдвигая в стороны пожнивные остатки [128]. К недостаткам данного рабочего органа можно отнести ограниченные функциональные возможности, заключающиеся только в перемещении пожнивных остатков на поверхности поля, а также неспособность данного рабочего органа рыхлить поверхностный слой почвы, тем самым подготавливая его для посева. Кроме того отсутствие регулировок зубчатых дисков по углам афронтальности и вертикального наклона не позволяет качественно подготовить почву при различных её физико-механических свойствах и рабочих скоростях движения агрегата.
Учитывая вышеуказанное, нами для повышения качества предпосевной обработки почвы предлагается следующая конструктивно-технологическая схема адаптера с БРРО к сеялкам (на примере СО-4,2) [78], которая представлена на рисунке 2.1. Она состоит из поперечного бруса рамы адаптера 1, на котором посредством кронштейнов 5 расположены секции БРРО 8. С целью обеспечения возможности копирования профиля поля каждая секция снабжена па-раллелограмной подвеской 6 и подпружиненной штангой 7. Кроме поперечного бруса рама адаптера состоит из двух автосцепок 2 и 4, связанных между собой продольными брусьями 3. Автосцепка 2 служит для агрегатирования с трактором, а автосцепка 4 с сеялкой 10. З і V
Повышение качества обработки почвы при полосной предпосевной обработке почвы достигается за счет применения БРРО (рисунок 2.2). Рабочий орган состоит из вертикальной стойки 1 со смонтированной поперечной осью 2. К оси приварены две цапфы 3 и 4, симметрично изогнутые на угол О. На цапфы устанавливаются два игольчатых диска 5 и 6.
Для контроля установки заданного угла ср поворота оси 2 предназначены угломерная шкала 7, смонтированная на стойке 1, и указатель 8, установленный на оси 2. Для жесткой фиксации оси 2 на стойке 1 предусмотрен стопорный болт 9. Плоскости качения дисков 5 и 6 пересекаются по линии к-1 в зоне взаимодействия игл с почвой. Иглы дисков 5 и 6 центрируются во взаимных межиг-ловых пространствах за счет радиального сужения межиглового пространства от периферии к центру.
Регулировка углов афронтальности а (рисунок 2.3) и вертикального наклона /5 (рисунок 2.4) по углу ср поворота оси 2 производится в зависимости от различных физико-механических свойств обрабатываемой почвы и рабочей скорости агрегата. :ZT /?5 Рисунок 2.2 - Конструктивно-технологическая схема БРРО: / - стойка; 2 поперечная ось; 3 и 4 - левая и правая цапфы; 5 и 6 - игольчатые диски; 7 и 8 угломерная шкала и указатель; 9 - стопорный болт
Плоскости качения игольчатых дисков пересекаются в зоне взаимодействия с почвой. При работе БРРО иглы дисков попеременно заглубляются в обрабатываемую почву и совершают рабочий ход во взаимно противоположных направлениях. В результате в обрабатываемом слое возникают деформации сдвига между иглами дисков, что способствует более качественной обработке почвы. Степень взаимодействия игл с почвой регулируется поворотом изогнутой оси на угол ср относительно горизонтального положения плоскости изгиба.
На рисунках 2.3 и 2.4 приведены горизонтальная и вертикальная проекции рабочего органа и кинематика игольчатых дисков.
При работе почвообрабатывающего БРРО игольчатые диски перекатываются на заданной глубине обработки почвы а. К тому же, согласно схемам, изображенным на рисунках 2.3 и 2.4, иглы дисков во время работы попеременно заглубляются в обрабатываемый слой почвы в точках т, р, mh т2, pi, Р2 и рыхлят поверхностный слой в противоположных направлениях т-п и р-r, тгп\ и pi-fj, т2-П2ир2-г2. При этом линии п1р1п2р2 и г/г 2тіт2 образуют границы обрабатываемой полосы. Рисунок 2.4 - Схема вертикальной (вид сзади) проекции БРРО и кинематики наконечников игл [78] (обозначения в тексте)
Улучшение качества обработки почвы достигается за счет разрушения наиболее прочной почвенной корки и комков локальным действием заостренных наконечников игл по краям обрабатываемой полосы и возникающими деформациями сдвига в межигловой зоне при дальнейшем движении игл во взаимно противоположных направлениях. Минимальная линейная скорость движения игл в зоне взаимодействия с почвой исключает распыление почвы и способствует значительному увеличению поступательной скорости почвообрабатывающего агрегата в целом. Кроме того, взаимно противоположное движение игл сдвигает пожнивные остатки в стороны, что снижает забиваемость сошника. Иглы дисков очищаются от пожнивных остатков за счет центробежной силы на верхней дуге траектории движения по циклоиде, где иглы двигаются с максимальной линейной скоростью.
Совокупность вышеуказанных признаков обеспечивает эффективность бесприводного ротационного рабочего органа для подготовки почвы под ленточный посев. 2.2 Определение углов афронтальности а и наклона дискового рабочего органа J3
В современных почвообрабатывающих и посевных орудиях широко используются дисковые рабочие органы. Наиболее проста кинематика дисковых ножей плугов. Значительно сложнее кинематика дисковых сошников сеялок, маркеров, бороздозакрывающих дисков, рабочих органов дискаторов и дисковых выравнивателей культиваторов-глубокорыхлителей [44]. По своей конструкции вышеназванные дисковые рабочие органы представляют собой сферические диски различного диаметра, установленные на изогнутую на постоянный угол в полуось. При расчетах тягового сопротивления таких рабочих органов возникает необходимость установления функциональной зависимости углов афронтальности а и вертикального наклона /? от угла в и угла поворота изогнутой полуоси от начального горизонтального положения (р [97]:
Методика проведения лабораторно-полевых исследований
Для уточнения основных конструктивных параметров нами изготовлены образцы БРРО (рисунок 3.1). Рабочий орган состоит из стойки 1, к которой крепится регулируемая изогнутая ось 3, с помощью которой возможно изменение угла афронтальности игольчатых дисков 2. Стойка с помощью кронштейна 4 крепится регулировочным болтом 6 к раме 5. 6 4 З
Поскольку планировалось большое количество измерений со множеством вариантов установки, регулировки БРРО, изменений глубины хода и поступательной скорости агрегата, то с целью рационального использования рабочего времени была разработана лабораторная установка, представленная на рисунке 3.2, которая позволяет монтировать одновременно на раме 1 до пяти БРРО с различными установочными параметрами на одних и тех же агрофонах.
Аксонометрическое изображение экспериментальной установки для исследования кинематических и агротехнических показателей БРРО: / - рама; 2 - проушина для верхней тяги; 3 - регулировочный механизм глубины хода; 4 - кронштейн колеса; 5 - опорное колесо; 6 - механизм навеска культиватора; 6 - цапфы для нижних тяг
Установка состоит из рамы 1, навески 6, опорного колеса 5 с механизмом регулировки по глубине 3, допускающим регулирование глубины хода всех монтированных БРРО одновременно в пределах 0 ... 12 см. Рама состоит из двух поперечных траверс, на которых посредством кронштейнов 4 монтируют 64
ся стойки 1 БРРО. Болт 6 позволяет устанавливать глубину хода каждого испытываемого БРРО его перемещением по высоте в пределах 0 ... 14 см.
Плоскость рамы экспериментальной установки предварительно регулируется параллельно обрабатываемой поверхности: продольный наклон - изменением длины верхней тяги навески трактора, поперечный крен - изменением левого или правого раскосов навески трактора.
Макетный образец экспериментальной установки предназначен для агрегатирования с тракторами типа Т- 25А, ЛТЗ-55.
Существующие комплексы тензометрической аппаратуры для измерения тягового сопротивления отдельных рабочих органов характеризуется недостаточной надежностью в полевых условиях, сложностью настройки («дрейф нуля» для тензометрического усилителя типа «Топаз-3»), что достаточно трудоемко и требует определенных навыков оператора. Учитывая вышеизложенное, нами предлагается измерительный комплекс, изображенный на рисунке 3.4 и включающий в себя сани динамометрические, совместимый персональный компьютер с программным обеспечением к нему, а также датчик, изготовленный по методике проф. Белова В.В. [100].
Измерительный датчик представляет собой винтовую пружину 1, работающую на сжатие. Она расположена между корпусом прибора 3 и подвижной опорной шайбой 5. Тяговое усилие Р действует на пружину 1 через серьгу 6, соединенную с рамой прибора 3, и серьгу 2, соединенную с шайбой 5 посредством штока 4. Деформация измерительной пружины под действием тягового усилия Р фиксируется контроллером 7, который скользит по дорожке 8. Сигнал регистрируется на компьютере 9.
Измерительный комплекс предоставляет исследователю возможность регистрации электрических сигналов (как импульсных, так и непрерывных) и их оцифровку (перевод в числовые массивы) с целью дальнейшей обработки с помощью статистических пакетов программ непосредственно на том же компьютере. Программное обеспечение позволяет провести гибкую настройку параметров регистрации. Для измерения аналогового сигнала (перемещения) нами предлагается использовать контроллер типа компьютерной мыши. Наиболее точными и устойчивыми на наш взгляд к различным помехам являются оптические контроллеры (Optical Mouse), которые менее чувствительны к изменяющимся внешним возмущающим условиям (температуры окружающей среды, влажности и т. д.).
На рисунке 3.5 приведен тарировочный график, выражающий зависимость между значением силы Р и перемещением контроллера. представлен график, полученный при помощи измерительного комплекса в полевых условиях. Регистрируемые сигналы в режиме реального времени оцифровываются и записываются на жёсткий диск компьютера в виде числовых массивов. Например, на представленном фрагменте в зоне диапазона обрабатываемых данных находятся 10563 измерения. Затем полученные массивы могут быть обработаны при помощи статистических пакетов (например, Microsoft Excel, Statgraphics Plus и т.п..). При этом исключаются время разгона и остановки.
Преимуществами датчика являются простота конструкции и регулировки, удобство обслуживания, надежность при длительной эксплуатации, возможность контроля исправности прибора и точности его показаний в полевых условиях, передача показаний на расстояние, хранение и обработка оцифрованных данных на компьютере. Использование портативного ПК в полевых условиях позволяет снизить количество необходимой аппаратуры и персонала. Измерительный комплекс устойчив к изменениям температуры, вибрациям, увлажнению и т. д.
Установка состоит из рамы 2 с шарнирно соединенной сницей 1, подвижной каретки 4, соединенной спереди с измерительным комплексом 3 и сзади посредством навесной системы 5 с рабочим органом 7. Процесс дина-мометрирования требует стабильного хода рабочего органа по глубине, поэтому на навесной системе 5 предусмотрен регулировочный винт 6. Оператор с переносным персональным компьютером располагается на сиденье 9.
Экспериментальные исследования по определению рационального угла (р рабочего органа
Все иглы 1 привариваются тупым концом к ступице 2 по незамкнутому контуру 3 электродуговой сваркой с двух сторон. При этом иглы монтируются плоскостью косого среза в одну сторону диска. Сборка дисков в батареи производится плоскостью косого среза в тыльную сторону, а батареи игольчатых дисков монтируются под углом афронтальности а в пределах 20 35, как изображено на рисунках 4.29 и 4.30.
В разработанных самозатачивающихся игольчатых дисках угол косого среза і должен быть меньшим или равным углу афронтальности а, в целях обеспечения постоянного положительного затылочного угла наконечника иглы
Из рисунка 4.30 видно, что в ходе обработки почвы каждая игла поочередно заглубляется в почву на глубину а, и разрезает пласт лезвием б-в-г. Процесс представлен на рисунке 4.29. При положительном затылочном угле єа, наплавленная твердосплавным материалом плоскость косого среза иглы подвергается наименьшему износу, а противоположная рабочая поверхность равномерно изнашивается, обеспечивая постоянную острую заточку лезвия б-в-г, равную 0,7... 1,5 мм [71].
Предложенная технология изготовления самозатачивающихся дисков является ресурсосберегающей, поскольку отсутствуют неконструктивные затраты материала прутка, исключена также такая энергоемкая операция как ковка с нагревом и последующие за ней термические операции [4, 6, 7, 8, 81, 118].
Разработанный способ предлагается нами для изготовления игольчатых дисков БРРО. Кроме того, метод может быть успешно применен и при ремонте изношенных дисков борон типа БИГ-3, БИГ-ЗА в условиях ремонтной мастерской сельскохозяйственного предприятия, причем для этого не требуется дорогостоящего оборудования [24, 81].
Основываясь на существующих технологических картах выращивания сахарной, кормовой и столовой свеклы, моркови, кукурузы и подсолнечника на силос в ЗАО "Прогресс" Чебоксарского района Чувашской Республики, выявлено, что традиционный способ подготовки почвы под посев пропашных культур предусматривает лущение осенью, зяблевую вспашку, весеннее боронование и одно- или двукратную культивацию (таблица 5.1), после чего по полю проходят посевные агрегаты. На наш взгляд, перечисленные операции обладают высокой энергоемкостью. Для снижения общей энергоемкости технологического цикла подготовки почвы предлагается исключить из него сплошную одно- или двукратную культивацию и применить современный трактор МТЗ-1221, оборотные плуги фирмы KUHN Master 102 NSH [41, 53] или VN V850, а также почвообрабатывающий адаптер с БРРО для пропашных сеялок (таблица 5.2). Кроме сокращения числа проходов машинотракторных агрегатов по полю ожидается снижение общих энергозатрат цикла предпосевной подготовки почвы, т.е. данный способ подготовки относится к энергосберегающим [3,25, 63, 117,119].
Для расчета энергетической эффективности применения почвообрабатывающего адаптера необходимо знать технические характеристики машин и орудий, применяемых при предпосевной подготовке почвы. В таблице 5.3 представлены технические характеристики применяемых при предпосевной обработке почвы тракторов.
Применение трактора МТЗ-1221 обусловлено недостаточной грузоподъемностью навески МТЗ-82 в составе с адаптером с БРРО и сеялкой. Суммарная эксплуатационная масса адаптера и сеялок для пропашных культур составляет 1,8...2,2 т, что с учетом вылета адаптера назад по ходу движения трактора на 0,6 м ведет к значительному ухудшению управляемости агрегата, и, как следствие, к потере прямолинейного движения агрегата при посеве.
