Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 8
1.1 Народнохозяйственное значение сои и условия ее возделывания 8
1.2 Краткая характеристика природно-производственных условий возделывания сои в Амурской области 17
1.3 Экологические аспекты технологии возделывания сои 22
1.4 Анализ почвообрабатывающих рабочих органов и машин, используемых при междурядной обработке посевов сои 28
1.5 Методы оценки устойчивости движения машин (МТА) 45
1.6 Основные выводы по анализу состояния вопроса, цель и задачи исследований 50
2. Теоретические исследования 54
2.1 Анализ теоретических исследований по снижению тягового сопротивления рабочих органов 54
2.2 Определение тягового сопротивления экспериментального рабочего органа 61
2.3 Устойчивость движения секции рабочих органов многофункциональной машины 67
2.4 Теоретическое обоснование глубины щелевания почвы при проведении междурядных обработок посевов сои 80
2.5 Выводы по теоретическим исследованиям 82
3. Программа и методика экспериментальных исследований 84
3.1 Программа исследований 84
3.2 Методика лабораторных исследований 85
3.3 Методика лабораторно-полевых исследований 88
3.4 Методика производственной проверки 95
3.5 Методика обработки экспериментальных данных 101
4. Результаты экспериментальных исследований 104
4.1 Секция рабочих органов сеялки-культиватора 104
4.2 Многофункциональная сеялка-культиватор ММУ-3,6 для посева и междурядной обработки посевов сои 106
4.3 Результаты лабораторно-полевых исследований 110
4.4 Обоснование оптимальных параметров и режимов работы устойчивости движения многофункциональной сеялки-культиватора 115
4.5 Определение тягового сопротивления экспериментального рабочего органа 121
4.6 Результаты производственной проверки 123
4.7 Выводы по результатам экспериментальных исследований 131
5. Экономическая и энергетическая эффективность результатов исследований 133
Выводы и рекомендации производству 140
Список использованной литературы 142
Приложения
- Народнохозяйственное значение сои и условия ее возделывания
- Анализ теоретических исследований по снижению тягового сопротивления рабочих органов
- Программа исследований
- Секция рабочих органов сеялки-культиватора
Введение к работе
Основным направлением в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока является возделывание сои. Основные посевы этой культуры в России сосредоточены на Дальнем Востоке и составляют 70% всей сои, производимой в нашей стране [49]. Однако урожайность этой белковой и масличной культуры в среднем не превышает 1,1 - 1,5 т/га, что далеко не отвечает возможному потенциальному уровню ее урожайности.
Многие исследователи [10,12,13,22,40] утверждают, что урожайность сои низка потому, что не выполняются агротехнические приемы по ее возделыванию. По нашему мнению низкие урожаи вызваны еще тем, что применяемая технология и средства механизации не вполне отвечают почвенно-климатическим условиям и биологическим особенностям сои.
Соя наиболее полно реализует свой биологический потенциал при посеве ее широкорядным способом. Согласно исследованиям ВНИИ сои, ширина междурядий должна составлять 0,45м [121]. Общие требования к технологии производства сои определяются ее биологическими свойствами как бобовой, пропашной культуры.
Соя - культура пропашная и ее урожайность в значительной мере зависит от своевременного посева и качественного проведения междурядных обработок. Сложившаяся в последние годы в соесеющих хозяйствах региона технология возделывания сои и, особенно, ее техническое обеспечение не вполне отвечает особенностям этой культуры, природно-производственным условиям и экологическим требованиям.
Работа выполнена в соответствии с тематическим координационным планом на 2001-2005 гг. по научно-технической проблеме IX РАСХН «Научные основы формирования эффективной инженерно-технической системы АПК», задание 01, этап 02. 01. «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для
устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции для растениеводства» и плана НИР ДальГАУ на 2001-2005 гг. по теме 13.2 «Агроэнергетическая модернизация технологических комплексов в растениеводстве Амурской области».
Цель данной работы — совершенствование технологического процесса междурядных обработок сои путем обоснования параметров и режимов работы многофункциональной сеялки-культиватора.
В качестве объекта исследования рассматривается технологический процесс междурядной обработки посевов сои многофункциональной сеялкой-культиватором.
Предмет исследований — закономерности изменения устойчивого движения секции рабочих органов многофункциональной сеялки-культиватора в зависимости от скорости движения и тягового сопротивления рабочих органов на междурядных обработках сои.
Методы исследований - при теоретических исследованиях применялись методы теоретической и прикладной механики, физики и механики грунтов. Тяговое сопротивление рабочего органа определялось методом тен-зометрирования. При теоретических исследованиях и обработке результатов экспериментов расчеты производились на ПЭВМ с использованием программ EXCEL, Math CAD.
Достоверность результатов — достоверность проведенных исследований обеспечивается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также результатами испытаний в научно-производственной бригаде отдела семеноводства ДальГАУ и в ОПХ ВНИИ сои.
Научная новизна:
предложены аналитические зависимости коэффициента устойчивости движения агрегата при переменных (вероятностных) значениях тягового сопротивления рабочего органа;
разработана секция рабочих органов с параллелограммной подвеской со спаренными копирующими колесами, повышающая устойчивость
движения машины на междурядных обработках посевов сои;
- получена регрессионная модель устойчивого движения секции рабочих органов многофункциональной сеялки-культиватора.
Практическая значимость работы - результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическую реализацию в совершенствовании технологии междурядных обработок сои. Доказана возможность увеличения урожая сои без применения экологически опасных средств химической борьбы с сорняками. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены параметры многофункциональной сеялки-культиватора и ее оптимальные режимы работы при проведении междурядных обработок посевов сои, обеспечивающие наибольшую устойчивость движения секции рабочих органов, что позволяет снизить подрезание культурных растений сои и уменьшить защитную зону до 0,06 м.
Разработанный рабочий орган сеялки-культиватора позволяет снизить тяговое сопротивление на 28,8% и качественно обработать почву.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований рекомендуются применять в конструкторских бюро при разработке многофункциональной машины и использовать в учебном процессе высших учебных заведениях и в хозяйствах всех форм собственности при возделывании сои.
Внедрение - многофункциональная машина ММУ-3,6 включена в «Зональную систему технологий и машин для растениеводства на Дальнем Востоке на 2006-2015 гг.». Внедрена в научно-производственной бригаде отдела семеноводства ДальГАУ с. Дроново (2004 г.) и в ОПХ ВНИИ сои (2005 г.).
Апробация работы — основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Дальневосточного государственного аграрного университета в период с 2004 по 2005 гг. (г. Благовещенск); на региональных научно-практических конференциях: «Молодежь 21 века: шаг в будущее» в период с 2004 по 2005 гг. в Благовещенском филиале
Московской академии предпринимательства и в Дальневосточном высшем военном командном училище имени Маршала Советского Союза К.К. Рокоссовского (г. Благовещенск). Многофункциональная сеялка-культиватор ММУ-3,6 экспонировалась на организованной Министерством сельского хозяйства РФ и РАСХН межрегиональной конференции «Развитие производства высокобелковой культуры сои».
Публикации - по результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе получено положительное решение о выдаче патента РФ. Общий объём публикаций 2,2 печатных листа.
Структура и объём работы — диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 40 рисунков, 3 приложения. Список использованной литературы содержит 170 наименований.
Автор считает себя обязанным выразить глубокую благодарность сотрудникам ДальНИПТИМЭСХ и ДальГАУ, принимавшим участие в организации и проведении исследований.
Народнохозяйственное значение сои и условия ее возделывания
Соя является важнейшей культурой в земледелии и используется человеком в пищу наравне с рисом, пшеницей, просом и играет важную роль в решении проблем дефицита белка в питании людей и животных.
Во всем мире увеличивается производство сои, что объясняется сравнительно высоким содержанием в зерне биологически активного, высокопитательного белка и жира. Ежегодный прирост населения земли создает постоянно растущую потребность в высококачественном растительном белке. В настоящее время главным центром возделывания сои является Америка, где очень благоприятные условия для роста и развития этой культуры и высокоурожайные сорта. В таких странах как США, Бразилия и Канада — основных современных производителей сои выращивают около 75% ее мирового урожая [88].
Большой вклад в развитии механизации соеводства внесли известные ученые Дальнего Востока: Бумбар И.В., Волков А.Т., Гершевич М.Г., Глотов В.П., Емельянов A.M., Жирнов А.Б., Кашпура Б.И., Камчадалов Е.П., Кислов А.Ф., Конченко Н.Ф., В.И. Лазарев, Назаренко В.В., Орехов Г.И., Парубенко А.В., Присяжный М.М., Присяжная СП., Рубан Ю.Н., Рябченко В.Н., Свешников В.И., Сюмак А.В., Терентьев Ю.В., Трофимов С.К., Цехместер М.Р. и др.
Сою Н.И. Вавилов относит, как пшеницу, рис, кукурузу, ячмень, овес, лен, хлопок, к первым освоенным в культуре растениям. По своему химическому составу соя уникальна [14]. В химическом составе зерна содержится белка от 30% до 50%, масла от 14% до 26%, минеральных веществ от 4% до 6,5% и другими составляющими [26]. Своеобразие состава зерна обусловливает ее народнохозяйственное значение в различных отраслях хозяйства как компонента жизни человека, корма для животных и др.[5,9,12,41,47,65,96,129].
Дальневосточный селекционер В.А. Золотницкий указывал, что «Ни одно растение в мире не может произвести за 100 дней столько белка и жира, сколько дает соя, ни одно растение в мире не может соперничать с ней по количеству вырабатываемых продуктов» [47].
Являясь одновременно продовольственной, технической и кормовой культурой соя отличается широкой универсальностью применения. В отличие от белков животного происхождения соевый белок растворяется в воде, что обуславливает его хорошие технологические свойства при промышленной переработке [9,47].
Мировой опыт передового сельского хозяйства свидетельствует, что наиболее рациональный путь решения белковой проблемы - это увеличение производства сои, использование в пищу ее растительного белка, а также трансформация соевого белка - через корм - в белок животного происхождения. Таким образом, одну из наиболее острых проблем человечества - производство белка - можно решить за счет увеличения производства зернобобовых и, в первую очередь, сои [148].
Растения сои могут применяться как в свежем, так и высушенном, засилосованном видах и в смеси с другими культурами [6]. В условиях Дальнего Востока соя занимает одно из ведущих мест в севообороте. Она является хорошим предшественником для многих сельскохозяйственных культур повышая их урожайность, так как растения сои синтезируют азот воздуха и накапливают его в почве. Использование сои на сидерат позволяет накапливать его в почве до 100 - 130 кг азота на гектар, что равносильно 0,4 - 0,6 т/га азотных удобрений [9].
Соя, как никакая другая культура, обогащает почву азотом. Она не только потребитель, но и накопитель почвенного азота за счет фиксации его из атмосферы клубеньками, которые образуются на корнях. Корни сои в основ ной массе (70 - 80%) располагаются в пахотном слое. Здесь же сосредоточено наибольшее количество клубеньков.
Соя способствует также размножению свободноживущих азотфиксато-ров в корнепитательном слое почвы. В прикорневой зоне сои азотобактера больше, чем в почве без корней: в фазу первого тройчатого листа - в 42 раза, цветения - в 95 раз, созревания - в 13 раз. Размещая корневую систему в пахотном слое, накапливая органическое вещество, образуя клубеньки и фиксируя азот воздуха, соя способствует улучшению физических свойств почвы. Обладая такими ценными свойствами, она в агротехническом отношении хороший предшественник для зерновых культур. Являясь пропашной культурой, соя позволяет агротехническими средствами более эффективно бороться с сорняками [65].
В России развитие соеводства почти все производство сои приходится на Дальний Восток - Приморский, Хабаровский края и Амурскую область. Тенденция научно-технического прогресса при возделывании сои в основном проявляется через различные технологии ее возделывания на базе зональной системы машин [50,49,48,122].
Совмещение операций является одним из основных направлений в решении проблемы повышения технологической эффективности агрегатов на возделывании сои. Применение комбинированных агрегатов позволяет своевременно и качественно выполнять все операции возделывания сои, уменьшает негативное воздействие машин на структурный состав и плотность почвы и тем самым способствует повышению ее плодородия и улучшению условий для роста, развития и повышения продуктивности посевов. Вместе с этим такие агрегаты обеспечивают более рациональное использование современных энергонасыщенных тракторов, повышение производительности и сокращают потребность в кадрах механизаторов, что имеет большое значение для условий сельского хозяйства Дальнего Востока [113,116,117].
На основе базовой технологии в настоящее время разработано и внедрено несколько модификаций соевого агротехнического комплекса. Указанные модификации различаются, в первую очередь, способами посева. Наиболее широко в настоящее время распространен рядовой (сплошной) способ посева, который позволяет существенно снизить затраты на механические уходы за посевами, но требует применения мер борьбы с сорняками с помощью гербицидов. Сохраняет свое значение и широкорядный способ посева сои (с шириной междурядий 0,45 м или двухстрочный - 0,51 м на 0,15 м), данный способ можно применять при недостатке гербицидов и наличии агрегатов для междурядных обработок посевов. Во всех вариантах обработок посевов следует учитывать сортовую специфику сои. В каждом конкретном случае при выборе способа предусматриваются соответствующие изменения нормы посева, набора сельскохозяйственных орудий, меры борьбы с болезнями и сорняками, системы удобрений и т.д. [121].
Анализ теоретических исследований по снижению тягового сопротивления рабочих органов
Основные внешние силовые воздействия на рабочие органы сельскохозяйственных машин возникают от взаимодействия с почвой. Совершенствование конструкции и правильная эксплуатация сельскохозяйственных машин невозможны без учета условий их работы. Еще академик В.П. Горячкин писал: «... Прежде чем рассматривать средства для работы, то есть изучать форму рабочего органа машины или орудия, необходимо, как и при решении всякой задачи, выяснить условие или задание работы...» [30].
Рациональная формула В.П. Горячкина разделяет сопротивление на три части и раскрывает ее «... общее значение для всякого орудия или машины, движущейся в какой-либо среде». Трехчленность формулы наглядно показывает направление поиска менее энергоемких орудий в зависимости от режимов и условий работы: у навесных машин уменьшается первый член формулы - так называемое «мертвое сопротивление», с уменьшением глубины обработки или ширины захвата рабочего органа - второй член, изменение формы рабочего органа влечет изменение третьего члена - затрат энергии на придание «живой силы» кускам почвы.
Исследования рабочих органов, совершающих колебательное движение, выполненные различными авторами, подтверждают возможность снижения тягового сопротивления этих рабочих органов.
Значительный вклад в теорию и практику использования эффекта вибрации в технологических процессах, выполняемых сельскохозяйственными машинами, внесли ученые-академики И.И. Артоболевский, О.В. Верняев, академики ВАСХНИЛ: М.Н. Летошнев, Н.Д. Лучинский, В.А. Желиговский, П.М. Василенко, М.Е. Мацепуро; доктора технических наук: Д.Д. Баркан, А.Н. Гудков, А.А. Дубровский, Г.Н. Синеоков, А.Ф. Ульянов и др.
Таким образом, импульс сил сухого трения почвы о рабочие органы является убывающей функцией от частоты колебаний. С увеличением частоты б)0 убывает импульс трения f, а вместе с ним тяговое сопротивление.
Г.Н. Синеоков и И.М. Панов [120] считают, что снижение тягового сопротивления вибрирующих рабочих органов (лап культиваторов, лемехов) можно уменьшить, также, в результате снижения трения, возникающего при движении пласта почвы по рабочей поверхности клина. Для этого лемех должен совершать такие колебания в продольно-вертикальной плоскости, при которых траектория абсолютного движения его лезвия будет иметь форму асимметричной пилообразной линии (рис. 2.1). При этом движение лемеха должно быть поступательным (или близким к нему).
Схемы работы клина, совершающего колебания в продольной вертикальной плоскости (по Эггенмюллеру)
Работу таких лемехов и двугранных клиньев в почвенном канале и в полевых условиях исследовал Эггенмюллер [164]. Исследователь Kofoed S.S. установил что, одним из причин снижения у некоторых видов вибрирующих рабочих органов являются кинематические особенности их движения [168].
Например, если зуб бороны совершает колебания в поперечной вертикальной плоскости, то траекторией его абсолютного движения является си 60 нусоида (рис. 2.2). Если предположить, что сопротивление почвы R движению в ней зуба не зависит от скорости и что поперечное сечение зуба имеет форму круга, то в любой момент времени сила R будет иметь постоянное значение. Направление силы R противоположно направлению скорости абсолютного движения зуба, то есть в любой момент оно направлено по касательной к траектории.
В ряде стран применяются лапы культиваторов и корпуса плугов, снабженных упругой стойкой. В опытах Моллера замена жестких стоек упругими снижала тяговое сопротивление лап культиваторов на 20...30% [169]. Моллер объясняет снижение тягового сопротивления у подрессоренных лап уменьшением сил трения на рабочей поверхности клина, то есть аналогично тому, как это делает Эггенмюллер применительно к вибрирующим лапам (рис. 2.1). Положительными особенностями лап на упругих стойках является то, что при их работе на каменистых почвах возникает меньше поломок, а при работе во влажной почве с большим количеством соломы и сорняков на поверхности поля они меньше забиваются. Отрицательным в их работе является больший, чем при работе лап на жесткой стойке, разброс и перемешивание почвы и непостоянство глубины обработки.
Так как экспериментальный рабочий орган имеет незначительное отклонение, разброс и перемешивание почвы не наблюдается и постоянство глубины обработки поддерживается параллелограммным механизмом секции рабочих органов.
Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненный различными авторами, позволяет установить, что исследования рабочих органов, совершающих колебательное движение, подтверждают снижение тягового сопротивления этих рабочих органов.
Программа исследований
Для решения поставленных задач на основе анализа научно-исследовательской литературы и проведенных теоретических исследований нами составлена следующая программа экспериментальных исследований. 1. Лабораторные исследования: - определение тягового сопротивления рабочих органов для междурядной обработки посевов сои; - определение параметров и режимов работы экспериментального рабочего органа (при соблюдении качества обработки почвы); - влияние конструктивных параметров экспериментального рабочего органа на агротехнические показатели. 2. Лабораторно-полевые испытания. В процессе исследования определяли: - устойчивость движения секции рабочих органов многофункциональной машины со спаренными копирующими колесами; - глубину и равномерность обработки почвы рабочим органом; - степень подрезания сорняков; - степень повреждения культурных растений; - ширину междурядий, отклонение растений от осевой линии ряда; - фактическую величину защитной зоны; - засоренность участка сорняками до и после обработки; - коэффициент трения скольжения «металл-почва»; - твердость и влажность почвы; - плотность почвы; « - коэффициент объемного смятия почвы и глубину уплотнения почвы. 3. Полевые опыты. 4. Производственная проверка многофункциональной машины ММУ-3,6 для посева и междурядной обработки посевов сои. Исследования машины в полевых условиях на междурядной обработке сои широкорядным способом проводились в рекомендуемые агротехнические сроки согласно РД 10.4.3-89 «Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для обработки пропашных культур. Программа и методы испытаний» [162]. Показатели качества. Качество выполнения междурядной обработки оценивали по следующим показателям: 1. Сроки и продолжительность обработки; 2. Глубина обработки и ее равномерность; 3. Наличие и площадь необработанных междурядий; 4. Степень подрезания сорных растений в зоне обработки; 5. Степень повреждения культурных растений. Лабораторно-полевые исследования проводились по следующей программе: 1. Разработка требования к условиям испытаний; 2. Технологическая настройка к работе; 3. Характеристика участка; 4. Характеристика культуры; 5. Выбор режимов; 6. Контроль и оценка качества работы. 3.2 Методика лабораторных исследований 3.2.1 Определение режимов и параметров работы экспериментального рабочего органа В связи с тем, что невозможно в некоторых случаях исследовать работу экспериментального рабочего органа с помощью стандартных методов, была разработана частная методика исследования, а также специальное измерительное устройство (рис. 3.1). Методика разработана для определения режимов колебаний рабочего органа. Устройство предназначено для непосредственного измерения физической величины. Схема измерения представлена на рис. 3.2. Рис. 3.1 Устройство для измерения колебаний рабочего органа, где 1- редуктор; 2- электродвигатель; 3- транспортер; 4- грядиль; 5 - рабочий орган (бритвенные лапы); 6- карандаш; 7- миллиметровая бумага (за пись). jnMAr Ill Mill 11 11111 Рис. 3.2 Схема измерения, где F- сила, определяемая измеряемой величиной х, у = f (х) - показания устройства, пропорциональные деформации пружины под действием силы F. Измерительное устройство (рис. 3.1) позволяет фиксировать экспериментальные значения амплитуды колебаний рабочего органа в зависимости от скорости движения и от свойств почвы. Это устройство крепится на грядиль (4). При движении грядиля (4) рабочий орган (5) находится в режиме автоколебаний. Включается электродвигатель (2) и через редуктор (1) перемещается транспортер (3). На транспортер (5) закрепляется миллиметровая бумага (7), на которой осуществляется записывание колебаний экспериментальных рабочих органов. После обработки данной диаграммы получим амплитуду (А) и частоту колебаний (v) экспериментального рабочего органа в зависимости от скорости движения.
Лабораторные исследования проводили на почвенном канале в отделе почвообрабатывающих и посевных машин ГНУ ДальНИПТИМЭСХ. Условия работы и все измерения заносились в рабочий журнал и по окончании эксперимента обрабатывались стандартными методами обработки данных [19,24,38,45,72 и др.]. Статистическую обработку данных полевых опытов проводили с помощью дисперсионного анализа [38]. Параметры колебаний экспериментального рабочего органа при максимальной скорости движения, обеспечивающей выполнение агротехнических требований, считаем оптимальными. После этого определяем необходимое усилие пружины, обеспечивающее оптимальные параметры колебаний.
Лабораторные испытания проводили на почвенном канале с целью выявления влияния конструктивных параметров экспериментального рабочего органа на качество обработки почвы, предъявляемое по агротехническим требованиям к междурядной обработке посевов сои. Устанавливали сменные рабочие органы (бритвенные лапы и стрельчатые лапы) в экспериментальный рабочий орган и проверяли их по качеству обработки почвы. Длина почвенного канала составляет 25 метров. Агротехнические требования, предъявляемые к экспериментальному рабочему органу: - обеспечение равномерности рыхления почвы по ширине и глубине захвата лап на всей длине гона. Среднее отклонение от глубины рыхления не должно быть более ±1,0 см; - обеспечение ровной поверхности почвы. При этом не допускаются сгруживание, сгребание, волочение и вынос на поверхность влажной почвы, а также выворачивание глыб и образование борозд; - погрешность измерений не более ±1,0 см.
Повреждение культурных растений определяли путем учета по вреждений, нанесенных растениям рабочими органами машины. Повреждения определяли после прохода машины через 20-30 часов путем осмотра рас тения (кустов) на учетных площадках, длиной 10-15 м, шириной равной ширине захвата машины с трехкратной повторностью. Для загущенных посевов длина учетной площадки - 2,5 м. По результатам учета повреждений вычисляли количественную долю с определенным видом повреждений растений (присыпание, вырыв, отрыв листьев, излом и отрыв стеблей) от общего количества растений на учетных площадках с округлением до первого десятичного знака.
Фактическая величина защитной зоны определяли путем измерения ширины невзрыхленной почвы. Измерения проводили в 10 точках по ходу машины с обеих сторон осевой линии каждого обработанного машиной рядка за один проход. Погрешность измерений не более ±1,0 см, результаты измерений и вычислений записывали в ведомость. По данным измерений получили среднее значение с округлением до целого числа.
Секция рабочих органов сеялки-культиватора
На основании результатов исследований разработаны и изготовлены секции с параллелограммной подвеской со спаренными копирующими колесами, на наш взгляд, наиболее адаптированные к условиям работы и отвечающие агротехническим требованиям.
Разработанная ФГОУ ВПО ДальГАУ и ГНУ ДальНИПТИМЭСХ секция (положительное решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2003133038) позволяет исключить операцию перестановки секций по несущему брусу. Данная конструкция грядиля с двумя копирующими колесами позволяет снизить трудоемкость при переналадке многофункциональной машины из режима посева в режим междурядной обработки посевов и повышает устойчивость движения рабочих органов.
Существующие в настоящее время многофункциональные машины с одинарными копирующими колесами в секциях обладают большим недостатком. При переходе от операции посева к операции междурядной обработки посевов секции многофункциональной машины необходимо переставлять по несущему брусу на половину ширины междурядья. В противном случае опорное колесо секции будет давить всходы культурных растений (рис.4.1). Необходимость перестановки секций повышает трудоемкость процесса и накладывает определенные ограничения на конструкцию многофункциональной машины.
Для проведения междурядной обработки посевов сои секции рабочих органов оборудуются бритвенными (плоскорезными полольными) лапами (6). Многофункциональная машина при междурядной обработки движется по той же колее, что и при посеве. Так как расстояние между копирующими колесами не меньше ширины высеянной сошником полосы семян, то при движении многофункциональной машины копирующие колеса не давят взошедшие растения. Перестановки секций по несущему брусу многофункциональной машины не требуется. Бритвенные лапы подрезают растущие в между рядьях сорняки, а прополочные боронки (7) вычесывают подрезанные сорняки и одновременно выравнивают поверхность почвы после прохода бритвенных лап (6) (рис. 4.1).
Секция многофункциональной машины укомплектовывается различным набором сменных рабочих органов (стрельчатые, бритвенные лапы, долота, прополочные боронки и др.).
На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований нами разработана многофункциональная сеялка-культиватор для посева и междурядной обработки сои с новыми секциями рабочих органов. В представленной научно-исследовательской работе рассматриваем только междурядную обработку посевов сои. Многофункциональная машина предназначена: для предпосевной обработки почвы с одновременным внесением основной дозы гранулированных минеральных удобрений на глубину обработки (10-12 см) под сою; для посева различными способами (широкорядным, широкополосным, подпочвенно-разбросным); посева с одновременным выравниванием поверхности поля; для междурядных обработок посевов сои.
Сеялка-культиватор состоит из следующих основных сборочных единиц (рис. 4.2): опорное колесо машины; зернотуковый ящик; механизм подъема -опускания рабочих органов; рабочий орган; секции рабочих органов; гидроцилиндр; прицепная сница; подножная доска; маркеры (левый и правый).
Рама машины (8) опирается на пневматические колеса (1). К переднему брусу рамы крепятся разработанные секции с параллелограммной подвеской со спаренными копирующими колесами. На секциях рабочих органов устанавливают, в зависимости от вида выполняемых работ, комбинированные рабочие органы.
Рабочие органы для щелевания междурядий пропашных культур устанавливают в передних держателях секций многофункциональной машины ММУ-3,6. За ними, с соблюдением размеров защитных зон, устанавливают бритвенные лапы шириной захвата 250 мм. В задних держателях целесообразно также установить прополочные боронки КРН-38. При такой комплектации многофункциональной машины ММУ-3,6 ножи-щелерезы создают во-допоглощение щели по центру междурядий, бритвенные лапы рыхлят почву на глубину 6 см, уничтожают сорняки в междурядье и выравнивают поверхность почвы в зоне щели. Идущие следом прополочные боронки дополнительно рыхлят почву и уничтожают сорняки в защитной зоне.
Для подтверждения теоретических исследований по щелеванию междурядий сои проводили экспериментальные испытания на почвенном канале ДальНИі 11 ИМЭСХа. Для этого при разных глубинах щелевания исследовали скалывание (деформации) почвы. Плотность и влажность почвы составили: - Плотность почвы в слое 0-5 см - 1030 кг/м ; в слое 5-10 см — 1131 кг/м ; в слое 10-15 см - 1293 кг/м . - Влажность почвы в слое 0-5см - 20,3%; в слое 5-10 см - 22,8%; в слое 10-15 см-18,5%. При глубине 0,16 м линия скола находилась вне защитной зоны (при защитной зоне 0,55 м). Выходы линий скола (деформации) почвы (при глубине щелевания - 0,14 м, 0,12 м, 0,10 м, 0,8 м) на поверхность поля находились вне защитных зон. Отсюда доказано, что экспериментальные исследования подтверждают теоретические расчеты глубины щелевания. Щелевание междурядий посевов сои проводили на второй междурядной обработке сои. Условия проведения работы: по - Влажность почвы: в слое 0-5 см равнялось 12,6%; в слое 5-Ю см -20,3%; в слое 10-15 см - 22,1%. - Твердость почвы: в слое 0-5 см равнялось 1,42 кг/см2; в слое 5-10 см 3,37 кг/см ; в слое 10-15 см - 3,76 кг/см . - Тип почвы и название по механическому составу: лугово черноземовидные маломощные тяжелосуглинистые. Определяли по методике смыв почвы после щелевания междурядий сои. Щелевание междурядий сои способствовало сокращению смыва почвы ливневыми осадками с 16,5 до 7,1 м /га и улучшению условия произрастания сои в условиях Амурской области. Испытания показали, что качество выполняемой операции соответствует агротехническим требованиям. Отсюда, применение таких рабочих органов для таких целей эффективно в условиях Амурской области.
Похожие диссертации на Обоснование параметров и режимов работы многофункциональной сеялки-культиватора на междурядных обработках сои
