Введение к работе
Актуальность темы. Повышение биологической урожайности и качества картофеля достигается, наряду с другими факторами, улучшением рыхления почвы поддерживающей оптимальный влажностный и воздушный режимы гребня. Основой такого улучшения является система основной обработки, поверхностного рыхления, отсыпки гребня и поддержания его в исходном состоянии в период вегетации.
Основная обработка; почвы под посадку картофеля должна включать глубокое подгребневое рйхление, что позволит уменьшить уровень загрязнения окружающей среды, кЬренным образом улучшить почву, и качество рыхления и отсыпку гребня. Этим приемам соответствует универсальная комбинированная почвообрабатывающая машина - гребнеобразователь, разработанная в БАТУ. Однако существующие способы и рабочие органы для формирования и поддержания оптимальных параметров гребней не отвечают требованиям: уплотняют поверхность гребня, не полностью вычесывают проросшие сорняки, изменяют расчетный профиль гребня.
Поэтому вопросы совершенствования технологических процессов и создания специальных рабочих органов для формирования и поддержания оптимальных параметров плотности, влажности, размеров гребней и агроэкологи-ческих свойств почвы с целью повышения биологического урожая и качества клубней является актуальной и имеет важное народнохозяйственное значение.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - повышение биологической урожайности картофеля и качества клубней путем улучшения агро-экологических свойств почвы и параметров гребня (плотности, влажности, воздушного режима) на основе создания и применения рабочих органов для объемного рыхления гребней.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-обосновать технологические приемы создания и поддержания параметров гребней и требуемые для их реализации технические средства;
- разработать научные положения для формирования гребня с улучшен
ными агроэкологическими свойствами;
-обосновать основные параметры объемного рыхлителя гребней и режимы его работы;
разработать теоретические основы объемного рыхления гребней;
разработать рекомендации по применению сменных рабочих органов, используемых для возделывания картофеля на гребнях и определить эффективность выполненных исследований.
Объект н предмет исследования. Объект исследования * технологические процессы обработки почвы, формирования гребней и ухода за ними, специальные приемы объемного рыхления гребней, технические средства, параметры и режимы их работы. Предмет исследования - объемные рыхлители, проектирование их конструкций.
Научная новизна полученных результатов. Новизна состоит в обосновании технологического процесса объемного рыхления гребня для поддержания его оптимальных параметров ( профиль, плотность, влажность, скважность) и конструкции объемных рыхлителей с пружинными элементами, определении их параметров и режимов работы. Впервые разработан алгоритм расчета и проектирования объемных рыхлителей, экспериментально обоснованы силовые и кинематические параметры пружинных элементов, составлена математическая модель и обоснованы рациональные режимы работы комбинированной машины с предлагаемыми рыхлителями.
Новизна разработанных технологических приемов и технических реше-.'ний отражена в положительных решениях по заявкам на изобретения № 970141 «Рабочий орган для формирования гребней», № 19990139 «Рабочий орган для объемного рыхления гребней»,№ 19990932 «Культиватор для междурядной обработки.
Практическая значимость полученных результатов. Результаты исследований по выбору и обоснованию оптимальных параметров рабочих элементов для объемного рыхления гребней использованы при разработке конструкции зубовых рыхлителей. Аналитические зависимости позволяют определить оптимальную плотность почвы в гребне.
Применение почвообрабатывающего универсального гребнеобразовате-ля УПГ-2,8Г со сменными рыхлящими и окучивающими рабочими органами позволяет повысить урожайность в 1,5 раза, снизить расход топлива и удельную материалоемкость на 15 %.
Реализация результатов исследований. Практическим результатом разработки поставленной задачи явилось создание на основе выполненных исследований двух видов рабочих органов для ухода за гребневыми посадками картофеля, которые прошли исследовательские испытания и производственную проверку.
Гребнеобразователь почвообрабатывающий универсальный УПГ-2,8Г со сменными рабочими органами зарегистрирован Госстандартом Республики Беларусь (каталожный лист продукции № 3701), техническая документация на машину передана заводу «Лидсельмаш».
Опытная универсальная комбинированная почвообрабатывающая ма-шина-гребнеобразователь с предложенными рабочими органами внедрена в учхозе им. Фрунзе. Экономический эффект от внедрения разработок состоит в повышении урожайности на 45 %, снижении эксплуатационных затрат в размере 6560 тыс. руб. ( в ценах июня 1999 г.).
. Материалы исследований включены в научно-исследовательские отчеты, используются в учебном процессе, по теме диссертации снят видеофильм.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнена в соответствии с Республиканской научно-технической программой фундаментальных и прикладных исследований по приоритетным направлениям развития агропромышленного комплекса Республики Беларусь на 1996-2000 годы («Механизация и энергетика»), планом важнейших научно-
исследовательских работ раздела «Машиностроение» (№ 339) Национальной Академии и планом научно-исследовательских работ БАТУ.
Апробация результатов диссертации. Материалы исследований доложены и обсуждены на Международных научно-технических конференциях : Каменец-Подольской сельскохозяйственной академии (1995г.), Белорусского аграрного технического университета (1996...9В гг.), Белорусской сельскохозяйственной академии (1998г.),Белорусского научно-исследовательского института механизации сельского хозяйства {1997г.).
Опытный образец машинй « Гребнеобразователь почвообрабатывающий универсальный УПГ-2,8Г » со сменными рабочими органами экспонирог вался на международной выставке «БелАГРО-97».
Опубликованность результатов. Основное содержание диссертационной работы изложено в 5 печатных работах и тезисах опубликованных в научных изданиях, 3 описаниях изобретений к авторским свидетельствам и патентам, 2 научных отчетах.
Основные положения диссертации, выносимые па защиту:
1. Технология обработки почвы, нарезки гребней и ухода за гребневыми
посадками картофеля:
совмещение операций и использование нового поколения рабочих органов для механизации процесса ухода за гребнями с уменьшением применения доз пестицидов;
применение специальных рабочих органов для формирования гребня и его объемного рыхления.
2. Экспериментально-теоретические разработки:
результаты исследования технологических процессов объемного рыхления и формирования гребня с оптимальными параметрами;
обоснование технологических параметров и режимов обработки, формы рабочих поверхностей;
конструктивно-технологическая схема рабочих органов.
3. Научно-технические разработки:
-результаты механико-технологического обоснования использования рыхлителей объемного действия, как условия повышения биологического урожая и качества клубней;
- базовые модели рабочих органов.
Личный вклад соискателя заключается:
-
В самостоятельной разработке математичесхих моделей и теоретическом обосновании параметров плотности и технологических параметров гребня.
-
В разработке методики расчета кинематики и динамики рабочего ор^ гана для объемного.рыхления гребня.
-
В экспериментальной проверке в лабораторных и полевых условиях адекватности моделей рыхлителей гребня.
-
В создании опытного образца машины со сменными рабочими органами и внедрении в условиях хозяйства.
Совокупность сформулированных и обоснованных в диссертационной работе научных положений является вкладом в развитие перспективного направления в технологии производства картофеля, а также теории построения комбинированных почвообрабатывающих машин-гребнеформирователей со сменными рабочими органами.
Методология и методы проведенного исследования. Работа выполнена на основе, принципов системного подхода с использованием методов теоретического, экспериментального и экспериментально-теоретического исследований.
Адекватность изучаемых теоретических моделей подтверждена результатами экспериментальных исследований параметров гребней, натурного опытного образца и технико-экономическими показателями.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из оглавления, шести глав основной части, заключения, списка использованных литературных источников (120 наименований, из них 6 на иностранном языке) и приложения. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включает 60 рисунков и 7 таблиц.
