Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Коновалов Владимир Николаевич

Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы
<
Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Коновалов Владимир Николаевич. Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Коновалов Владимир Николаевич; [Место защиты: Челяб. гос. агроинженер. ун-т].- Челябинск, 2009.- 150 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1815

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования 8

1.1. Анализ конструкций комбинированных почвообрабатывающих агрегатов 8

1.2.Анализ научных исследований по вопросам разработки конструктивных схем и параметров машин 15

1.3. Цель и задачи исследования 20

2. Обоснование конструктивной схемы и параметров комбинированных культиваторов для основной и поверхностной обработки почвы 22

2.1. Обоснование скорости движения и ширины захвата комбинированных, культиваторов для тракторов различного тягового класса 23

2.2. Обоснование длины прицепного устройства культиватора (расстояние от точки прицепа до центра сопротивления культиватора) 45

2.3. Технологический процесс работы и силы, действующие на рабочие органы комбинированного культиватора 48

2.4.Обоснование конструктивных параметров культиватора 60

3. Программа и методика экспериментальных исследований 82

3.1. Программа экспериментальных исследований 82

3.2. Состав испытуемых агрегатов и средства измерения 84

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований 90

3.3.1.Выбор участка, определение функциональных и энергетических показателей работы агрегатов 90

3.3.2.Методика определения гребнистости и глубины обработки 91

3.4. Определение энергетических показателей 93

4. Результаты экспериментальных исследований комбиниро ванного культиватора КЛДП-7,2 94

4.1. Результаты исследований культиватора КЛДП-7,2В в различных условиях работы 95

4.2. Результаты сравнительных испытаний культиваторов КЛДП-7ДВ и КТС-7,2 100

5. Экономическая оценка комбинированного культиватора КЛДП-7,2В 115

5.1. Границы эффективного использования нового универсального культиватора ЕЛДП-7,2В 116

5.2. Показатели экономической оценки эффективности 116

5.3. Определение показателей экономической эффективности 116

5.4. Экономические показатели, формирующие основные параметры эффективности 120

Основные выводы 124

Список литературы 126

Приложения 134

Введение к работе

Актуальность темы. В концепции развития сельскохозяйственной техники до 2010 года намечено создание комбинированных, универсальных и унифицированных машин нового поколения, обеспечивающих высокую производительность при минимальных затратах средств и выполняющих за один проход агрегата несколько технологических операций без снижения качественных показателей работы орудия и при надежности машин на уровне и выше зарубежных аналогов [113].

Совмещение основной и поверхностной обработки почвы сокращает сроки подготовки почвы к посеву, сохраняет влагу, снижает затраты труда и средств, повышает производительность агрегата. Универсальность орудия и возможность его работы с соблюдением агротехнических требований на разных операциях обработки почвы в различных условиях обеспечивают сменные рабочие органы для каждой операции [9...12,111]. Кроме того, для рационального использования мощности двигателя трактора необходимо определить оптимальные параметры ширины захвата орудия и скорости движения агрегата, обеспечивающие максимальную производительность агрегата при различных значениях глубины обработки и удельного сопротивления почвы, а также используемых конструкционных материалов и их профилей для изготовления рамы и рабочих органов [5...7,13,14]. Повышение качественных показателей работы агрегата и сохранение влаги в конечном счете повышают урожайность возделываемых культур. В связи с этим тема диссертации, направленная на решение этой проблемы, является актуальной и имеет народнохозяйственное значение.

Работа выполнена в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001...2005 гг. «Научные основы формирования и функционирования эффективного агропромышленного производства» по

направлению 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», где Челябинский государственный агроинженерный университет является исполнителем.

Цель работы: Разработать семейство комбинированных культиваторов для тракторов класса тяги 2...5, обеспечивающих выполнение требований агротехники при снижении удельных энергетических затрат.

Задачи исследования

  1. Исследовать зависимость производительности агрегата от применяемых конструкционных материалов и их профилей, глубины обработки, типа рабочих органов и удельного сопротивления почвы, определить оптимальные значения скорости движения и ширины захвата агрегата.

  2. Разработать последовательность выполнения операций предложенной технологии комбинированной обработки почвы, обосновать технологические параметры рабочих органов комбинированного культиватора.

  3. Провести экспериментальные исследования разработанного культиватора и сравнить показатели его работы и существующих культиваторов. Дать технико-экономическую оценку эффективности внедрения разработанного культиватора.

Объект исследования: Технологический процесс работы комбинированного культиватора на основной и поверхностной обработках почвы.

Предмет исследования: Агротехнические и энергетические показатели работы культиваторов с различными типами рабочих органов и разной шириной захвата.

Научная новизна: Впервые показано, что достижение минимального тягового сопротивления орудия и максимальной производительности агрегата возможно при определенном (оптимальном) сочетании скорости движения и ширины захвата агрегата. Оптимальные значения скорости и ширины за-

хвата агрегата зависят от использованных конструкционных материалов и их профилей при изготовлении орудия, выбора рабочих органов, величины сил трения, возникающих при работе агрегата, и удельного сопротивления почвы. Получены и исследованы зависимости, позволяющие определять оптимальные значения скорости движения и ширины захвата агрегата. Данные зависимости подтверждены экспериментально на конкретных культиваторах. Установлены рациональные параметры ширины захвата семейства культиваторов для тракторов класса тяги 2...5: 2,6; 4,4; 6,0; 7,2 и 8,4 м.

Разработана и исследована последовательность выполнения операций предложенной технологии рабочего процесса комбинированного культиватора. Обоснованы технологические параметры рабочих органов комбинированного культиватора (лап, дисков, катков). Определены силовые характеристики рабочих органов. Исследована компоновочная схема орудия. Определены рациональные расстояния между рядами рабочих органов в зависимости от скорости движения агрегата, глубины обработки и состояния почвы.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов: Создано семейство комбинированных культиваторов КЛД: КЛДН-2,6; КЛДН-4В; КЛДН-6В; КЛДП-7,2В. Освоен серийный выпуск данных культиваторов. Выпускаемые культиваторы превосходят аналоги как по технологическим, так и по энергетическим показателям.

Разработанная конструктивная схема орудия и обоснованные параметры культиватора и рабочих органов способствуют повышению качества работы культиватора, производительности агрегата при минимальном тяговом сопротивлении, энерго-, ресурсо- и влагосбережению, что в итоге обеспечивает повышение урожайности возделываемых культур, снижение себестоимости производимой продукции.

Результаты исследований использованы на ООО «Варнаагромаш» (с. Варна Челябинской области) при разработке, проектировании и производстве культиваторов лемешно-дисковых КЛДН-2,6, КЛДН-4В, КЛДЫ-6В и КЛДП-7,2В.

Апробация. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Челябинского агроинженерного университета в 2005-2008 гг.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 научных статей, в том числе 6 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и содержит введение, пять глав, выводы и приложения. Список использованной литературы включает в себя 129 наименований. Диссертация содержит 68 рисунков, 16 таблиц, 5 приложений.

Анализ конструкций комбинированных почвообрабатывающих агрегатов

Совершенствование противоэрозионных почвообрабатывающих орудий с начала их производства происходило непрерывно. Изменялись типы и параметры рабочих органов, оптимизировались конструктивные схемы орудий, подъемно-установительные механизмы и способы агрегатирования. Однако противоэрозионные орудия для тракторов любого класса тяги снабжались однооперационными рабочими органами (плоскорежущие лапы, стойки СибИМЭ, чизели, щелеватели), которые отличались друг от друга количеством, конструктивной схемой орудия и параметрами подъемно-установительных механизмов [3,4,8,15,29,30,32,33,53,54,60,96,101,105,108, 120,126].

Концепцией развития почвообрабатывающих машин и агрегатов на период до 2010 г. было намечено создание и внедрение комбинированных универсальных и высокоунифицированных семейств машин и агрегатов, которые позволят сократить их номенклатуру на 50%, уменьшить металлоемкость до 35%) и снизить расход топлива до 25%. Использование сменных рабочих органов, обеспечивающих, при щадящем воздействии их на почву, высокое качество предпосевной, паровой и основной обработок почвы и энергосбережение, позволит повысить урожайность и снизить себестоимость возделываемых культур [113].

При отсутствии растительных остатков на фоне отвальной вспашки выпавшая снежинка истирается при переносе ветром и полностью испаряется через 4 км. На этом фоне лишь 20%) влаги осадков пополняет влагу почвы. На стерневом фоне уже около 50% осадков становятся продуктивной влагой в почве. Чтобы полностью исключить перенос снега, необходима стерня высотой не мене 40...50 см, а ещё лучше, если сохраняется весь стеблестой при уборке очесыванием. В таком случае глубина промерзания уменьшается на 50-70 см, оттаивание почвы совпадает с таянием снега и нет потерь на вымерзание и сток талых вод [42,48,51,69,75,92].

В связи с этим стерневые универсальные культиваторы должны сохранять максимальное количество растительных и пожнивных остатков, а также мульчировать поверхность поля для накопления и сохранения влаги [48,51,69,75,76,82,92].

С учетом системы биологического земледелия паровые участки должны обрабатываться четыре-шесть раз в год на глубину от 5-6 до 16 см для полного уничтожения многолетних сорняков методом удушения [51,69,71,92,93].

Четыре-шесть мелких культивации по энергозатратам равны двум вспашкам пара и обеспечивают борьбу с пыреем и осотами.

В степных и южных лесостепных районах России используются сменные рабочие органы в сочетании с дисками для выравнивания поверхности поля и заделки борозд, образуемых лапами с долотьями и наральниками уширенного типа, с обязательным сочетанием диагонально-прутковых или диагонально-пластинчатых катков. Глубина обработки до 5...6 см. Зяблевая обработка в зависимости от культуры, сроков уборки осуществляется на глубину 14...16 см с сохранением стерни. Весенняя обработка перед посевом должна проводиться плоскорежущими рабочими органами на глубину заделки семян при физической спелости почвы [1,26,48,51,69,71,92,93].

Агрегаты с пассивными рабочими органами характеризуются большим разнообразием конструкций рабочих органов, значительно отличающихся как по принципу действия, так и по устройству. Для более обоснованного выбора перспективных органов необходима их систематизация по основным критериям выполнения технологического процесса и конструктивно-технологическим параметрам.

Общая классификация рабочих органов агрегатов для поверхностной обработки почвы под посев с использованием рабочих органов для секционных блочно-модульных агрегатов представлена на рисунке 1.10. Она может служить основанием как при конструировании рабочих органов, так и при определении основных направлений в их развитии [75,76,82].

Анализ конструктивно-технологических особенностей орудий для поверхностной обработки почвы под посев зерновых культур показывает, что недостатком современной технологии поверхностной обработки почвы является то, что широкозахватные агрегаты плохо копируют рельеф, что отрицательно сказывается на качестве посева зерновых культур и всхожести семян.

Таким образом, необходимость выполнения обработки почвы под посев зерновых культур в оптимальные агротехнические сроки требует обоснования перспективного направления повышения эффективности основной и поверхностной обработки почвы на базе совершенствования технологии и создания нового технического средства в виде комбинированного культиватора, способного за один проход с высоким качеством подготовить почву под посев.

Реализация принципов почвозащитного земледелия стала возможной благодаря разработке комплекса противоэрозионной техники, включающего в себя культиваторы-плоскорезы, плоскорезы-глубокорыхлители3 тяжелые культиваторы, штанговые культиваторы, стерневые сеялки, щелеватели, чизели и т. д. Существенный вклад в инженерную науку по почвозащитному земледелию внесли Т.С. Мальцев, А.И. Бараев, А.П. Грибановский, А.Н. Каштанов, Н.В. Краснощеков, А.П. Спирин, Э.И. Липкович, А.И. Любимов, И.Т. Ковриков, В.В. Бледных, Н.К. Мазитов, Г.Е. Чепурин, Г.А. Деграф, В.А. Милюткин, Ф.Т. Моргун, Р.С. Рахимов, А.С. Кушнарев, В.П. Нарциссов, С.Н. Капов, Г.З. Гайфуллин и многие другие [3,10...14,26,32,33,42,44,45,48,49, 53...56,64,69,71,87,92,93,100,105,115,118,123 и др.].

Противоэрозионные машины первого поколения были выполнены прицепными и имели небольшую ширину захвата и однотипные рабочие органы. Появление энергонасыщенных тракторов и необходимость повышения производительности вынудили перейти к беесцепочным агрегатам, то есть ко второму поколению противоэрозионной техники. При разработке этих машин также преобладала тенденция создания специализированных однооперациои-ных машин конкретно к каждому классу тракторов [32,33].

Обоснование скорости движения и ширины захвата комбинированных, культиваторов для тракторов различного тягового класса

Этими учеными разработаны и созданы новые машины и рабочие органы для противоэрозионной обработки почвы, обоснованы их параметры для конкретных физико-механических свойств почвы, разработаны модели почвы для обоснования параметров рабочих органов, предложены методы моделирования на ЭВМ широкозахватных, секционных, модульных и блочио-модульных культиваторов-плоскорезов, комбинированных культиваторов, машин с активными и пассивными рабочими органами.

Учитывая характеристики рельефа поверхности полей, возмущающие воздействия от свойств почвы, для стабильности хода орудия ученые предложили различные схемы орудий и расположения рабочих органов, обосновали местоположение опорно-установительных механизмов по обеспечению равномерности глубины хода рабочих органов в соответствии с агротребова-ниями для различных агроклиматических зон страны.

В нашей стране развитие поверхностной обработки почвы началось в Западной Сибири и Северном Казахстане одновременно с разработкой почвозащитного земледелия. Впервые в стране ее принципы наиболее полно воплощены в почвозащитной технологии обработки почвы, разработанной во ВНИИ зернового хозяйства под руководством академика ВАСХНИЛ А.И. Бараева. При этом применялись культиваторы-плоскорезы, глубокорыхлите л и, ротационные бороны, дисковые лущильники и другие орудия [3].

Мелкая поверхностная обработка почвы создает больший запас продуктивной влаги в метровом слое. Мульча поверхностного слоя обеспечивает более полную аккумуляцию осенних и зимних осадков, уменьшение стока воды и смыва почвы. Такой способ обработки имеет меньшую удельную энергоемкость, поэтому орудия производительнее на 20...40% по сравнению с плоскоре-зами-глубокорыхлителями. Это особенно ценно при сжатых сроках подготовки почвы под посев озимых культур после непаровых предшественников.

Важный вклад в создание единой теории почвообрабатывающих орудий принадлежит академику В.П. Горячкину. Его работы позволили в дальнейшем многим исследователям выявить основные причины, обуславливающие колебательный характер нагрузки, а также углубить теорию обработки почвы.

Эти исследования являются основой для разработки новых орудий, отвечающих современным требованиям. Производительность почвообрабатывающих агрегатов зависит от сочетания скорости движения агрегата и ширины захвата орудия. Исследованием этих вопросов занимались ученые в ЧГАУ, КазНИИМЭСХ, ЦелинНИИМЭСХ, ВИМ и других институтах [5,107]. Ими разработаны экономико-математические модели, показывающие связь основных параметров, участвующих в работе машин, с экономическими показателями их функционирования. На основе анализа многочисленных критериев и показателей, используемых для оценки производственных процессов и их элементов, в качестве критерия приняты минимум комплексных (интегральных) затрат и производительность агрегатов. Однако в этих исследованиях при определении производительности не учитываются изменение тягового сопротивления орудия от скорости движения агрегата и изменение силы тяжести машины в зависимости от ширины захвата с учетом прочности рамы и применяемых конструкционных материалов. Наша работа направлена на создание и внедрение комбинированных культиваторов для основной и поверхностной обработок почвы, обеспечивающих рациональное использование мощности на крюке трактора на основе оптимальйого сочетания параметров ширины захвата орудия и скорости движения агрегата, с учетом конструктивных параметров машин, используемых конструкционных материалов и их профилей, а также массы, параметров прицепного устройства, месторасположения колес и рабочих органов. Проведенный анализ научно-исследовательских и конструкторских работ показал, что для основной и поверхностной обработки почв без оборота пласта необходимы комбинированные лемешно-дисковые орудия со сменными рабочими органами, которые совмещали бы обработку почвы, вычесывание корневых систем сорняков, выравниванием поверхности поля, подпочвенное прикатывание на глубине посева семян и мульчирование верхнего слоя почвы. Цель работы: Разработать семейство комбинированных культиваторов для тракторов класса тяги 2...5, обеспечивающих выполнение требований агротехники при снижении удельных энергетических затрат. Задачи исследования 1. Исследовать зависимость производительности агрегата от применяемых конструкционных материалов и их профилей, глубины обработки, типа рабочих органов и удельного сопротивления почвы, определить оптимальные значения скорости движения и ширины захвата агрегата. 2. Разработать последовательность выполнения операций предложенной технологии комбинированной обработки почвы, обосновать технологические параметры рабочих органов комбинированного культиватора. 3. Провести экспериментальные исследования разработанного культиватора и сравнить показатели его работы и существующих культиваторов. Дать технико-экономическую оценку эффективности внедрения разработанного культиватора.

Состав испытуемых агрегатов и средства измерения

Как видно из графика, с увеличением расстояния С3 усилия Q , Rxu, и Rzm уменьшаются. Рациональным значением положения опорного колеса является расстояние Сз — 0,8...0,9 м, которое обеспечивает расположение опорных колес в пределах габарита культиватора с учетом перекрытия рабочих органов при смежных его проходах. Величины усилия в шарнирах зависят также от расстояния между шарнирами /„, и высоты их расположения Ьш.( рисунок 2.31).

Видно, что с увеличением расстояния /ш и уменьшением пш вертикальное усилие в заднем шарнире Rzm уменьшается. Поэтому для снижения силовой загруженности шарниров расстояния /ш следует выбирать максимальными, а пш — минимальными, исходя из конструктивных размеров рамы культиватора. Однако влияние /ш и пш на реакцию в шарнирах незначительно. Для выбранной конструктивной схемы культиватора КЛДП-7,2 рациональными значениями расстояния между шарнирами являются: /ш = 1,4...1,6 м, высота пш= 0,8 м.

На рисунке 2.32 представлена зависимость горизонтальной составляющей усилия в шарнирах Rxm от глубины обработки, а при различных значениях удельного сопротивления почвы к и рациональных положениях колес и шарниров, которые могут быть использованы для проведения прочностных расчетов деталей шарнира.

При известных значениях сил, возникающих в шарнирах, можно обосновать рациональные месторасположения колес и направления линии тяги центральной секции, обеспечивающие минимальное значение тягового сопротивления культиватора. к=40кН/м2 к=30кН/мг к=20кН/м2 На рисунках 2.33-2.37 представлены зависимости реакции почвы на опорных колесах Q" и тягового сопротивления культиватора Рх от высоты крепления прицепного устройства к раме культиватора h2 и длины прицепного устройства /п при различных значениях удельного сопротивления почвы к, глубины обработки а и рациональных значениях параметров культиватора.

Как видно из рисунков 2.33, 2.34, увеличение высоты крепления прицепного устройства к раме культиватора п2 ведет к увеличению реакции почвы на опорные колеса Q", что способствует увеличению тягового сопротивления культиватора Рх. При этом увеличение сил зависит как от величины удельного сопротивления почвы, так и от глубины обработки. Поэтому для получения минимально допустимых значений реакции почвы на опорных колесах Q" при различных к и а высота крепления прицепного устройства к раме культиватора h2 должна быть регулируемой в пределах 0,2.. .0,5 м.

Как видно из рисунков 2.35-2.37, с увеличением длины прицепного устройства /„ происходит возрастание реакции почвы на опорных колесах и тягового сопротивления культиватора Рх, причем интенсивное увеличение Q" и Рх происходит при увеличении /п от 1 до 2 м.

Расположение шарниров по высоте оказывает незначительное влияние на реакции почвы на опорных колесах и катке. Поэтому с целью уменьшения металлоемкости шарниры по высоте можно располагать на уровне рамы орудия.

Согласно условиям обеспечения устойчивости хода культиватора в горизонтальной плоскости в пределах допустимого (раздел 2.2) расстояние от точки прицепа до центра сопротивления культиватора (точка С) L=/n+/c=4,0...4,5 м. Поскольку /с = 2,0 м, то допустимое рациональное значение /п должна находиться в пределах 2,0.. .2,5 м.

Поэтому при настройке культиватора на заданные условия работы необходимо выбрать высоту крепления прицепного устройства h2 с учетом выбранного значения /п.

Результаты исследований культиватора КЛДП-7,2В в различных условиях работы

Общий вид агрегата с трактором К-701 в процессе работы представлен на рисунке 4.1. Опыты проведены в соответствии с программой-методикой.

По результатам опытов определены агротехнические, энергетические и эксплуатационно-технологические показатели работы агрегата (таблица 4.2).

Агротехническая и энергетическая оценка работы культиватора КЛДП-7,2В проведена на трех фонах. Условия вегетационного периода 2004 г. были экстремальными из-за отсутствия осадков. Влажность почвы на первом фоне 7,62 - 10,9 %, оказалась ниже уровня типичных условий Южного Урала, что способствовало повышению твердости почвы до 3,63 - 3,70 МПа, при указанном пределе в ТЗ 3,5 МПа. На втором фоне влажность почвы находится в пределах типичных условий, но твердость в слоях 10-20 см предельная: 3,43-3,66 МПа. На третьем фоне условия по влажности и твердости почвы находится в пределах ТЗ.

Данные таблицы показывают, что максимальное тяговое сопротивление лемешно-дискового культиватора КЛДП-7,2В на втором фоне при высокой твердости почвы (3,43-3,66 МПа) и глубине обработки долотами 16,4 см, лемехами 12,1 см составляет 57,86 кН. При скорости движения агрегата 8,57 км/ч потребляемая энергия составляет 137,7 кВт. При буксовании движителей К-701 до 13,4 % коэффициент использования номинальной эксплуатационной мощности двигателя достигает 0,88; удельный расход топлива на агрегат составляет 8,24 кг/га. На первом фоне при уменьшении глубины обработки долота до 12,3 см, лемехов до 7,2 см коэффициент использования номинальной мощности двигателя снижается до 0,65, расход топлива составляет 6,45 кг/га. При оптимальных почвенных условиях (третий фон) обработку почвы можно выполнить с меньшими энергетическими затратами, с соответственным снижением расхода топлива до 7,0 кг/га.

На первом фоне при рабочей скорости 9,47 км/ч и глубине обработки 12,3 см по следу долота и 7,2 см по следу лемехов в экстремальных условиях гребнистость поверхности поля составила 4,4 см, что ниже допустимого по ТЗ (5 см), степень крошения составила 83,7 %, вынос влажной почвы на поверхностный слой (0-9 см) составил 9,5 %; произошло также сниже-ние плотности поверхностного слоя почвы (0-10 см) с 1,23 до 1,05 г/см . На втором фоне при максимальной глубине долота 16,4 см и лемехов 12,1 см гребнистость поверхности поля составила 3,8 см, плотность почвы в слое 0-10 см - 1,01; в слое 10-20 см по следу долота - 1,14 г/см . Степень крошения 87,4 %. На третьем фоне при оптимальной влажности, обеспечивающей физическую спелость почвы, получены лучшие агротехнические показатели работы агрегата по выровненности поверхности поля при практически одинаковых показателях устойчивости хода и крошению почвы.

Полученные агротехнические показатели на всех фонах позволяют сделать вывод, что паровая обработка почвы лемешно-дисковым культиватором позволяет уничтожить до 98 % сорняков. Значительная часть сорняков и стерни выносится на поверхность (до 74 %) и создается мульчирующий слой, снижается содержание эрозионноопасных частиц в слое 0-5 см, степень крошения, даже в экстремальных условиях с пересохшей почвой, составляет 84-87 %. Прикатывающими катками производится уплотнение почвы по-верхностного слоя 0-10 см на оптимальную величину (1,01-1,08 г/см ). Однако комбинированные рабочие органы способствуют значительному выносу влажных слоев на поверхность (от 4,1 до 9,5%).

Представленные данные показывают, что энергетические показатели работы агрегата зависят как от свойств почвы, так и от глубины обработки и скорости движения агрегата. При установленной глубине обработки для различных свойств почвы полную загрузку двигателя трактора при известной ширине захвата орудия можно достичь, изменяя скорость движения агрегата.

Производительность агрегата за основное время работы на первом фоне при скорости движения агрегата 9,47 км/ч составляет 6,77 га/ч, на втором фоне при скорости 8,57 км/ч - 6,13 га/ч и на третьем фоне при скорости 9,25 км/ч производительность составляет 6,66 га/ч. При этом расход топлива находится в пределах от 6,45 до 8,24 кг/га.

Все эксплуатационно-технологические показатели на всех фонах соответствуют пределам указанным в ТЗ на культиватор КЛДП-7,2В.

Анализ полученных результатов исследований показывает, что культиватор КЛДП-7,2В при различных почвенно-климатических условиях (твердость и влажность почвы) обеспечивает качественную обработку почвы с соблюдением всех требований ТЗ. Величина тягового сопротивления и загрузка мощности двигателя зависят как от свойств почвы, так и от глубины обработки и скорости движения агрегата. Ширина захвата агрегата, равная 7,2 м, обеспечивает загрузку двигателя трактора. При установленной глубине обработки изменение твердости почвы в процессе работы компенсируется скоростью движения агрегата.

При проведении экспериментальных исследований установлено, что основная обработка культиватором КЛДП-7,2В позволяет качественно подготовить почву при минимальных затратах топлива и с максимальной производительностью на всех типах почвы.

Похожие диссертации на Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы