Введение к работе
Актуальность проблемы. За последние годи значительно увеличились мощность и потенциально возможности с/х тракторе-?, однако способи обработки почвы в основном остались прежними. Поверхностная обработка почвы для возделывания с/х культур проводится главным образом ступенчато, т.е. однооперационнымя машинами за несколько проходов ЭТА, что во многих случаях агроиоми-чески ничем не оправдано, так как ведет к растягиванию агротехнических сроков, переуплотнению почвы и повышению энергетических и трудовых затрат.
Наиболее перспективними для современных интенсивных систем земледелия являются ротационные машины и комбинированные агрегаты, позволяющие за один проход по поли выполнять несколько технологических операций. Только в ротационных.машинах можно регулировать степень крошения почвы изменением подачи на нож (в почвофрезах, ротационных плугах) и угла атаки (в ротационных боронах и культиваторах). Однако темпы внедрения например, почво-фрез в с/х недостаточные из-за сложности конструкций, малой надежности, повышенного износа рабочих органов и большой енергоємно сти.
Наибольшие возможности совершенствования фрезерных машин зависят, главны?,? образом, от того насколько успешно будет решена задача снижения энергоемкости и повышения экономичности работы, то есть от установления оптимальных технологических и технических характеристик фрез. Полноценная подготовка почвы под посев обеспечивается за 3...4 и более проходов различных одно-операционных машин по полю, что требует много времени и средств.
Учитывая высокую агротехническую и экономическую эффективность ротационных почвообрабатывающих машин следует считать разработку технологических и технических характеристик и создание комплекса указанных машин для поверхностной обработки почвы актуальной и важной народнохозяйственной проблемой.
Исследования выполнены в соответствии с планами НИР и ОКР: ВНИИ кормов (1955...1970 г.г.), Казанского СХИ (1970...1982 и 1987...1993 гг.), НИПТИН ( 1982.. .1985 гг.), ВИМ (1985.. .1987гг.) а также согласно заданию 16.01 и НТП О.сх 71.04.01.03 И.
Целью исследований явилось механико-технологическое обоснование, разработка и внедрение комплекса ротационных машин нового поколения для поверхностной обработки почвы с высокими технико-зкономическими и агротехническими показателями.
Научную новизну исследований представляют:
механико-технологические решения процесса поверхностной обработки почвы и технические средства для их реализации;
общие закономерности, отражающие взаимосвязь ротационных рабочих органов всех типов с почвой;
рациональные параметры и элементы технологического процесса поверхностной обработка почвы и средотва механизации для его выполнения; рабочие органы для почвофрез, конические и спиральные барабаны для машин бесприводного действия а их компоновочные схемы размещения в агрегате;
аналитические зависимости по определению основных параметров ротационных почвообрабатывающих машин с целью снижения их энергоемкости, материалоемкости и с учетом качества крошения почвы;
алгоритм и программа расчета характеристик ротационных машин для поверхностной обработки почвы приводного и бесправод-ного действия на Э&М;
графоаналитический ыэтод исследования рабочих органов ротационных почвообрабатывавдих машин на базе траектографа ТГМ-І;
метод расчета основных параметров почвофрез и ротационных машин с коническими и спиральными барабанами;
установление зависимости энергозатрат на обработку почвы от степени заглубления, диаметра и направления вращения фрез-барабана и обоснование формы рабочего органа режущего типа для машин приводного действия, обеспечивающего оптимальные условия резания задернелых, переувлажненных почв 'со скольжением в любой точке лезвия для снижения енергоемкостн и предотвращения залипання;
способы повышения производительности ротационных машин о коническими и спиральнозубовыми барабанами за счет совмещения операций поверхностной обработки почвы.
Новизна конструкторско-технологических схем и технических решений подтверждена 18 авторскими свидетельствами на изоброте- ния и двумя патентами.
Практическая значимость работы состоит в том, что результата теоретических и экспериментальных исследований позволили решить проблеглу разработки и внедрения комплекса ротационных машин для поверхностной обработки почвы пониженной знарго- и материалоемкости и повышенной производительностью. Для этого созданы:
менее энергоемкие рабочие органы и машины приводного действия для поверхностной обработки тяжелых, задериалых, переувлажненных почв ФШЦ5(2)/2НШ-3,8 и ФНШ-10,8 ( а.с. 2I05I4, 279219, 858591, 1047405);
более производительные машины бесприводного действпя3 совмещающие операции рыхления (на глубину 8-Ю см) и выравнивания почвы, с коническими барабанами БРК-6, 2КРБК-3, АЖК-3, ПЕЛ-10
( а.с. 485712, II09079, IIII70I);
- комбинированные агрегаты РВУ-6, АКП-6, РВ7-2.2 со спираль
ными рабочими органами, позволяющие совместить операции оконча
тельной подготовки посевного слоя (3...5 см) почвы под зерновке
и мелкосеьйшше культуры (а.с, 1438637, 1572430, патенты 1475499 и 2000033).
Разработанные методы расчета и параметры рабочих органов и малин обеспечивают снижение их энергоемкости на 40.,,55$, материалоемкости в 1,5..»2 раза, повышение производительности труда на 35...40$, экономию топлива на 25...40 %,
Реализация результатов исследований;
технологические и технические параметры машин реализованы в исходных требованиях на комплекс машин для поверхностной обработки почвы;
внедрены в хозяйствах республики Татарстан и в других регионах РФ фрезерная технология возделывания картофеля с использованием фрезерных машин; интенсивные технологии возделывания зерновых и кормовых культур с использованием машин с коническими барабанами на предпосевной подготовке почвы и поверхностном удушении кормовых угодий;
рекомендации по выбору технологических и технических ха~
рактеристык цочвофреэ, конических и спиральных рабочих органов переданы в ГСКБ по культиваторам и сцепкам (г.Ростов на Доку), в ОКБ ПО "Сибсельмаш" (г.Новосибирск), в НПО "Почвопосевмаш" (г.Кировоград), в ВИСХОМ, на з-д экскаваторов (г.Воронеж), в Институт сельхозмашиностроения ПИМР (г.Познань, Польша), в Институт механизации с/х (г.Руссе, Болгария);
- методика и алгоритм расчета основних параметров ротационных почвообрабатывающих машин внедрены в учебный процэсс ряда факультетов механизации с/х.
Апробация* Основные положения работы доложены и обсувдены на Всесоюзных НГС ВИСХОМ (1966...1972 гг.), на Всесоюзных координационных совещаниях (ВИЮ по заданию 16,01. "Разработка и внедрение технологий и комбинированных агрегатов для совмещения операций" (1974...1982 гг.), на научно-технических конференциях Казанского СХИ (1970..,1993гг.), на Всесоюзных координационных совещаниях по научно-технической программе О.сх 71.04. 01.03 И (1986...1992гг.).
В экспериментальных исследованиях под руководством автора принимали участие Мазитов Н.К., Козырев Б.М., Матяшин Н.Ю., Якимов Ю.В.
Консультации по отдельным вопросам работы проводили Грин-чук И.М., Шайдуков Г.М.
Публикации,. По теме диссертации опубликовано 53 работы, включая книгу, монографию, 18 авторских свидетельств на изобретения и два патента. Общий объем опубликованных работ свыше 25 печатных листов.
Структура и объем, диссертации . Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 141 наименований, в том числе 23 на иностранных языках и приложений. Общий объем диссертации с приложениями 285 с. Основная часть ее содержит 260 с машинописного текста, -в том числе 64 рисунка и 34 таблицы.
