Библиографическое описание:

Жураев Ф. У., Тухтаева Г. П. Обоснование параметров мелиоративных машин в условиях орошаемого земледелия // Молодой ученый. — 2015. — №6. — С. 160-164.

The article talks about technology and technical means of alleviating pressed layers of soil and salty soils. The capacities of meliorative machines in irrigable farming conditions are examined practically. The capacities of chisel-softener for softening pressed layers of soil are stated as a side profile of support to decrease gravital resistance, and increase the productivity of aggregate, qualified cultivation of pressed layers of soil and the capacities of the utensil. For further application in industry are recommended.

Furthermore, the dimensions of the utensil for mole-hill drainpipe use in salty land condition are also stated. According to the results of practical researches the models of mole-hill drainpipes are made for testing on field conditions for realizing the capacities of the utensil.

 

В хлопководстве основной причиной, являющий вред мелиоративного состояния, засоленность и загипсированность почвы.

В Республике, особенно засоленные и загипсированные почвы охватывают Каракалпакистан, Центральную Фергану, Хорезмскую, Бухарскую, Джизакскую, Кашкадарьинскую, Сырдарьинскую и др. области [2,8].

Общая засоленная площадь орошаемых земель в Республике составляет 121,27 тыс. гектаров, загипсированная площадь 3445 га. В настоящее время на новоосвоенных землях так же имеются засоленные и загипсированные почвы.

Для улучшения плодородия гипсосодержащих и засоленных почв необходимо проведение глубокого чизелевания, проведение кротового дренажа и промывного полива, а также внесение требуемого количества органических и минеральных удобрений [2,6,7,8,9,10]..

Целью исследования является разработка, обоснование формы и параметров рабочих органов чизеля-рыхлителя, обеспечивающих качественное крошение загипсированной прослойки почвы при минимальных энергозатратах и обоснование параметров рабочих органов дренажно-кротового орудия при условиях засоленных земель [7,8,9].

В процессе исследований применялись стандартные методики с внесением необходимых частных дополнений и уточнений. Опыты проводились с применением изготовленной лабораторно-полевой установки, в том числе с динамометрическим и тензометрическим устройствами. Результаты эксперимента обработаны методами математической статистики. Форма и параметры рабочего органа чизеля-рыхлителя и дренажно-кротового орудия оптимизированы с использованием метода математического планирования экспериментов. Лабораторные опыты проведены на имитированных фонах в почвенном канале кафедры механики Бухарского технологического института пищевой и легкой промышленности (Бух ТИП и ЛП) согласно ОСТ 70.4.1–80-«Плуги и машины для глубокой обработки почвы. Программа и методы испытаний» [2,9].

Для разуплотнения загипсированных почв нами разработаны специальные чизель-рыхлитель с оптимальными параметрами и эти орудия изготавливаются в Бухарском акционерном обществе «Бухараремонт»

Во время работы чизеля-рыхлителя для разуплотнения гипсовых почв рабочие органы должны перемещаться ниже 1–2 см по толщине гипсовых прослоек. Этот процесс происходит в блокированных условиях, поэтому загипсированный слой почвы будет подниматься по поверхности рабочего органа, образуя на ней почвенный нарост определенной толщины. Этот нарост может быть столь устойчивым и прочным, что в дальнейшем резание почвы происходит им, а не рабочим органом. Ввиду меньшего угла трения и меньшей липкости твердых загипсированных частиц, этот нарост получается незначительным. Можно предположить, что не следует стремиться к непрерывному деформированию загипсированного слоя, достаточно ограничиться его разрушением лишь носком рыхлительной лапы, когда этот слой начинает наползаться на нее. По проведению многократных экспериментальных исследований пришли к следующему выводу. Результаты экспериментальных исследований по рекомендованным параметрам приведены в табл. 1 [2,3].

Таблица 1

Рекомендуемые параметры чизеля-рыхлителя

Параметры

Един. измер.

Обозначение

Значения

1.

Ширина рабочих органов, мм

мм

150

2.

Радиус кривизны стойки

мм

R

220–240

3.

Вылет стойки

мм

L

200–220

4.

Угол установки рабочих органов

град.

25–270

5.

Междуследия рабочих органов

мм

М

450–500

6.

Высота стойки рабочего органа

мм

Нс

800–900

7.

Скорость движения агрегата

м/с

V

1,10–2,20

 

Экспериментальные исследования показывают, что по рекомендованным параметрам чизеля-рыхлителя с криволинейными рабочими органами по сравнению с существующими имеет меньшее тяговое сопротивление на 14…16 %. Применение экспериментального чизеля-рыхлителя способствует повышению производительности на 16,3 %, снижению затраты труда на 14,9 % и прямых эксплуатационных затрат на 9,6 %.

Результаты эксперимента приведены в табл.2 [10].

Таблица 2

Агротехнические и энергетические показатели рабочих органов чизеля-рыхлителя.

Варианты

Глубина обработки, м

Тяговое сопротивление, F,кH.

Содержание фракции почвы (%) размером, мм.

>100

100–50

<50

Стойка с рыхлительными лапами bл=0,05 м.

0,40

4,2

63

23

14

Стойка со стрельчатыми лапами bл=0,02 м.

0,40

5,0

40

35

25

 

Установлено, что с точки зрения снижения тягового сопротивления чизеля-рыхлителя ширина захвата рыхлительных лап должна быть в пределах bЛ =0,10–0,15 м.

Предлагаемый чизель-рыхлитель позволит увеличить скорость движения агрегата до 1,9 м/с против 1,4 м/с существующего.

На основании проведённых сравнительных испытаний, можно сделать вывод, что предлагаемый чизель-рыхлитель обладает преимуществом перед серийными глубокорыхлителями ГРХ-2–50 как по качественным, так и по энергетическим показателям.

Получены сравнительные показатели работы рыхлителей-равномерность глубины обработки, качество крошения почвы и гребнистость по дну обработки. По гребнистости дна обработки лучшие показатели имеет предлагаемый чизель-рыхлитель, гребнистости поверхности поля–серийный глубокорыхлитель, что объясняется особенностью конструкции и характером воздействия рабочих органов на почву.

Результаты широкой хозяйственной проверки работы экспериментального чизеля-рыхлителя показали, что прямые эксплуатационные затраты на 18,5 % повысили производительность агрегата на 16,3 % при высоких (в 1,1–1,3 раза) качественных показателях по сравнению с существующим глубокорыхлителем его высокой надежности и экономичности.

Для засоленных почв нами разработаны дренажно-кротовые орудия

Дренажно-кротовое устройство навешивается с помощью специального приспособления к трактору, тянущему через подпочвенный слой на выбранной глубине конический цилиндр, изготовленной из стали, так называемый «крот». Он образует непрерывную дрену в подпочвенном слое для отведения лишней влаги. При помощи дренажной системы решается задача регулирования водного баланса почвы. Система эффективна в течение нескольких лет и только на участках с глинистым подпочвенным слоем.

Из древних веков для развития земледелия, хозяин этой земли борется, чтобы привести к норме промывание засоленных земель. В ряде Европейских стран, и в том числе в России, для улучшения мелиоративного состояния почвы, применяется специальное дренажно-кротовое орудие различных конструкций. Поэтому в условиях орошаемого земледелия решили разработать навесную конструкцию орудия на тракторе Magnum фирмы Кейс. Схемы навесного орудия кротовых дрен приведены на рис. 1.

  

а)

 

б)

Рис. 1. Дренажно-кротовое орудие: а) схематический боковой вид навесного орудия; б) профильный вид навесного орудия. 1-кротой дренаж; 2-трость; 3-стойка; 4-долото; 5-подвижная рама; 6-гидроцилиндр; 7-непеднижная рама.

 

Навесное орудие работает следующим образом: на жестко закрепленной стойке через стальную трость установлен конус-цилиндр который образует кротовой дренаж на установленную глубину в зависимости от уровня грунтовых вод.

Обоснование параметров дренажно-кротового орудия [7].

Диаметр крота для средних типов почвы  мм, для устойчивой почвы  мм. Эти параметры обосновали в полевых условиях.

,                                                                                                                 (1)

h- максимальная глубина обработки дренажно-кротового орудия, м.

h,                                                                                                      (2)

Длина конус-цилиндра определяется по следующей формуле.

,                                                                                                         (3)

Во время работы на рабочие органы дренажно-кротового орудия действуют следующие силы.

,                                                                                 (4)

Где: - коэффициент трения металла о почву;  — реакция силы трактора на почве, кН;

 горизонтальные составляющие силы при резание почвы, кН;  — тяговое сопротивление предел текучести почвы;  — тяговое сопротивление стального троса.

,                                                                                    (5)

- касательные напряжения при обработке почвы, кН.

=,                                                                                                                     (6)

- энергия, затрачиваемая на орудие, кВт;  скорость движения агрегата, м/с.

Сопротивление почвы при большой влажности или при нижних пределах пластичности

,                                                                                                       (7)

Удельное сопротивление при большой влажности почвы  МПа.

,                                                                                                                     (8)

- площадь поперечного сечения дренажа, м. где:  — диаметр дренажа, м;

Действующие нормальные силы при работе кротового дренажа,

=(0,3–0,5),                                                                                                      (9)

Силы сопротивления стального троса, связывающие между конус-цилиндром и стойкой,

F = ,                                                                                                         (10)

где: К — среднее удельное сопротивление стального троса, кН/м.

Глубина обработки дренажно-кротового орудия.  =0,65; 0,75; 0,85; 0,95; 1,0 м глубина обработки устанавливается в зависимости от расположения грунтовых вод. При изменении глубины обработки силы удельного сопротивления троса меняются: К =57; 52; 48,1; 46,6; 45,4 Н/м.  — длина стального троса, м. 0,1–0,15 м. Силы удельного тягового сопротивления при начальной тяге К=(10…20), Н; Сопротивление почвы при большом или верхнем пределе пластичности,

,                                                                                                        (11)

Сопротивление кротователя для образования дренажа

,                                                                                                        (12)

где: Кудельное сопротивление при сжатии почвы К0,01–0,12 МПа;

Общая мощность дренажно-кротового орудия во время работы

,                                                                                                                    (13)

Данные исследования позволяют сделать вывод, что на засоленных почвах, где расположен уровень грунтовых вод, нужно использовать дренажно-кротовое орудие. Эти орудия в поливных условиях нужно применять в перпендикулярном направлении озера. Еще можно использовать там, где не имеются озера или озера расположенным далеко от используемой земли. В таком случае, можно использовать полосно-перекрестный способ открывания дренажа.

Исследуемые рабочие органы проверяли в полевых условиях в средне засоленных площадях и изучено образование кротового дренажа. В процессе исследований изучены физико-механические свойства почвы. В глубине 50 см средняя влажность составляет -22,5 %, твердость -1,7 г/см3. В 1,0 метровом слое почвы хлорные ионы являются средне засоленными и составляют -0,665 %. Эти свойства почвы определяли по стандартной методике в полевых и лабораторных условиях.

На основании проведенных исследований, пришли к выводу, что образование кротового дренажа в подпочвенном слое снижает засоленность почвы. Орудие можно применять один раз в 2–3 года. Этим способом улучшается мелиоративное, водно-воздушное состояние почвы и создает благоприятные условия для роста и развития растений.

По результатам эксперимента, степень осушения участка зависит от глубины заложения дрен, так как при отсутствии регулярного полива значительную долю занимает питание растений от грунтовых вод. Уровень грунтовых вод понижается до глубины закладки дрен. Чем ниже расположены дрены, тем меньшее количество воды достигает поверхности почвы. Оптимальная глубина заложения дрен зависит от механического состава почвы и видов выращиваемых растений. При отсутствии орошения на глинистых почвах глубина заложения дрен может быть увеличена до 1,5 м, а на легких песчаных и торфяных почвах снижена до 0,6 и 0,3 м соответственно. Естественно, что при установке системы полива все эти показатели корректируются. Для деревьев максимальный уровень грунтовых вод не должен превышать 1,0–1,5 м, для большинства кустарников 0,5–0,6 м, для многолетних цветов 0,3–0,4 м и для газона 0,2 м [6].

Но сплошная глубокая пахота значительно дороже обычной, поэтому для борьбы с водной эрозией разработаны методы полосного глубокого рыхления почвы, которое значительно уменьшает развитие процессов смыва и повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Поэтому, дренажно-кротовое орудие для засоленных земель, где не имеются озера, применяется полосно-перекрёстный способ. Этот способ обработки почвы понижает уровень грунтовых вод.

Повышению накопления влаги, регулированию стока, предотвращению смыва способствует кротование почвы.

Недостатками известных орудий является то, что производительность агрегата очень низкая, при глубине дренирования более 1,0 м тяговое сопротивление орудий часто превышает тяговые возможности трактора, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат. При использовании этих орудий в почвах поливного земледелия из-за большого удельного сопротивления почв, качество проложенного кротового дренажа в подпочвенном слое ухудшается.

 Поставленная задача решается тем, что в орудие для прокладывания кротового дренажа, содержащего раму, рабочих органов в виде массивных ножей из полосной стали снабженными S-образным долотом, с тыльной стороны рабочих органов с помощью гибкой стальной тростью закреплены сменные кротователи. Расстояние между рабочим органом и кротователем в продольном направлении выбирается в зависимости от типа почв с изменением длины стальной тростью.

Эти орудия применяются, в основном в хлопководческих районах республики Узбекистан. Этими способами обработки почвы улучшается состав загипсированного слоя почвы, а другим орудием уровень грунтовых вод снижается, а двумя способами обработки почвы обуславливаются условиями водно-физических и микробиологических свойств почвы и повышается плодородие земли.

 

Литература:

 

1.         Тожиев, У. Ўзбекистон тупроқлари /У.Тожиев, Х.Намозов,Ш.Нафетдинов, К.Умаров// Тошкент: Ўзбекистон миллий энциклопедияси» Давлат илмий нашриёти 2004. 137–151 с.

2.         Жураев, Ф. У. Обоснование формы и параметров рабочих органов чизеля-рыхлителя для разуплотнения загипсированных почв в условиях орошаемого земледелия / Ф. У. Жураев// Дисс. канд. техн. наук. Ташкент. 2000. 65–05 с.

3.         Жураев, Ф. У. Влияние радиуса кривизны и вылета, стойки рабочего органа чизеля-рыхлителя на его тяговое сопротивление / Ф. У. Жураев// Пахтачилик ва дончилик: Илмий-техника журнали. 2-сон. Тошкент, 1999 йил 52–53 с.

4.         Жураев, Ф. У. Обоснование некоторых параметров рабочего органа чизеля-рыхли-теля /Ф. У. Жураев//Бухоро Университети Илмий ахборотлари 3-сон. 2003.59–62 с.

5.         Сельскохозяйственная техника. Справочник. Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов. М.: 1963. 420–424 с.

6.         Интернет сайт. http: \\www.mosgeoplan. Ru\ PS\print _06_ water_erosia. htm.

7.         Муродов, М. М. Туйнукли дренаж очувчи махсус мосламанинг айрим параметрларини асослаш/ М.Муродов, Ф.Жураев, С.Деҳқонов// Бухоро Университети Илмий ахборотлари 4 — сон. 2004. 87–91 с.

8.         Муродов, Н. М. Дренаж-туйнук очувчи мосламанинг дала тажрибаси натижалари / Н. М. Муродов, Ф.Ў.Жўраев// «Қишлок хўжалигида техника ва технологиялар сервисини ривожлантириш истикболлари» Республика илмий-техник конференцияси, Қарши. 2010. 176–178 с.

9.         Ўринов,Э. Ф. Мелиоратив ҳолати ёмон ерларда қўлланиладиган техника ва технологияларнинг қўллаш самарадорлиги/ Э.Ф.Ўринов, Ф.Ў.Жўраев // «Ижодкор ёшлар ва фан-техника тараққиёти» республика илмий-амалий коференцияси материаллари. Бухоро. 2010. 197–199 с.

10.     Жураев, Ф.Ў. Обоснование чизеля-рыхлителя для разуплотнения загипсированных почв в условиях орошаемого земледелия /Ф. У. Жураев// Министерство образования республики Беларусь. Учреждение образования «Белорусский государственный Университет Транспорта». Механика. Научные исследования и учебно-методические разработки. Международный сборник научных трудов. Вып. 4. Гомель 2010. 70–75 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle