Плоскорежущие рабочие органы для обработки почвы с оборотом пласта | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (90) май-2 2015 г.

Дата публикации: 13.05.2015

Статья просмотрена: 82 раза

Библиографическое описание:

Белоусов С. В., Белоусова А. И. Плоскорежущие рабочие органы для обработки почвы с оборотом пласта // Молодой ученый. — 2015. — №10. — С. 158-161. — URL https://moluch.ru/archive/90/18612/ (дата обращения: 19.09.2018).

В данной статье рассмотрены типы плоскорежущих рабочих органов, испытанных во время проводимых исследований. Указана зависимость характеристики почвы и материала из условий налипания почвы на плоскорежущую поверхность.

Ключевые слова: рабочий орган, энергосбережение, нагрузка, рабочая поверхность, плоскорежущий рабочий орган.

 

Основной задачей сельского хозяйства Российской Федерации является увеличение объема продукции растениеводства и животноводства на всех этапах ее производства. Одним из важных факторов является замещение импортной продукции на рынке сельскохозяйственной техники. Наиболее трудоемкий процесс в сельском хозяйстве является обработка почвы. Обработка почвы — это приёмы механического воздействия на почву, способствующие объёма продукции сельскохозяйственного производства, повышение производительности труда, объединение усилий всех отраслей комплекса для получения высоких конечных результатов повышению её плодородия и созданию лучших условий для роста и развития растений. Обработка почвы придает пахотному слою оптимально рыхлое строение, улучшает водный, воздушный и тепловой режимы в почвенном слое; активизирует микробиологические процессы в ней, очищает поля от сорняков естественным образом, вредителей и возбудителей болезней с.-х. культур, заделывает в почву удобрения.

Выбор приёма обработки почвы обусловливается климатическими условиями, биологическими особенностями возделываемых культур и их назначением. Эффективность обработки почвы во многом зависит от технологических свойств почвы. Одной из наиболее трудоемкой является обработка почвы оборотом пласта. Основные приёмы обработки пахотного горизонта с оборотом пласта следующие: оборачивание — перемещение в вертикальном направлении слоев почвы, различающихся по агрономическим свойствам, например, заделка верхнего распылённого, бесструктурного и выворачивание нижнего, более.

Лемешные плуги общего назначения еще не исчерпали свой потенциал разработок оригинальных конструкций и новых рабочих органов. Несмотря на появление новых технологий обработки почвы отвальная пахота по-прежнему остаётся актуальной и важной операцией, так как она обеспечивает качественную подготовку почвы под посев сельскохозяйственных культур на самых разнообразных фонах и типах почв. Отвальные плуги являются незаменимыми орудиями, способными глубоко заделывать пожнивные остатки, что способствует уничтожению сорняков, мелких вредителей и болезней сельхоз культур без применения гербицидов.

Методы отвальной вспашки непрерывно совершенствуются, неизменным остаётся только принцип работы плужного корпуса отваливание и оборот пласта в открытую соседнюю борозду.

В то же время отвально-лемешные плуги не лишены ряда серьёзных технологических недостатков: высокая энергоёмкость и малая производительность, уплотнённое дно борозды, недостаточное крошение почвы, неудовлетворительная слитность и выравненность пашни после обработки. Наши исследования направленны на решение всех указанных недостатков данной технологической операции.

 

1

2

3

4

Рис. 1. Типы плоскорежущих рабочих органов, испытанных во время проводимых исследований

 

Плоскорежущий рабочий орган 1 и 2 (рис. 1) выполнен цельнометаллическим при помощи сваривания двух частей, самой полевой доски и плоскорежущего рабочего органа. Конструктивной особенностью, которого является то, что установка плоскорежущей бритвы со стороны полевого обреза под углом α=15–45° к направлению движения плуга противоположно углу наклона лемеха плуга, обеспечивает зеркальное отображение лемеха плуга и вызывает поперечное сопротивление по знаку противоположное поперечной составляющей сопротивления почвы лемеху и отвалу плуга. Это приводит к уменьшению результирующей поперечных направлению движению сил, а равно и к уменьшению сил сопротивления трению полевой доски о почву стенки борозды. Между собой конструкция 1 и 2 отличаются шириной захвата плоскорежущего рабочего органа (ширина захвата № 1=0,2м; № 2=0,3м.) [1], [2], [3], [4].

Рабочие органы 2 и 3 также выполнены цельнометаллическими, однако плоскорежущий рабочий орган закреплен на полевую доску под углом, тем самым достигается большая площадь контакта взаимодействия рабочего органа с почвой. При таком конструктивном решении появляется дополнительный угол атаки, что приводит к улучшению качественных показателей работы лемешного плуга.

Особый интерес представляет рабочий орган под № 4. Техническим результатом предлагаемой конструкции является плоскорежущий рабочий орган с дополнительным углом атаки, с обоснованными областями размещения по всей площади прорезей, обеспечивающими снижение тягового сопротивления и качества обработки почвы — полноты подрезания почвы и улучшение качественных показателей работы по всей ширине обработки почвы до полного износа плоскорежущего рабочего органа.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что прорези плоскорежущего рабочего органа расположены в области рабочего органа, учитывающей износ детали в процессе ее эксплуатации, и предельно допустимую общую площадь прорезей, при которой сохраняется требуемая прочность конструкции, обеспечивается более высокая устойчивость работы пахотного агрегата. При данном техническом решении улучшается количественные и качественные показатели обработки пересушенных почв, а при обработке влажных или переувлажненных почв обработка происходит без налипания и как следствие снижение тягового сопротивления пахотного агрегата.

Более подробно сущность конструкции можно объяснить следующим образом: при обработке почвы почвообрабатывающими рабочими органами возникают граничные поверхности между почвой и поверхностью рабочих органов, а конкретней, между почвой и сталью, а именно между прилегающими друг к другу почвенными телами — между тонким слоем почвы, налипшей на рабочий орган и пластом почвы, поверхности рабочего органа. В общем случае при таких относительных перемещениях возникают напряжения, действующие поперек поверхности раздела двух тел — пласта почвы о материал плоскорежущего рабочего органа, т. е. о сталь и пласта почвы о почву, налипшую на поверхность рабочего органа. Нормальная составляющая этого напряжения вызывает силы трения скольжения, тангенциальная составляющая которой есть напряжение сдвига, обусловленное трением [3], [6], [7].

По заключению А.Кулен и Х.Куиперс зависимость характеристик почвы и материала из условий налипания почвы на диске можно выразить выражением нормальной составляющей общего напряжения P.

                                                                                                               (1)

где а — адгезия;

с — когезия;

φ — угол внутреннего трения;

 — коэффициент трения почвы о материал плоскорежущего рабочего органа (сталь).

Следовательно, продвижению почвы без налипания будет способствовать возрастание σп. Поэтому в этой связи целесообразно применение плоскорежущего рабочего органа с прорезями, которые увеличивают σп, так как , где S — общая площадь контакта почвы с поверхностью рабочего органах диска, Pn — нормальная составляющая общего напряжения Р.

Трение почвы при скольжении её по рабочей поверхности и прилипание — явления разные, но они проявляются одновременно. Заметим при этом, что, если сопротивление трению скольжения не зависит от площади их прилегания друг к другу т. е. F= ƒN, то сопротивление скольжению от прилипания зависит от площади их контакта S. Вызываемое ими общее сопротивление скольжению Т характеризуется следующим уравнением [4].

         (2)

где F — сопротивление скольжению почвы о сталь (о поверхность плоскорежущего рабочего органа);

Tпр –сопротивление скольжению от прилипания;

pо — коэффициент касательных сил удельного прилипания при отсутствии нормального давления;

ƒ — коэффициент трения скольжения;

S — площадь контакта почвы с поверхностью поверхность плоскорежущего рабочего органа;

p — коэффициент касательных сил удельного прилипания, вызываемого нормальным давлением.

Анализ выражения (2) тоже показывает, что общее сопротивление Т можно снизить путем уменьшения площади возможного прилипания. Поэтому с точки зрения снижения тягового сопротивления необходимо повышать площадь прорезей поверхности плоскорежущего рабочего органа и при этом пределом увеличения площади выреза может быть только сохранение требуемой прочности поверхности рабочего органа. Расположение прорезей плоскорежущего рабочего органа с рекомендуемыми геометрическими параметрами обеспечит снижение тягового сопротивления пахотного агрегата, повысит его проходимость при обработке почвы, снизит тяговое сопротивление, обеспечит устойчивое движение пласта почвы и подрезание сорняков по всей ширине обработки, то есть обеспечит достижение технического результата [4].

Анализ проделанной работы свидетельствует о том, что разработка дополнительных рабочих органов для совершенствования процесса основной обработки почвы, дает возможность улучшить качественные и количественные показатели данной технологической операции. Данные качества обработки почвы подтвердились при проведении полевых опытов, а основные конструктивные элементы запатентованы. Использование дополнительных органов заявленной конструкции позволяет производить основную обработку почвы с меньшими затратами на ГСМ и как следствие добиваться более качественных показателей по выращиванию сельскохозяйственной продукции [7], [8], [9].

 

Литература:

 

1.                  Белоусов С. В., Трубилин Е. И., Бледнов В. А. Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов. Материалы VI международной научно-практической конференции Краснодар 17–21 июня 2013 года. стр. 125–134

2.                  Белоусов С. В., Трубилин Е. И., Бледнов В. А. Разработка инновационных технологий и технических средств для АПК в двух томах Сборник научных трудов 8-й. Международной научно-практической конференции часть I стр. 25–29 Зерноград 2013 год.

3.                  А. Кулен, Х. Куиперс, Современная земледельческая механика. М., Агропромиздат, 1986, с. 132–133.

4.                  Трубилин Е. И. Экономическая эффективность отвальной обработки почвы разработанным комбинированным лемешным плугом / Е. И. Трубилин, С. В. Белоусов, А. И. Лепшина // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. — Краснодар: КубГАУ, 2014. — № 09(103). С. 654–672. — IDA [article ID]: 1031409040. — Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/09/pdf/40.pdf, 1,188 у.п.л.

5.         Трубилин Е. И. Результаты экспериментальных исследований определение степени тягового сопротивления лемешного плуга при обработке тяжелых почв / Е. И. Трубилин, С. В. Белоусов, А. И. Лепшина // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. — Краснодар: КубГАУ, 2014. — № 09(103). С. 673–686. — IDA [article ID]: 1031409041. — Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/09/pdf/41.pdf, 0,875 у.п.л.

6.         Трубилин Е. И. Основная обработка почвы с оборотом пласта в современных условиях работы и устройства для ее осуществления / Е. И. Трубилин, С. В. Белоусов, А. И. Лепшина // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. — Краснодар: КубГАУ, 2014. — № 10(104). С. 1863–1883. — IDA [article ID]: 1041410130. — Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/130.pdf, 1,312 у.п.л.

7.         Лепшина А. И. Способы внесения сухих не органических смесей и устройства для его осуществления [Текст] / А. И. Лепшина, С. В. Белоусов // Молодой ученый. — 2015. — № 6. — С. 342–344.

8.         С. В. Белоусов, А. И. Лепшина, М. Е. Трубилин Лемешный плуг для обработки почвы с оборотом пласта Сельский механизатор № 3 2015 год стр. 6–7.

9.         Белоусов С. В. Междурядная обработка почвы инновационным опрыскивателем [Текст] / С. В. Белоусов, А. И. Лепшина, С. В. Скотников // Молодой ученый. — 2015. — № 7. — С. 1081–1086.

Основные термины (генерируются автоматически): плоскорежущий рабочий орган, рабочий орган, обработка почвы, тяговое сопротивление, пласт почвы, пахотный агрегат, полевая доска, рабочая поверхность, общее напряжение, нормальное давление.


Ключевые слова

нагрузка, энергосбережение, рабочий орган, рабочая поверхность, плоскорежущий рабо-чий орган.

Похожие статьи

Определение тягового сопротивления при обработке...

Ключевые слова: плуг, почва, ширина захвата, давление, качество обработки, рабочий орган, энергосбережение, нагрузка, отвал, рабочая поверхность.

Ширина захвата плоскорежущего рабочего органа мм.

Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной...

В данной статье рассмотрена конструкция плоскорежущего рабочего органа, позволяющая снизить энергоемкость основной обработки почвы с оборотом пласта. Ключевые слова: ширина захвата, качество обработки, рабочий орган, энергосбережение...

Пути и методы снижения энергоемкости процесса лемешной...

плоскорежущий рабочий орган, тяговое сопротивление, лемешный плуг, рабочий орган, пахотный агрегат, основная обработка почвы, обработка почвы, пласт почвы, сопротивление, дополнительный рабочий орган.

Разработка дополнительных рабочих органов лемешного плуга...

Ключевые слова: плуг, почва, ширина захвата, давление, качество обработки, рабочий орган, энергосбережение, нагрузка, отвал, рабочая

12. Белоусов С. В. Определение тягового сопротивления при обработке дополнительным плоскорежущим рабочим органом [Текст]...

Тяговое сопротивление центрального рабочего органа...

Тяговое сопротивление бокового рабочего органа рыхлительной машины. Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной обработки почвы. Применение кулисного механизма для привода рабочего органа поршневого насоса.

Конструкция рыхлителя плужной подошвы при обработке...

Определение тягового сопротивления при обработке дополнительным плоскорежущим рабочим органом.

Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной обработки почвы.

энергосбережение, плуг, рабочий орган, рабочая поверхность, плужная подошва...

Методика определения энерготехнологических параметров...

Коэффициент зависит от формы, качества поверхности рабочего органа и твердости (плотности) почвы; твердость почвы, кг/см2; глубина обработки почвы, см...

Математические модели процесса взаимодействия контактного...

Ключевые слова: почвообрабатывающие машины, рабочий орган, износ, удельное давление, твердость почвы, динамическое давление, тяговое усилие, коэффициент террадинамического сопротивления, наплавка, твердый сплав.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Определение тягового сопротивления при обработке...

Ключевые слова: плуг, почва, ширина захвата, давление, качество обработки, рабочий орган, энергосбережение, нагрузка, отвал, рабочая поверхность.

Ширина захвата плоскорежущего рабочего органа мм.

Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной...

В данной статье рассмотрена конструкция плоскорежущего рабочего органа, позволяющая снизить энергоемкость основной обработки почвы с оборотом пласта. Ключевые слова: ширина захвата, качество обработки, рабочий орган, энергосбережение...

Пути и методы снижения энергоемкости процесса лемешной...

плоскорежущий рабочий орган, тяговое сопротивление, лемешный плуг, рабочий орган, пахотный агрегат, основная обработка почвы, обработка почвы, пласт почвы, сопротивление, дополнительный рабочий орган.

Разработка дополнительных рабочих органов лемешного плуга...

Ключевые слова: плуг, почва, ширина захвата, давление, качество обработки, рабочий орган, энергосбережение, нагрузка, отвал, рабочая

12. Белоусов С. В. Определение тягового сопротивления при обработке дополнительным плоскорежущим рабочим органом [Текст]...

Тяговое сопротивление центрального рабочего органа...

Тяговое сопротивление бокового рабочего органа рыхлительной машины. Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной обработки почвы. Применение кулисного механизма для привода рабочего органа поршневого насоса.

Конструкция рыхлителя плужной подошвы при обработке...

Определение тягового сопротивления при обработке дополнительным плоскорежущим рабочим органом.

Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной обработки почвы.

энергосбережение, плуг, рабочий орган, рабочая поверхность, плужная подошва...

Методика определения энерготехнологических параметров...

Коэффициент зависит от формы, качества поверхности рабочего органа и твердости (плотности) почвы; твердость почвы, кг/см2; глубина обработки почвы, см...

Математические модели процесса взаимодействия контактного...

Ключевые слова: почвообрабатывающие машины, рабочий орган, износ, удельное давление, твердость почвы, динамическое давление, тяговое усилие, коэффициент террадинамического сопротивления, наплавка, твердый сплав.

Задать вопрос