Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и плуга общего назначения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Бойкова, Елена Васильевна
- Специальность ВАК РФ05.20.01
- Количество страниц 163
Оглавление диссертации кандидат технических наук Бойкова, Елена Васильевна
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ I I ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ.
1.1. Отвальная и безотвальная технологии основной обработки почвы
1.2. Почвообрабатывающие: орудия, применяемые- для« основной отвальной обработки почвы.—
1'.3: Результаты исследований лемешно-отвальных плугов общего назначения
1.4. Почвообрабатывающие орудия, применяемые для основной безотвальной обработки почвы
1.5. Результаты исследований почвообрабатывающих орудий для^безотвальной обработки почвы.
1.6; Технологический процесс: чизельной обработки-почвы и орудия для его выполнения:.
1.6.1. Результаты исследований, чизельных плугов.
Выводы. Цель и задачи исследований;.
2; ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОСНОВНОЙ; ОБРАБОТКИ; ПОЧВЫ, ОБОСНОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА И ПЛУГА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ;
2.1. Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы.
2.1.1. Анализ возможных комбинаций отвальной и безотвальной технологий основной обработка почвы.'.
2.1.2. Энергосберегающий технологический процесс основной обработки почвы.'.
2.2.Разработка конструктивно-технологической схемы комбинированного рабочего органа и определение его основных параметров
2.2.1. Разработка конструктивно-технологической* схемы комбинированного рабочего органа.
2.2.2. Основные параметры,комбинироваиного рабочего органа.
2.3. Исследование энергоемкости технологических процессов, выполняемых известным плугом общего назначения и плугом, с комбинированными рабочими органами.
2.3.1. Разработка конструктивно-технологической схемы плуга общего назначения.
2.3.2. Оценка энергоемкости технологических процессов основной обработки почвы, выполняемых плугами общего назначения.
Выводы по разделу.
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Программа экспериментальных исследований.
3.2. Объект исследования.
3.3. Технические средства, используемые для экспериментальных исследований.
3.4. Методика лабораторно-полевых исследований технологического процесса, выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.
3.4.1. Определение качественных показателей рационального технологического процесса, выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.
3.4.2. Определение энергетических показателей технологического процесса, выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.
3.4.3. Эксплуатационная оценка работы плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами.
3.5. Методика обработки результатов исследований.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы выполняемого плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.
4.1.1. Условия проведения лабораторно-полевых исследований.
4.1.2. Экспериментальные исследования выполнения энергосберегающего технологического процесса основной обработки поч
4.1.3. Результаты и анализ агротехнических показателей технологического процесса основной обработки почвы выполняемого плугом ПБС-8У при лабораторно-полевых исследованиях.
4.1.4. Результаты и анализ энергетических показателей энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы выполняемого плугом ПБС-8У при лабораторно-полевых исследовани
Выводы по разделу.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ПЛУГА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ И ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.
5.1. Применение нового плуга общего назначения ПБС-8У с комбинированными рабочими органами на основной обработке почвы
5.2. Исследование и испытание нового плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами на Поволжской машиноиспытательной станции. 116'
5.3. Расчет экономической эффективности применения плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами.
5.5. Экономическая эффективность использования новых орудий.
Выводы по разделу.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», 05.20.01 шифр ВАК
Повышение эффективности технологии основной обработки почвы совершенствованием рабочих органов плугов общего назначения2008 год, кандидат технических наук Уфаев, Алексей Геннадьевич
Совершенствование технологического процесса мелкой мульчирующей обработки почвы путем разработки нового почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами2009 год, кандидат технических наук Петров, Виталий Александрович
Разработка энергосберегающего технологического процесса основной отвальной обработки почвы с обоснованием параметров рабочих органов2005 год, кандидат технических наук Бобков, Сергей Александрович
Совершенствование технологического процесса основной безотвальной обработки почвы2002 год, кандидат технических наук Иванов, Юрий Викторович
Разработка комбинированного технологического процесса и почвообрабатывающего орудия для основной обработки почвы2011 год, кандидат технических наук Нестеров, Евгений Сергеевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и плуга общего назначения»
В настоящее время при производстве продукции растениеводства каждая базововая технология возделывания сельскохозяйственных культур включает основную обработку почвы, которая выполняется по двум технологиям. Рыхление почвы на глубину 20.30 см с оборотом почвенного пласта - отвальная технология, и рыхление пласта почвы на глубину 20.30 см без оборота почвенного пласта - безотвальная технология [1-7].
Проведение технологической операции отвальной вспашки позволяет улучшать её плодородие, способствует накоплению и сохранению запасов влаги, снижает засоренность полей. Главным недостатком отвальной технологии обработки почвы является нарушение структуры почвы, которое происходит в результате оборота раскрошенного пахотного слоя.
При безотвальной технологии структура почвы сохраняется, происходит накопление гумуса, предотвращаются эрозионные процессы. Однако в этом случае сложно вносить органические удобрения и высока вероятность засорения полей.
Если объединить эти две технологические операции в одну, с условием соблюдения агротехнических требований, то появляется возможность добиться нового качественного результата, повышающего эффективность основной обработки почвы.
Для выполнения основной отвальной обработки почвы широко применяются лемешно-отвальные плуги общего назначения ПЛН-4-35; ПНИ-4-40: ПЛН-5-35; ПНЛ-8-40; ПНИ-8-40 [8,9].
Для основной безотвальной обработки почвы используются плоскорезы-глубокорыхлители: КПГ-2,2; ПГ-3-100; ПГ-3-5; ГУН-4, а также лемешно-отвальные плуги укомплектованные стойками СибИМЭ (ЛП-0,35) [9, 10,11].
Кроме известных плугов и почвообрабатывающих орудий для безотвального рыхления отечественного производства применяют иностранные технические средства известных фирм Lemken, Kvemeland, Eberhard, Kuhn, Naud и ДР
Технологический процесс основной обработки почвы является самой энергоемкой операцией при производстве растениеводческой продукции, при этом энергозатраты на обработку почвы плоскорезами-глубокорыхлителями на 2030% ниже энергоемкости обработки'почвы лемешно-отвальнымиплугами[10-13].
Качественные показатели этих рабочих органов часто не соответствуют требованиям агротехники, что существенно влияет на урожайность возделываемых культур.
Таким образом, научная-задача состоит в объединении технологий отвальной и безотвальной обработки почвы в единый технологический процесс и разработки плуга общего-назначения с комбинированными рабочими органами. Такое совмещение в рамках установленных агротехнических требований позволит снизить тяговое сопротивление плуга и как следствие уменьшить энергоемкость технологического процесса основной обработки почвы.
В связи с вышеизложенным, разработка и исследования энергосберегающего технологического процесса основной обработки почвы и1 плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами для его выполнения, представляют собой актуальную научную задачу, имеющую важное хозяйственное значение.
Объект исследований - технологический процесс основной обработки почвы, выполняемый плугом общего назначения с комбинированными рабочими органами.
Предметом исследований являются энергосберегающий технологический процесс и закономерности^ снижения энергоемкости основной обработки почвы.
Научная новизна заключается в разработке энергосберегающего технологического процесса, .совмещающего технологии основной отвальной и безотвальной обработки почвы и обосновании конструктивно-технологической схемы нового плуга общего назначения с комбинированными рабочими органами.
Исследования выполнены в соответствии с планом НИР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» им. Н.И. Вавилова по теме №4 «Разработка технического обеспечения аграрных технологий», раздел №4.2. «Совершенствование технологических процессов и рабочих органов машин для основной обработки почвы» и «Региональной программой развития сельского хозяйства Саратовской области до 2012 года» (№260 ПР распоряжение правительства Саратовской области), а также целевой программой «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия Саратовской области на 2008-2012 годы» (утверждена Законом Саратовской области от 9 ноября 2007 года №228-ЗСО).
На защиту выносятся следующие научные положения:
- энергосберегающий технологический процесс основной обработки почвы;
- конструктивно-технологическая схема комбинированного рабочего органа и плуга общего назначения; - аналитические зависимости для определения энергоемкости технологического процесса основной обработки почвы, параметров комбинированного рабочего органа и плуга общего назначения.
Похожие диссертационные работы по специальности «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», 05.20.01 шифр ВАК
Эффективное использование комбинированной отвальной почвообработки с рыхлением в условиях Республики Дагестан2006 год, кандидат технических наук Хабибов, Сулейман Рашадович
Совершенствование технологического процесса и почвообрабатывающего орудия для основной обработки почвы2013 год, кандидат наук Чернышкин, Владимир Вячеславович
Механико-технологическое обоснование эффективных способов и технических средств основной обработки почвы1998 год, доктор технических наук Бойков, Василий Михайлович
Разработка способов и средств механизации снижения уплотнения почвы от движителей сельскохозяйственных тракторов и машин2009 год, доктор технических наук Савельев, Юрий Александрович
Совершенствование ресурсосберегающих и почвозащитных технологий и технических средств обработки почвы в острозасушливых условиях Нижнего Поволжья2006 год, доктор технических наук Борисенко, Иван Борисович
Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Бойкова, Елена Васильевна
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Г. Повысить эффективность основной- обработки почвы путем уничтожения сорных растений, заделки органических и минеральных удобрений в. обрабатываемый^ слой почвы с сохранением структуры почвы и снижением эрозии» почвы возможно за счет объединения технологических процессов отвальной и безотвальной обработки почвы в единый технологический процесс. 2'.Разработанный энергосберегающий технологический процесс выполняется по схеме; согласно-которой, нижняя часть обрабатываемого слоя почвы крошится, а верхняя часть крошится, сдвигается, и укладывается на раскрошенную нижнюю часть. Вследствие этого в нижней части пахотного слоя сохраняется структура почвы, а за счет оборота верхней части происходит уничтожение сорных растений, заделка их и стерни в пахотный слой1.
3. Теоретически установлено, что комбинированный рабочий орган для выполнения энергосберегающего технологического процесса, должен состоять из части корпуса плуга, у которого заменена полевая доска на левый лемех стрельчатой лапы. Удельное тяговое сопротивление комбинированного рабочего органа по сравнению с корпусом плуга снижается на 24,5-29,2%, при этом ширина захвата лемеха стрельчатой лапы должна составлять в3=0,25м, а ширина захвата всего комбинированного рабочего органа е=0,65м. Для обеспечения прямолинейности движения комбинированного рабочего органа в обрабатываемом пахотном слое необходимо; чтобы расстояние между носком лемеха корпуса плуга и носком лемеха стрельчатой лапы, в направлении движения, было 0,25 м. Определено, что для эффективной загрузки тракторов тягового класса 5, новый плуг общего назначения должен обеспечивать ширину захвата 5=4,6 м, при этом его длина по сравнению с плугом ПНЛ-8-40 снижается на 22,5%.
4. Проведенными теоретическими исследованиями энергоемкости технологических процессов выполняемых пахотными агрегатами МТЗ-2522ДВ+ПНЛ-8
40 и МТЗг2522ДВ, агрегатируемым с плугом укомплектованным комбиниро
125 ванными рабочими органами установлено, что энергоемкость агрегата МТЗ-2522ДВ+разработанный плуг меньше энергоемкости агрегата МТЗ-2522ДВ+ПНЛ-8-40 на 25,1-28,2 % .
5. Полученные результаты экспериментальных, исследований профиля обрабатываемого слояшочвы показывает; что теоретически разработанный технологический; процесс основной , обработки почвы, объединяющий отвальную и безотвальную обработку почвы, реализуется* новым плугом ПБС-8У с комбинированными рабочими органами. При этом происходит заделка: растительных и пожнивных остатков за счет сдвига и оборота раскрошенного слоя почвы на глубину 12-13 см, а ниже этой глубины сохранятся структура раскрошенной почвы.
6; Результаты расчетов удельной энергоемкости агрегата МТЗ:2522ДВ+ПБС-8У и энергетические показатели, полученные при экспериментальных исследованиях агрегата МТЗ-2522ДВч-ПБС-8У свидетельствуют о том7, что: изменения экспериментальной и теоретической: удельной; энергоемкости? агрегатов от скорости движения, имеют одинаковую закономерность и на1 основании критерия % согласуются с доверительной вероятностью;0,05. 7. Сравнение эксплуатационно-технологических показателей плугов общего назначения) 1ШЛ-8-40 и Г1БС-8У выявило, что за счет применения вг плуге ПБС-8У рабочих органов, выполняющих энергосберегающий? технологический процесс основной обработки почвы, происходит увеличение часовой производительности на 25,0-28;9%, при этом затраты труда на обработку 1 га пашни уменьшаются на 17,3%, что способствует получению годового приведенного экономического эффекта на один предлагаемый плуг в сумме 337693 рублей.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бойкова, Елена Васильевна, 2010 год
1. Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Система технологий.М.:ГНУ Информагротех, 2000.-517с.
2. Горячкин, В. П. Собрание сочинений Т 2 ./Горячкин В.П.//- М.: Наука, 1970. 544 С.
3. Горячкин, В. П. Собрание сочинений. изд. II. Том II. /Горячкин
4. B.П.// -М.: Колос, 1968.-455 С. .
5. Иофинов, С. А. Эксплуатация машинно-тракторного парка./ Иофинов
6. C. А., Лышко, Г. П. // М.: Колос, 1984. -351 С.
7. Летошнее, М. Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет, проектирование и испытания. Изд. 3-е, перераб. и доп. Уч. Пособие для студ. инст-ов и факультетов механизации сельского хозяйства. / ЛетошневМ. Н. //-М.: Л. Сельхозизд., 1955.-764С.
8. Мальцев, Т.С. Система безотвального земледелия./Мальцев Т.С// -М.: Агропромиздат, 1988.- 128с.
9. Халанский, В. М. Сельскохозяйственные машины / Халанский В. М., Горбачев И. В.//- М.: Колосс, 2003. 623 С.
10. Сельскохозяйственная техника. Справочник. М., 1962. - С.26 - 35.
11. Сельскохозяйственная техника: Каталог. Под. ред. В.И. Черноивано-ва. М., 1991.-Т.1.-364 С.
12. Грибановский А.П. Комплекс противоэрозионных машин (теория, проектирование)./ Грибановский А.П., Бидлингмайер Р.В. //- Алма-Ата: Кайнар, 1990.-256с.
13. Лурье, А. Б. Широкозахватные почвообрабатывающие машины./ Лурье А. Б., Любимов, А. И. // Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1981.-270 С.
14. Босой, Е.С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственныхмашин: Учебник для вузов сельскохозяйственного машиностроения?/ Босой Е.С., Верняев О.В., Смирнов И.И., Султан-Шах E.F. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1977 568 е., ил.
15. Кушнарев, A.C. Выбор способа основной обработки почвы. / Кушна-рев A.C., Алба В.Д. // В кн.: «Теория и расчет почвообрабатывающих машин». Том 120.-M, 1989 с. 156-164.
16. Бахтин; Г1. У. Исследования физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР / Бахтин: П.У.//.-М.:Колос, 1969. 270 с.
17. Бурченко, П.Н. Основные технологические параметры почвообрабатывающих, машин нового поколения / Бурченко П.Н. // CIIT В ИМ. -Т. 12 : Теория и расчет почвообрабатывающих машин; М., 1989. -С.12-43.
18. Гармашов; J3.M Влияние основношобработки на агрофизические показатели чернозема обыкновенного / Гармашов В.М. // Земледелие. -2004.-№6.-С. 12-13
19. Марченко, О С. Тенденция развития технологий и рабочих органов машин, для почвообработки. /Марченко О.С. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1991, № 7, с. 61-63.
20. Румянцев, В.И. Система обработки почв в засушливых районах Юго-Востока./ Румянцев В.И.//: М., Колос, 1964. 199 с.
21. Румянцев; В.И. Земледелие с основами почвоведения / Под ред. В.И. Румянцева. // Р}^мянцев В.И., Коптева'З.Ф., Сурков H.H.// М.: Колос, 1979:- 367с. .
22. Щучкын, Н. В. Лемешные плуги и лущильники. / Щучкин Н: В. // М.::
23. Государственное научно-техническое издательство машинострои тельной литературы. 1952. - 290 С.
24. Бледных, В.В. Технологические основы определения параметров ра бочих органов почвообрабатывающих машин / Бледных В.В. // Ма шины почвообрабатывающие, посевные,и для внесения удобрений. -Вып. 2.-М., 1978.-С. 3-4.
25. Вагин; А. Т. Механизация защиты почв от водной эрозии в нечерно земной полосе./Вагин А.Т.//- Л.: Колос, 1977. -270с.
26. Предприятия-изготовители и поставщики сельскохозяйственной техники в регионах России; странах СНГ и Балтии. Справочник. М.: ООО АгроПроектИнвест, 2006.- 656 с.
27. Семенов В.А. НТП в зерновом производстве. / Семенов В.А.// М.-.ФГУ РЦСК,2006-172 с.
28. Протокол № 19 127 - 90 (2060210) периодических испытаний плуга полунавесного оборотного Ешх^атаЩ 8 5Ы00 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1990.
29. Синеокое, Г. Н. Проектирование почвообрабатывающих машин. / Синеоков Г. Н. //М.: Машиностроение, 1965, 311 с.
30. Протокол № 19-127-90 (2060210) периодических испытаний плуга восьмикорпусного навесного ПНЛ-8-40. Поволжская МИС, г. Кинель, 1990 г.
31. Протокол № 19 162 - 86 (1060110) государственных приемочных испытаний плуга с регулируемой шириной захвата к тракторам класса 5 ПНИ-8-40 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1986. - 34с.
32. Протокол № 19 58 - 87 (4062410) государственных приемочных испытаний плуга с изменяемой шириной захвата ПНИ-8-40 / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1987. - 29с.
33. Протокол № 19 175 - 88 (1063710) государственных приемочных испытаний опытного образца плуга 5-ти корпусного навесного (модернизация ПЛН-5-35) / Поволжская МИС. - г. Кинель, 1988. - 37с.
34. Современные сельскохозяйственные машины и оборудование для растениеводства (конструкции и основные тенденции развития): По материалам Международного салона сельскохозяйственной техники 81МА-2001. -М.: ИНФРА-М, 2001. С. 152.
35. Бахтин, П. У. Удельное сопротивление почвы плуга при вспашке и методы его определения. / Бахтин П.У. //- Тр. Почвенного института им. Докучаева. Т.17, 1954. - С.66 - 69.
36. Бредун, М. И. Тяговое сопротивление плуга с различными покрытиями корпусов. /Бредун М.И.// Вестник сельскохозяйственной науки. 1963.-№7.
37. Бурченко, П. Н., Кузнецов, Ю. Н., Кашаее, Б. А. Подготовка почвы для возделывания зерновых культур. // Техника в сельском хозяйстве. 1986. - №2, С.3-8.
38. Буряков, А. Т., Просвирин, В. Г. Прогрессивные машины и технологии основа высокоэффективного сельскохозяйственного производства. // Земледелие, 2001. - № 1 - С. 2-4.
39. Василъковский, С. М, Клюев, В. В. Исследование сопротивления почвы движению культиваторной лапы. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987. № 4 - С. 37—39.
40. Вопросы земледельческой механики. Т V под редакцией Мацепуро М.Е. Минск, 1960. -С. 152-178.
41. Вериго, С. А., Разумова, 77. А. Почвенная влага, Ленинград. Гидро-метеоиздат, 1973. -С. 215-224.
42. Протокол № 08 96 - 2002 (4010482) приемочных испытаний плуга ПБС-8. / Поволжская МИС. -г. Кинель, 2002.-39 с.
43. Бахтин, П. У. Физическая спелость почвы и скорость вспашки. «Почвоведение», 1962 №5.
44. Кулен, А., Куиперс, X Современная земледельческая механика. Перевод с английского А.Э. Габриэляна. Под. ред. Ю.А. Смирнова. М., Агропромиздат, 1986. - 349 С.
45. Курбак, Н. А. О работе двухслойных лемехов.// Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1952. №3 - С. 12 - 16.45 http:// www. agrargruppe. ru.
46. Кострицын, A.K. Снижение сопротивления почвообрабатывающих орудий при безотвальной обработке почвы./ Кострицин А.К. Пец А.К. // В кн: «Теория и расчет почвообрабатывающих машин». Том 120.-М, 1989 с. 94-108.
47. Бледных В.В., Свиненко П.Г. Рабочий орган для безотвальной обработки почвы // Техника в сельском хозяйстве.-1984.-№5.-с.25-26.
48. Лившиц М.В. Влияние геометрии плоскорезных орудий на качество обработки почвы// Техника в сельском хозяйстве. 1979. - №8. -с.15-16.
49. Ревякин Е.Л., Просвирин В.Г. Система орудий для чизельной обработки почвы//Земледелие.-1990.-№4.-с.51-55.
50. Юдкин В.В., Бойков В.М. Плоскорез-глубокорыхлитель с регулируемой шириной захвата // Земледелие. 1983. - №4, с. 15-17.
51. Таланов, И.П. Эффективность плоскорезной обработки./ Таланов И.П. // Земледелие. 1995. - №6. - С. 13-14
52. Протокол №06-67-68-69-70(406000172; 406000182; 406000192; 406000202) государственных приемочных испытаний опытного образца глубокорыхлителя универсального ГУ-4,4 к тракторам кл.5 / Поволжская МИС.-Кинель, 1992,-67с.53
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.