Повышение эффективности вспашки разработкой и применением способа ярусной обработки почвы и комбинированного плуга (13.09.2012)

Автор: Ерзамаев Максим Павлович

– рабочая скорость пахотного агрегата, м/с.

Корпус нижнего яруса представляет собой комбинацию рабочих элементов, следовательно, его тяговое сопротивление определяется суммой сопротивлений долота, рыхлительной и отвальной поверхностей отвала:

– тяговое сопротивление отвальной поверхности корпуса нижнего яруса, Н.

Тяговое сопротивление долота можно определить как сопротивление трехгранного косопоставленного клина (рис. 4) по формуле

кромки, м.

Работу рыхления после долота продолжает рыхлительная поверхность отвала (рис. 5), тяговое сопротивление которой определяется уравнением

– толщина режущей кромки рыхлительной поверхности корпуса, м.

Рисунок 5 – Рыхлительная часть отвала

Технологический процесс работы корпуса нижнего яруса завершает его отвальная поверхность (рис. 6), которая оборачивает и перемещает нижний пласт почвы.

Тяговое сопротивление отвальной поверхности определяется выражением

?????x?о

?????????????ue

????????n

??????N

– время свободного движения пласта после схода с отвальной поверхности, с.

Рисунок 6 – Схема к определению тягового сопротивления

отвальной поверхности корпуса нижнего яруса

Подставив в выражение (6) значения составляющих (7), (8) и (9) получим зависимость для определения тягового сопротивление корпуса нижнего яруса

Учитывая выражения (5) и (10) уравнение для определения тяговое сопротивление секции рабочих органов комбинированного плуга (4) примет следующий вид:

будет равно

С целью оценки энергетических затрат на ярусную обработку почвы необходимо определить удельные энергетические затраты на обработку единицы объема почвы Е по следующей зависимости

где А=Pc?L – энергетические затраты на обработку почвы, Дж; V=Sc?L – объём обработанной почвы, м3; L – длина гона, м.

, обрабатываемая секцией рабочих органов, составляет сумму площадей трех поперечных сечений

– площадь поперечного сечения, вырезаемая соответственно корпусом верхнего яруса, отвальной поверхностью корпуса нижнего яруса и долотом, м2.

, за счет исключения образования «плужной подошвы»:

– сопротивления рабочей секции по базовому и новому варианту, Н.

Таким образом, полученные теоретические зависимости не противоречат общепринятым законам земледельческой механики, а только уточняют и дополняют её положения для различных конструкций рабочих органов и условий работы почвообрабатывающих машин.

В третьем разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложены программа, общие и частные методики экспериментальных исследований с описанием комбинированного плуга и оборудования, применяемого в исследованиях.

При проведении лабораторно-полевых и полевых исследований руководствовались ОСТ 10 4.1-2001, СТО АИСТ 10 4.1 – 2004, ПГР 10 3.8 – 2000. Энергетическая оценка проведена по ОСТ 10 2.2-2002.

Для исследования тягового сопротивления рабочих органов комбинированного плуга и подтверждения теоретических предпосылок использовался разработанный тензометрический измерительный комплекс, состоящий из тензометрической установки (рисунок 7) и информационно-измерительной системы (рисунок 8). Данный комплекс позволяет определять тяговое сопротивление, как отдельных рабочих органов, так и их сочетания.

Рисунок 7 – Тензометрическая установка:

1 – несущая рама; 2 – подвижная рама; 3 – подшипниковый узел; 4 – поперечный брус; 5 – продольный брус; 6 – навесное устройство; 7 – опорное колесо; 8 – механизм изменения глубины; 9 – поперечный брус; 10 – продольный брус; 11 – S-образный датчик сжатия-растяжения С2H; 12 – рабочий орган;

13 – передвижной поперечный брус; 14 – передвижной поперечный брус;

15 – измеритель глубины хода рабочего органа; 16 – регулировочный винт

Обработка полученных результатов проводилась на ЭВМ с применением программ Statistica 6.0.437.0, Mathcad 14.0 и Microsoft Office Excel 2010.

В четвёртом разделе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» представлены основные результаты проведенных экспериментов и дан их анализ.

Изменение тягового сопротивления при глубокой обработке почвы и существующим и разработанном способами (рис. 9) возрастает с увеличением скорости и аппроксимируются эмпирическими зависимостями второго порядка:

y = 0,3175x2 - 0,2349x + 6,5975 при существующем способе ; (16)

y = 0,3175x2 - 0,3937x + 6,2089 при разработанном способе. (17)

, что полностью подтверждает правильность теоретических положений, и показывают, что предлагаемый способ ярусной обработки обеспечивает снижение тягового сопротивления на 8,3…9,8% по сравнению с существующим способом двухъярусной вспашки с последующим рыхлением подпахотного горизонта


загрузка...