Сельское хозяйство/2. Механизация сельскохозяйственного производства

к.т.н. Полищук Ю.В., д-р т. н. Дерепаскин А.И.,

магистры с/х наук Лаптев Н.В., Комаров А.П.

Костанайский филиал «КазНИИМЭСХ», Казахстан

Обоснование рациональных толщины стойки щелереза, угла установки и ширины долота

Устойчивость выполнения технологического процесса щелевания стерневых фонов при заданном качестве работы и минимально возможных энергетических затратах можно обеспечить при оптимальных параметрах рабочих органов (щелерезов). На тяговое сопротивление щелереза оказывают влияние толщина стойки, ширина и угол установки долота. Для обоснования толщины стойки, ширины и угла установки долота щелереза использовалась лабораторно-полевая установка, рисунок 1.

а) вид сбоку; б) в работе Рисунок 1 – Лабораторная установка

Варианты рабочих органов (стойка щелереза толщиной 20 и 30 мм и долото, шириной 40, 50 и 60 мм которые, устанавливались на стойку с углом 10, 20, 30 и 40 град) представлены на рисунке 2.

Конструкция стоек предусматривает возможности изменения угла крошения (установка долота к горизонтальной поверхности) в пределах от 10 до 40 град с шагом 10 град. Исследования проводились следующим образом, на стойку толщиной 20 мм устанавливалось долото шириной 40 мм под углом крошения 10 градусов. Далее рабочий орган с такими характеристиками протягивался в почве на глубине 30 см. Перед стойкой устанавливался дисковый нож. После серии опытов устанавливался следующий угол крошения, и опыты повторялись. Тяговое сопротивление фиксировалось тензометрическим звеном и прибором «Морион».

а) стойка щелереза; долота шириной: 40, 50, 60 мм

угол крошения: б) 10 град; в) 20 град; г) 30 град; д) 40 град

Рисунок 2 – Варианты рабочих органов для щелевания

а) б) в) г) д)

Все полученные данные экспериментальных исследований обработаны методом математической статистики [1] с использованием компьютерной программы Excel.

При обосновании параметров щелереза условия проведения исследований в почвенном слое 0-30 см, на стерневом фоне составляли: твердость почвы 5,5 МПа, влажность – 13,3 %, объемный вес – 1,32 г/см³.

Результаты исследований показали (рисунок 3а и 3б), что на скорости движения 2,0 м/с увеличение угла установки долота с 10 до 20 градусов способствует снижению тягового сопротивления на 0,25-0,30 кН, дальнейшее увеличение угла с 20 до 40 град приводит к увеличению тягового сопротивления на 1,0-1,1 кН.

а – толщина стойки 20 мм; б – толщина стойки 30 мм

ширина долота: 1 – 40 мм; 2 – 50 мм; 3 – 60 мм

Рисунок 3 – Влияние угла крошения, толщины стойки и ширины долота

на тяговое сопротивление щелереза

а) б)

Изменение ширины долота до 50, а затем до 60 мм способствует увеличению тягового сопротивления на 0,3-0,4 кН, при этом характер изменения зависимостей тягового сопротивления не изменяется. Минимальное тяговое сопротивление обеспечивает долото с шириной 40 мм, максимальное – 60 мм. Увеличение толщины стойки с 20 до 30 мм способствует увеличению тягового сопротивления на 13-15%.

Минимальное тяговое сопротивление создает щелерез с толщиной стойки 20 мм, шириной долота 40 мм и углом установки долота 20 градусов.

Щелевание стерневых фонов представляет собой разрыхленные полосы с необработанным междурядьем, в центре полосы сформирована щель. Ширина щели является одним из наиболее значимых показателей, она оказывает влияние на интенсивность испарения почвенной влаги и количество сохраненной стерни. Ширина щели по рекомендациям исходных требований на технологическую операцию щелевание должна быть не более 5 см [2].

Установлено, что с увеличением угла крошения с 10 до 40 град ширина щели увеличивается, рисунок 4. Увеличение ширины долота приводит к увеличению ширины щели. Увеличение толщины стойки с 20 до 30 мм увеличивает ширину щели.

Щелерез с шириной долота 40 мм и шириной стойки 20 мм, рисунок 4, обеспечивает требуемый показатель на скорости движения 2,0 м/с и углах установки долота 10 и 20 градусов. Долота шириной 50 и 60 мм, на всех вариантах опытов формирует щель шириной превышающей нормативные требования. Рекомендуемый показатель ширины щели обеспечивает щелерез с толщиной стойки 20 мм, шириной долота 40 мм и углами установки 10 и 20 град. При этом долото с углом 20 град. имеет меньшее тяговое сопротивление.

Таким образом, по показателям тягового сопротивления и ширины щели, щелерез должен иметь следующие рациональные параметры: толщина стойки – 20 мм, ширина долота – 40 мм, угол установки долота – 20 град.

Литература:

1 Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов // – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

2 Анискин, В.И. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве / В.И. Анискин, А.А. Артюшин // Министерство сельского хозяйства российской федерации. Москва, 2005. – 270 с.