Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Петров Виталий Александрович. Совершенствование технологического процесса мелкой мульчирующей обработки почвы путем разработки нового почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Петров Виталий Александрович; [Место защиты: Сарат. гос. аграр. ун-т им. Н.И. Вавилова].- Саратов, 2009.- 195 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3394

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 10

1.1. Агротехнические требования, предъявляемые к почвообрабатывающим орудиям для выполнения мелкой мульчирующей обработки почвы. 12

1.2. Почвообрабатывающие орудия, применяемые для мелкой обработки почвы. 15

1.2.1. Лемешно-отвальные орудия 15

1.2.2. Культиваторы-плоскорезы 16

1.2.3. Дисковые бороны и дискаторы 16

1.2.4. Комбинированные агрегаты 19

1.3. Технологические процессы, выполняемые почвообрабатывающими орудиями для мелкой обработки почвы. 23

1.3.1. Плуг-лущильник 23

1.3.2. Культиваторы-плоскорезы 25

1.3.3. Дисковые бороны и дискаторы 27

1.3.4. Комбинированные агрегаты 3 О

1.4. Анализ результатов исследований рассмотренных почвообрабатывающих орудий 3 8

1.5. Перспективное направление развития почвообрабатывающих орудий для мелкой обработки. 42 Выводы. Цель и задачи исследований 46

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕЛКОЙ МУЛЬЧИРУЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ ДЛЯ ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯ 49

2.1. Разработка рационального технологического процесса мелкой мульчирующей обработки почвы 49

2.1.1. Анализ процесса образования мульчирующего слоя известными комбинированными почвообрабатывающими орудиями 50

2.1.2. Принципиальная схема рационального мульчирующего слоя 56

2.1.3. Схема рационального технологического процесса создания мульчирующего слоя 58

2.2. Конструктивно-технологическая схема нового рабочего органа и принципиальная схема почвообрабатывающего орудия 59

2.2.1. Анализ схем расстановки рабочих органов 59

2.2.2. Конструктивно-технологическая схема нового рабочего органа 68

2.2.3. Принципиальная схема почвообрабатывающего орудия 73

2.2.4. Условия прямолинейного движения рабочего органа 76

2.3. Обоснование основных параметров нового рабочего органа и почвообрабатывающего орудия 79

2.3.1. Обоснование основных параметров нового рабочего органа 79

2.3.2 Конструктивно-технологическая схема нового почвообрабатывающего орудия 96

2.3.3. Условия прямолинейного движения почвообрабатывающего орудия 97

2.3.4. Тяговое сопротивление почвообрабатывающего орудия 99 Выводы по разделу 101

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 104

3.1. Программа экспериментальных исследований 104

3.2. Объект исследования 104

3.3. Технические средства, используемые для экспериментальных исследований 104 3.4.Экспериментальные почвообрабатывающие орудия 111

3.5 Методика лабораторно-полевых исследований технологического процесса, выполняемого экспериментальным почвообрабатывающим орудием с комбинированными рабочими органами 115

3.5.1 Определение качественных показателей технологического процесса, выполняемого экспериментальным почвообрабатывающим орудием с комбинированными рабочими органами 117

3.5.2. Определение энергетических показателей технологического процесса, выполняемого почвообрабатывающим орудием с комбинированными рабочими органами 121

3.5.3. Эксплуатационная оценка работы почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами 125

3.5.4. Оценка надежности работы почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами 126

3.6. Методика обработки результатов исследований 126

4 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫПОЛНЯЕМОГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ И ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИМ ОРУДИЕМ 128

4.1. Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований выполнения технологического процесса новыми почвообрабатывающими орудиями с экспериментальными рабочими органами. 128

4.1.1 Результаты и анализ выполнения технологического процесса экспериментальными рабочими органами. 128

4.1.2 Результаты и анализ качественных показателей технологического процесса мелкой мульчирующей обработки почвы. 135

4.1.3 Результаты и анализ энергетических показателей технологического процесса 137

Выводы по разделу. 142

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 145

5.1 Исследование эффективности применения предлагаемых почвообрабатывающих орудий 145

5.2 Внедрение почвообрабатывающих орудий ПБК-3,3 и ПБК-5,4 с комбинированными рабочими органами 150

5.3 Расчет экономической эффективности применения почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами 152

5.4. Экономические показатели, формирующие основные параметры эффективности 153

5.5. Экономическая эффективность использования новых орудий 155

Выводы по разделу 156

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 15 8

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 161

ПРИЛОЖЕНИЯ 

Введение к работе:

Основная обработка почвы является самой ресурсозатратной и энергоемкой операцией при производстве продукции сельского хозяйства. На ее долю приходится около половины всех энергоресурсов, используемых в растениеводстве. Вместе с тем, основная обработка существенно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур [1,30,37,84,90].

В последние 20-30 лет многие передовые ученые и практики у нас и за рубежом пришли к заключению, что классическая система механической обработки почвы с частыми и глубокими отвальными вспашками не способствует повышению плодородия и сохранению почвы, а также характеризуется большой трудоемкостью и высокими энергозатратами. Систематическая отвальная обработка способствует развитию ветровой эрозии почвы, быстрой потере почвенной влаги весной [3, 5, 14, 15].

В настоящее время при производстве зерновых культур наблюдается тенденция перехода на мелкую мульчирующую обработку почвы [39, 75, 82,83,96,107,114]. Появление мелкой мульчирующей обработки вызвано тем, что отвальная вспашка лишала почву защитного мульчирующего слоя из растительных остатков. Пожнивные остатки и мульча на протяжении вегетационного периода хорошо сохраняют почвенную влагу независимо от климатических условий и испарения, а замульчированная почва имеет влажность в 1,5 — 2 раза выше, чем незамульчированная. Однако, как показывают исследования, технология мелкой мульчирующей обработки значительно отличается и во многом сложнее традиционного технологического процесса, выполняемого плугами общего назначения. Толщина верхнего мульчирующего слоя должна быть одинаковой в любом месте обрабатываемого пласта почвы и не должна превышать 5 см. Глубина обработки пахотного слоя должна составлять 10-16 см, при этом мульчирующий слой почвы не должен быть перемешан с нижележащим раскрошенным слоем почвы [37,40,106,116,119].

Необходимость восстановления в земледелии природной модели почвообразования и использования для защиты почв мульчей из растительных остатков еще в конце XIX века было предложено И.Е.Овсинским. Он выступает против отвальной обработки почвы плугом, а признает необходимость рыхления поверхностного слоя почвы. По его словам необходима мелкая пахота на глубину 5-8 см для уничтожения сорняков. Высокая стерня, оставленная на поверхности почвы, способствует накоплению в почве в осенне-зимний период влаги и ее лучшему сохранению в весенне-летний период [44].

В своих работах Т.С. Мальцев рекомендует не использовать отвальную обработку почвы, а проводить ее поверхностное лущение. Он утверждает, что наличие рыхлого верхнего слоя почвы ослабит испарение влаги с ее поверхности, при этом выпавшие осадки будут легко им улавливаться, а мощная корневая система и стерня, расположенная в верхнем слое будут защищать почву от ветровой эрозии. По словам Т.С. Мальцева: «Заделанная в почву стерня делает верхний слой более рыхлым и пористым, и он служит в известной мере как бы мульчей, предохраняющей влагу от испарения, а поле от ветровой эрозии» [40].

Дисковые бороны и дискаторы, которые применяют для мелкой обработки почвы, производят интенсивное крошение и перемешивание пахотного слоя, при этом происходит разрушение структуры почвы, значительное образование эрозийно-опасных частиц, иссушение почвы и создание благоприятных условий для быстрого размножения сорных растений [113].

Иностранные и отечественные комбинированные почвообрабатывающие орудия, состоящие из комбинации нескольких последовательно расположенных рабочих органов, не обеспечивают требуемого качества обработки почвы, производят перемешивание стерни и растительных остатков в обрабатываемом слое. Наблюдается неудовлетворительная заглубляемость этих машин на почвах высокой твёрдости, имеют высокое тяговое сопротивление [68,118].

В связи с этим возникает необходимость в разработке более совершенной технологии мелкой мульчирующей обработки почвы и почвообрабатывающих орудий для ее выполнения [120].

Целью настоящей работы является повышение качества и снижение энергоемкости мелкой мульчирующей обработки почвы за счет разработки нового почвообрабатывающего орудия с комбинированными рабочими органами.

Объект исследований. Технологический процесс мелкой мульчирующей обработки почвы выполняемый почвообрабатывающим орудием с комбинированными рабочими органами

Предмет исследований. Закономерности снижения энергоемкости и повышения качества мелкой мульчирующей обработки почвы при взаимодействии с обрабатываемым пахотным слоем почвообрабатывающим орудием с комбинированными рабочими органами.

Научная новизна. Разработан рациональный технологический процесс мелкой мульчирующей обработки почвы, обоснована конструктивно- технологическая схема нового комбинированного рабочего органа и почвообрабатывающего орудия для мелкой мульчирующей обработки почвы. Получены аналитические выражения, позволяющие определить основные параметры рабочих органов и почвообрабатывающего орудия.

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).

На защиту выносятся следующие научные положения:

— рациональный технологический процесс мелкой мульчирующей обработки почвы;

— конструктивно-технологическая схема комбинированного рабочего органа и почвообрабатывающего орудия;

— аналитические зависимости для определения основных параметров комби нированного рабочего органа и почвообрабатывающего орудия. 


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net