Бурдега Василь Юрійович. Обґрунтування параметрів борони з гнутоштабовими зубами

Короткий опис

Бурдега Василь Юрійович. Обґрунтування параметрів борони з гнутоштабовими зубами : Дис... канд. наук: 05.05.11 2005

Бурдега В.Ю. Обґрунтування параметрів борони з гнутоштабовими зубами. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11- машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. Львівський державний аграрний університет, Львів, 2004.
Дисертацію присвячено питанням поверхневого обробітку ґрунту боронами з гнутоштабовими зубами для забезпечення підвищення якості обробітку ґрунту і зменшення енергетичних затрат на процес обробітку. Розроблена математична модель переміщення ґрунту по робочій поверхні гнутоштабового зуба. Обґрунтовані раціональні конструктивні параметри гнутоштабового зуба та борони. Експериментально досліджено вплив конструктивно-технологічних параметрів борони з гнутоштабовими зубами на якісні та енергетичні показники роботи борін під час поверхневого обробітку ґрунту. Розроблено методику інженерного розрахунку гнутоштабових зубів. Перевірено роботоздатність борін з різною кількістю гнутоштабових зубів на різних типах ґрунтів. Проведено виробничі випробування борін з гнутоштабовими зубами під час сівби ранніх зернових та розраховано економічний ефект від їх використання.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення й нове вирішення науково-прикладної задачі, що виявляється у розробці нової конструкції борони з гнутоштабовими зубами, яка дає змогу підвищити ефективність процесу поверхневого обробітку ґрунту завдяки використанню способу об’ємного різнонаправленого деформування ґрунтової скиби. Наявні технології поверхневого обробітку ґрунту є затратними, а тому питання забезпечення якості його обробітку з якомога меншими затратами є актуальним.
Аналіз тенденцій розвитку технологій та робочих органів машин для поверхневого обробітку ґрунту дав змогу встановити, що підвищення якості цього процесу досягається завдяки комбінації способів якісного перетворення ґрунту, що реалізується окремими робочими органами. Це зумовлює зростання металомісткості сільськогосподарських машин та енергозатрат на виконання процесу.
Запропонований спосіб об’ємного різнонаправленого деформування ґрунтової скиби, який за належної якості розпушування забезпечує зниження енергозатрат, можна реалізувати за допомогою гнутоштабового зуба.
Розроблена теорія робочого процесу об’ємного різнонаправленого деформування ґрунтової скиби за допомогою гнутоштабового зуба базується на фундаментальній теорії руйнування скиби ґрунту за допомогою клина і дає змогу встановити причинно-наслідкові зв’язки між конструктивними параметрами гнутоштабового зуба та технологічними й енергетичними показниками робочого процесу [формули (1), (2), (10), (13),(14)].
Обґрунтована методика й програма експериментальних досліджень уможливлюють встановлення залежності якісних та енергетичних показників роботи гнутоштабового зуба й створеної на його основі борони від їх конструктивних параметрів і визначення раціональних значень цих параметрів.
Порівняння результатів теоретичних та експериментальних досліджень зони поширення деформації в ґрунті, енергоємності процесу, стабільності та стійкості руху борони свідчить, що вони різняться між собою в межах допустимої похибки.
Для досягнення максимального розпушування ґрунту з мінімальним тяговим опором експериментально встановлені раціональні параметри гнутоштабового зуба за ширини захвату робочого органуb40 мм: кут входження уступу в ґрунтb= 21...29 ; кут між уступами q = 88...92.
Теоретичне обґрунтування умов стійкості руху борони з гнутоштабовими зубами уможливило встановлення системного впливу параметрів борони на параметри її зубів. Встановлено, що системно відкориговані параметри гнутоштабового зуба є такими -b= 40 мм,b= 20,q= 90.
Порівняльний аналіз показників роботи борін з різною кількістю гнутоштабових зубів, виконаний на основі польових випробувань, дав змогу встановити, що підвищення коефіцієнта якості розпушування ґрунту на 14...24%, коефіцієнта якості кришіння на 8,4...11,6%, а також коефіцієнта вирівняності поля на 28% та зниження питомого тягового опору на 12...27% порівняно із серійними боронами розширює функціональні можливості використання борін з гнутоштабовими зубами для обробітку ґрунту.
Збільшення питомого навантаження на один зуб борони, за рахунок зменшення кількості зубів на рамі борони з 20 до 12 забезпечує збільшення глибини ходу борін на 1,8...2,2 см на дерново-підзолистому ґрунті на 2,02.3 см на чорноземі і на 3,7 4,2 см на супіщаному ґрунті. У цьому разі за належної якості розпушування та кришіння ґрунту питомий тяговий опір зменшується на 3040% на дерново-підзолистому ґрунті, на 2636% на чорноземі та на 3045% на супіщаному ґрунті.

Впровадження в практику використання борін з гнутоштабовими зубами уможливлює підвищення якості обробітку ґрунту, збільшення продуктивності праці та скорочення енергетичних затрат. Очікуваний річний економічний ефект сягає 519,75 грн. на одну борону.
Розроблена та виготовлена конструкція борони дає змогу реалізувати ідею адаптивного поверхневого обробітку ґрунту залежно від стану агрофону поля - борону з гнутоштабовими зубами можна використовувати в складі чинного комплексу машин як замість серійної борони, так і замість культиватора.