Ямалетдинов Марсель Мусавирович. Обоснование конструктивной схемы и параметров комбинированного почвообрабатывающего орудия

Короткий опис

Ямалетдинов Марсель Мусавирович. Обоснование конструктивной схемы и параметров комбинированного почвообрабатывающего орудия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Ямалетдинов Марсель Мусавирович; [Место защиты: Башкир. гос. аграр. ун-т].- Уфа, 2010.- 181 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2193

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ЯМАЛЕТДИНОВ Марсель Мусавирович
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ
КОМБИНИРОВАННОГО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ
Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации
сельского хозяйства
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель - доктор технических наук, доцент С.Г. Мударисов
Уфа-2010 
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования 9
1.1 Тенденции развития машин для поверхностной обработки -почвы и
требования к качеству выполнения технологического процесса 9
1.2 Анализ конструкций комбинированных почвообрабатывающих ору¬дий 15
1.3 Анализ научных исследований по обоснованию конструкции
комбинированных почвообрабатывающих машин 23
1.4 Анализ моделей почвенной среды 27
1.5 Цель, задачи исследований 39
2 Теоретические исследования взаимодействия рабочих органов с почвой 41
2.1 Модель процесса взаимодействия рабочего органа с почвой. 42
2.1.1 Определение расчетной области, начальных и граничных условий мо¬дели 42
2.1.2 Численная реализация модели процесса взаимодействия рабочего
органа с почвенной средой 51
2.2 Теоретическое обоснование конструктивной схемы и параметров орудия. 51
2.2.1 Теоретическое обоснование компоновочной схемы орудия 51
2.2.2 Размещение лаповых рабочих органов на раме орудия 58
2.2.3 Выбор взаимного расположения лаповых и дисковых рабочих
органов - 63
2.2.4 Выбор рационального расположения дисковых рабочих органов на
раме орудия 65
2.2.5. Выбор параметров прикатывающего катка 68
Выводы по главе 74
3 Методика экспериментальных исследований 76
3.1 Оценка условий проведения экспериментальных исследований 76
3.2 Методика проведения энергетической оценки орудия 78
3.3 Методика проведения агротехнической оценки орудия 91
3.4 Методика обработки экспериментальных данных 95
Выводы по главе 97
4 Результаты теоретических и экспериментальных исследований по обос¬
нованию конструктивно-технологических параметров комбинированного 99 почвообрабатывающего орудия
4.1 Обоснование конструктивно-технологических параметров лаповых 99
рабочих органов орудия ’. : •
4.2 Обоснование конструктивно-технологических параметров орудия 110
4.3 Обоснование параметров опорно-прикатывающего катка 118
4.4 Результаты энергетической оценки орудия 122
4.5 Результаты агротехнической оценки работы орудия 126
Выводы по главе 129
5 Технико-экономическая эффективность внедрения комбинированного
почвообрабатывающего орудия в производство 131
Выводы по главе 138
Общие выводы ; * 139
Список литературы 141
Приложения 151

Список літератури

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Разработана математическая модель процесса взаимодействия рабо¬чих органов почвообрабатывающего орудия с почвой как система уравнений динамики почвенной среды с учетом физико-механических свойств (плот¬ность, вязкость, трение) и силы реакции неразрушенного пласта почвы. Ус¬тановлены начальные условия функционирования модели, связанные с физи¬ко-механическими свойствами почвенной среды, и граничные условия, свя¬занные с конструктивными параметрами рабочих органов и технологически¬ми параметрами процесса обработки. На основе разработанной модели уста¬новлены закономерности взаимодействия рабочих органов с почвой, движе¬ния почвы по рабочей поверхности и силовые характеристики.
2. Разработана технологическая схема комбинированного почвообра-батывающего орудия для послойной предпосевной обработки почвы по стер-невым и пахотным фонам, состоящего из трех рядов лаповых рабочих орга¬нов, дисковых рабочих органов, установленных за лапами в два ряда попарно встречно по следу каждой лапы с возможностью изменения угла атаки и опорно-прикатывающего катка (патент №2230445 РФ).
3. Обоснованы по результатам теоретических и экспериментальных исследований конструктивно-технологические параметры комбинированно¬го почвообрабатывающего орудия:
- расстояние между рядами лаповых рабочих органов - 600 мм;
- расстояние между стойками лап одного ряда — 810 мм;
- высота стойки лапы — 700 мм;
- расстояние между задними лапами и осью вращения дисков передне¬го ряда - 600 мм;
- расстояние между рядами дисков - 700 мм;
- расстояние от оси вращения дисков заднего ряда до оси катка 700 мм.
4. Обоснованы по результатам теоретических и экспериментальных исследований конструктивно-технологические параметры рабочих органов комбинированного почвообрабатывающего орудия:
- для лаповых рабочих органов: ширина захвата - 330 мм, угол кроше¬ния - 26°, угол раствора - 65°;
- для дисковых рабочих органов: диаметр - 450 мм, радиус кривизны -
1000 мм, диапазон регулирования угла атаки для типичных черноземов при влажности почвы 17 30% — 15...30°;
- для опорно-прикатывающего катка: диаметр — 400 мм, количество прутков -11, расстояние между прутками - 115 мм, диаметр прутков - 400 мм, угол наклона прутков относительно оси вращения 25°.
5. Установлены на основе экспериментальных исследований агротех-нические показатели комбинированного почвообрабатывающего орудия с предложенными конструктивно-технологическими параметрами: степень крошения почвы - 80...85%; выравненность поверхности почвы - 2...4 см; выравненность дна борозды - 0,5... 1,0 см; отклонение глубины обработки от заданной - 0,5,.. 1,0 см.
6. Определена экономическая эффективность технологического про¬цесса предпосевной обработки почвы. Применение комбинированного поч-вообрабатывающего орудия позволяет повысить степень крошения, что обес-печит прибавку урожайности зерновых культур на 5...7%, снизить на
20.. .30% эксплуатационные затраты по сравнению с традиционной техноло-гией поверхностной (предпосевной) обработки почвы. Годовой экономиче¬ский эффект от внедрения предлагаемого орудия на предпосевной подготов¬ке почвы под зерновые культуры составляет до 304,92 руб./га, а срок окупае¬мости - 2 года.