Исследование технологического процесса прикатывания почвы каточками сеялки-культиватора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Акулов, Виктор Михайлович

• Акулов, Виктор Михайлович
• кандидат технических наук
• 1973

Оглавление диссертации кандидат технических наук Акулов, Виктор Михайлович

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

§1. Плотность почвы - один из факторов ее плодородия.

§2. О физико-механических свойствах почвы.

§3. Степень изученности влияния различных способов уплотнения на развитие растений.

§4. Исследования конструктивных и технологических параметров прикатывающих органов для рядкового прикатывания. а/ Определение зависимости между скоростью, давлением и деформацией почвы. б/ Влияние технологических и конструктивных параметров на перекатывание каточка.

§5. Определение параметров рабочих органов для рядкового прикатывания почвы.

§6. О задачах исследования.

ГЛАВА П. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

§1. Факторы, влияющие на уплотняемость почвы под деформаторами.

§2. Методика изучения закономерности удлот-няемости почв под штампом в лабораторных условиях.

§3. Методика проверки результатов лабораторных исследований в полевых условиях.

§4. Влияние технологических условий на перекатывание сеялочного каточка.

§5. Методика определения величины сопротивления перекатыванию сеялочных каточков.

§6. Подготовка приборов и аппаратуры к опытам. Оценка погрешности тарировки.

§7. Обработка экспериментальных данных.

Оценка погрешности опыта.

ГЛАВА Ш. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛБДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

§1. Подбор обобщенного уравнения усадки почвы под воздействием давлением.

§2. Влияние влажности,предварительной плотности и создаваемого давления на уплотняемое ть почвы Под штампом.

§3. Результаты проверки лабораторных исследований в полевых условиях.,.

§4. Определение времени, затрачиваемого на процесс уплотнения почвы.

§5. Обоснование давления каточками сеялкикультиватора на почву.

§6. Результаты замера сопротивления перекатыванию сеялочных каточков.

ГЛАВА 1У. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛВДОВАШЯ 137 *

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование технологического процесса прикатывания почвы каточками сеялки-культиватора»

В Директивах ХХ1У съезда Коммунистической партии Советского Союза говорится: "Главным путем увеличения продукции земледелия считать повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур.

В этих целях необходимо осуществить систему мероприятии, в которой одним из главных является борьба с эрозией почв."

I, 2, 3, 4] .

Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР /1967 г./ "О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии" вменяется в обязанность всех научных работников и специалистов сельского хозяйства разработать в ближайшие годы для всей страны систему почвозащитных мероприятий, обеспечивающих надежную защиту почв от разрушения всеми видами эрозии.

Вопросы борьбы с ветровой эрозией почв обсуждались на двух выездных сессиях ВАСХШЛ - в г.Целинограде /1966 г./ и в г. Ростов-на-Дону /1969 г./.

Из зарубежного и отечественного опыта борьбы с ветровой эрозией почв определилось четыре основных приема [l0,llj :

1. Обработка почвы с сохранением на поверхности полей пожнивных остатков;

2. Совмещение нескольких производственных операций в одном проходе агрегата;

3. Полосное размещение сельскохозяйственных культур;

4. Принцип минимальной обработки почвы.

На полях с сохраненной стерней работа посевных агрегатов затрудняется. Стерня, разбросанная солома и повышенная влажность почвы во время посева являются причинами частого забивания сошниковой группы работающих на полях сеялок. Происходит сгрушшание почвы. Поэтому основным техническим требованием для сеялок-культиваторов, работающих на стерневых фонах, является проходимость или способность производить посев без сгру-живания почвы.

Совмещение операций позволяет уменьшить количество проходов агрегатов по полю тем самым снизить разрушение почвы, сократить до минимума разрыв во времени между операциями и, следовательно, сохранить почвенную влагу, снизить металлоемкость процесса.

По данным инженера Абрамовой Г.И. /Павлодарская опытная станция по защите почв от эрозии/ видно, что в наиболее опасный период возникновения ветровой эрозии, совпадающей со временем проведения предпосевной обработки почвы и посева, площадь, сминаемая ходовыми аппаратами сельскохозяйственных машин, равна около 94% всей засеваемой площади. Появляется большое количество очагов возникновения ветровой эрозии. За весь летний цикл работ эта площадь перекрывается дважды. Таким образом, совмещение операций является одним из главных агротребований, предъявляемых к работе стерневых сеялок.

К настоящему времени заводы сельскохозяйственного машиностроения нашей страны выпускают посевные машины, совмещающие несколько производственных операций. Завод "Красная Звезда" /г.Кировоград/ изготовлял прессовую комбинированную сеялку СЗП-24 с двухдисковым сошником, которая за один проход производит посев зерновых культур и рядковое прикатывание почвы. Сызранский комбайновый завод выпускал сеялку СЗС-9, выполняющую одновременно высев семян и рядковое прикатывание. Необходимо заметить, что параметры прикатывающих каточков отличаются, хотя сеялки часто применяются в одинаковых условиях.

Красноярский завод комбайнов освоил в прошлом производство сеялки-лущильника ЛДС-4А, которой за один проход можно выполнить предпосевную обработку почвы и посев семян зерновых культур. В настоящее время рекомендована вместо ЛДС-4А к производству сеялка-лущильник ЛДС-6, которая при посеве вносит минеральные гранулированные удобрения прямо в рядки посева.

С 1970 г. на заводе "Казахсельмаш" (г.Целиноград) выпускается сеялка СЗС-2,1, объединяющая четыре производственных операции: предпосевную культивацию, высев семян, внесение минеральных гранулированных удобрений и рядковое прикатывание почвы.

Канадская фирма Нобл Дрилл выпускает сеялку марки ДК-4 с трубчатым сошником, которая за один проход производит посев зерновых культур и рядковое прикатывание почвы. Фирма этой же страны Маесей Фергюссон выпускает сеялку марки МФ-53 с трубчатым сошником, которая выполнит две операции - посев и рядковое прикатывание почвы, а также сеялку-лущильник марки МФ-36, за один проход которой производится предпосевная обработка почвы и посев зерновых культур.

Американская фирма Мак-Кормйк поставляют на рынки мира сеялку, выполняющую посев зерновых культур и рядковое прикатывание почвы.

Как видно из перечисленного, почти во всех случаях прикатывание почвы выполняется одновременно с посевом. Установлено, что у сеялок, выполняющих прикатывание почвы, параметры уплотняющих органов /каточков/ резко отличаются друг от друга. Достаточно веских обоснований и рекомендаций по применению тех или иных режимов работы, прикатывающих рабочих органов нами в литературе не обнаружено.

В отличие от сплошного при рядковом прикатывают почва уплотняется только над высеянными семенами и создается гребнистая поверхность поля, которая, как доказано исследованиями кандидата сельскохозяйственных наук Шиятого Е.И. [9б] снижает скорость ветра в приземной полосе, что способствует уменьшению выноса почвенных частиц за пределы поля. Молодые нежные побеги зерновых культур, находящиеся в бороздке, надежно защищены от засекания летящими частицами почвы во время пыльных бурь.

Хороший контакт семян с почвой, создаваемый в процессе прикатывания, и полученная за счет этого полная обеспеченность влагой и питательными веществами обуславливают дружные всходы,что сильно влияет на получение повышенного урожая.

Настоящая работа посещается теоретическому и экспериментальному исследованию и обоснованию оптимальных технологических режимов рядкового прикатывания почвы при посеве сеялкой-культиватором на стерневых фонах южного карбонатного чернозема тяжелого механического состава.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Акулов, Виктор Михайлович

Общие выводы и рекомендации.

1. Наши трехлетние полевые опыты показали, что в условиях Целиноградской области применение рядкового прикатывания почвы позволяет получать существенную прибавку урожая.

2. Результаты лабораторных исследований, проведенных на южном карбонатном черноземе, свидетельствуют о значительном влиянии влажности и предварительной плотности почвы на процесс уплотнения.

3. В результате проведенных исследований определилось что плотность почвы прямопропорциональна величине усадки и может быть описана выражением Q « (Эо + 'l К. , где для данных почв (Э = 0,654 + 1,112, =4,05. Ю~3 4 4,85.Ю~3

4. Усадка почвы в свою очередь находится в непосредственной зависимости от приложенного давления и некоторых почвенных показателей. Такая зависимость может быть представлена выраже

•Gh. нием экспоненциального вида = CJ, в

Коэффициенты, входящие в формулу, для наших почв тлеют значеше = 0,0023 * 0,259; k = 0,192 * 0,359.

5. Как показали лабораторные и полевые опыты, для получения задаваемой агротребованиями плотности необходимо прикатывать почву с давлениями 0,6 - 0,9 кг/кв.см.

Применение более высоких давлений приводит к чрезмерному уплотнению и отрицательно влияет на полевую всхожесть пшеницы и дальнейшее ее развитие. Прикатывание почвы с давлениями ниже указанных пределов не позволит получить задаваемую плотность почвы.

6. Конструкция сеялки-культиватора и параметры ее прикатывающих устройств должны обеспечивать оптимальные режимы прикатыва-ния с учетом влажности и предварительной плотности почвы.

7. Время контакта каточка с почвой должно быть не менее 0,15 - 0,16 сек., так как в противном случае можно ожидать снижения прикатывающего эффекта. Получать заданное время целесообразнее путем снижения поступательной скорости движения, которая для каточков диаметром 550 мм. не должна превышать значения 6-7 км/час. Согласно результатам анализа незначительное увеличение диаметра каточка приводит к резкому возрастанию веса сеяшси-кудьтивсП'ора.

В. Результаты исследований многих авторов говорят о том, что оптимальными параметрами каточков рядкового прикатывания V почвы необходимо считать: диаметр 450-550 мм, ширина обода не менее 40 ш, со сферической /каплевидной/ формой рабочей поверхности.

9. Полевые и лабораторные замеры сопротивления перекатыванию сеялочных каточков показали, что оно в основном зависит от величины создаваемого давления и может тлеть значения от 7 до 33 кг. При оптимальном давлении /0,6 кг/кв.см./ сопротивление равно 12-16 кг.

10. Поступательная скорость движения почти не оказывает влияния на величину сопротивления перекатыванию каточка по почве v и в практических расчетах гложет не приниматься во внимание.

11. Величина погружения каточка в почву при оптимальном давлении изменяется с изменением влажности и в диапазоне 13-30 % соответственно равна 6-8 см.

12. Получена зависимость, позволяющая расчитать давление создаваемое каточками сеялки-культиватора с заданными параметрами.

Вычисления, произведенные по указанной зависимости, и результаты полевых испытаний показывают, что конструктивные параметры, заложенные в сеялку-культиватор СЗС-2,1, позволяют получать оптимальное давление.

13. Применение оптимальных решаю в прикатывания, как показывают результаты полевых опытов, позволит в среднем получить до 1,1 ц/га дополнительного урожая или свыше 100 тонн на каждой тысяче гектаров.

14. Расчет экономической эффективности свидетельствует, что ожидаемая, прибыль на одну тысячу гектаров при применении наших рекомендаций по режимам рядкового прикатывания почвы находится в пределах 6-7 тысяч в год или до семи рублей на каждом гектаре.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Акулов, Виктор Михайлович, 1973 год

1. Программа Коммунистической партии Советского Союза.

2. Брежнев Л.И. Отчетный доклад Центрального Комитета КПСС

3. ШУ съезду КПСС 30 марта 1971 г. М., Политиздат, 1971 г.

4. Косыгин А.Н. Директивы ХХ1У съезда КПСС по пятилетнемуплану развития народного хозяйства СССР на I97I-I975 гг. М., Политиздат, 1971 г.

5. Доклад члена Политбюро ЦК КПСС первого секретаря ЦК КПСС тов. Д.А.Кунаева на республиканском совещании работников сельского хозяйства 6 марта 1973 г. Казахстанская правда, 7 мара® 1973 г.

6. Агротехнические требования на сеялку-культиватор. 1966 г.

7. Андреев А.А. Вопросы теории перекатывания жесткого колеса с образованием колеи Труды ЕШЭСХ, 1961.

8. Атамашок А.К. Влияние уплотнения поверхности почвы наее водно-физические свойства и развитие растений. Труды почвенного института им. Н.А.Димо, 1961, Кишенев.

9. Бабков В.Ф. Обзор экспериментальных работ по измерениюнапряжений в грунте. Труды Дорожного НШ, т. Й, 1938, М.

10. Балтян К.И. Прикатывание почвы неиспользуемый резервповышения урожайности зерновых культур в нечерноземной полосе. "Земледелие", Л 6, 1954.

11. Бараев А.И. Перспективы развития зернового хозяйствав районах освоения целинных земель. Труды ВАСХБМ, т. I, 1961 г.

12. Бараев А.И., Зайцева А.А., Госсен Э.Ф. Борьба с ветровойэрозией почв, Алма-Ата, 1963 г.

13. Баранов Д.С. Измерительные приборы, методика и некоторые результаты испольщовагшя распределения давлений в песчаном грунте. Научное сообщение вып.7,ЦНИИ строительных конструкций.

14. Безухов II.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. Ml, 1961.

15. Березин И.С. и Куков Н.П. Методы вычислений. Т. I, М., 1966.

16. Беспалый П.С. Определение плотности грунта гамма-зондом в процессе намыва сооружений. Труды ВШ#Г гидротехники и мелиорации. М., 1961.

17. Бронштейн и др. Справочник по высшей математике. М.,1950.

18. Бушмин А.П., Кунин Н.Ф. Механическое уплотнение почв. Земледельческая механика. Сборник трудов ЧШЭСХ, т.7, 1967, Челябинск.

19. Василенко Г.А. Исследование деформации грунта сельскохозяйственными катками Труды института машиноведения и сельхозтехники, т. 2, I960, Киев.

20. Васильев A.M. Влияние плотности южного карбонатногочернозема Целиноградской области на его физические свойства и реакция растений на плотность почвы.-Автореферат, 1968.

21. Василенко И.Ф. Речь на сессии ВАСХНИЛ 31 июля 7 августа 1948 года.

22. Васильев A.M. Плотность почвы, как фактор ее плодородия. Сборник трудов ВШИЗХ, 1964.

23. Берников И.С. Скорость движения и погружения в почвуходового колеса. "Сельскохозяйственные машины", 1940, J5 8-9, М.,

24. Верняев О.В., Сокол Н.А. Исследование смещения слоев почвыпочвообрабатывающими рабочими органами с помощью рентгеновых лучей. Тракторы и сельскохозяйственные машины", 1968, В6.

25. Вершинин П.В. и др. Влияние давления на почву. М., 1959.

26. Вершинин П.В. и др. Основы агрофизики. Под ред. Иоффе.1. М., Физматиздат, 1959.

27. Вопросы сельскохозяйственной механики. Под ред.акад.М.Е.Мацепуро. Минск, "Урожай1', 1964 .

28. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике.1. М., 1964.

29. Высоцкий А.А. Динамометрирование сельскохозяйственныхмашин. М., 1969.

30. Герсеваков Н.М., Полыдин Д.Е. Теоретические основы механикигрунтов. М., Стройиздат, 1948.

31. Гиль А.А. ' Прикатывание почвы, как средство борьбыскорняками. Труды Иркутского СХИ,

32. Горбунов М.С. Оценка проходимости тракторов и напряженности почвы под двигателями. "Механизация и электройикация сельского хозяйства", 1968, № 7Г

33. Горячкин В.П. Теория колеса. Собтэание сочинений, т.2,1. М., 1937.

34. Гринько Н.И., Храмцов Л.И. Эффективность прикатывания почвы.- Труды Донского СХИ, 1966, Ростов-на-Дону.

35. Губарев А.Н. Опыт определения объемного веса -плотности / почвы в полевых условиях гаммасконическим методом.

36. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики.1. М., "Наука", 1966.

37. Демидович Б.П. Численные методы анализа. М., 1967.

38. Долгушевский и др. Общая теория статистики, М., 1967.

39. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта, 1969, М. .

40. Житко В.2. Методика определения деформации почвы поколее, образовавшейся движителем трактора. "Тракторы и сельхоз машины", 1966, В I.

41. Заикин В.II. Прикатывание почвы и урожай яровых зерновых. Труды Горьковского СХИ. 1967.

42. Зельдович Я.Б. и Мышкис А.Д. Элементы прикладной математики.1. М., "Наука", 1972.

43. Использование минеральных удобрений под с.-х. культуры /экономико-статистический справочник/. М., 1972, /МСХ СССР/.

44. Качинский II.А. Изучение физических свойств почвы и корневых систем растений. М., 1931.

45. Кацыгин В.В. 0 закономерностях сопротивления почв.

46. Механизация и электрофик. соц. с.-х.", 1962, JS 4.

47. Кленин Н.И. Взаимодействие жесткого обода ведоиогоколеса с почвой. "Механизация и электро-фикация соц.с.-х.", I960, № 2.

48. Кленин Н.И. Исследование процесса смятия почвы тверда® телами, Автореферат. М., I960.

49. Колясев Ф.Е. Рыхление и уплотнение почвы, как приемсохранения почвенной влаш-юсти. Сборник трудов АФИ. Вып. 4, 1948, Ленинград.

50. Крашенников II.Н. Орудия предпосевного прикатывания почвы.

51. Доклады ВАСХНИЛ, § 2, 1959 г.

52. Агротехническая эффективность прикатывания почвы. Труды Иркутского СХИ, 1969, Иркутск.

53. Исследование коэффициентов сопротивления перекатыванию ведомых и ведущих колес. -Труды конференции 1959 г., Минск, Сельхоз-гиз БССР, 1961.

54. Исследование работы уплотнительных катков.-"Механизация сельского хозяйства", I960,1. Гз 4.

55. Краткий научный отчет ВНИИ зернового хозяйства за 1971 г.

56. Краткий научный отчет ВНИИ зернового хозяйства за 1969 г.

57. Кукта Г.М. Испытание сельскохозяйственных машин. М.,1. Машгиз, 1958.

58. Маевский А.П. Исследование работы уплотняющих катковс.-х. машин. "Тракторы и с.х. машины" 1964, II.

59. Мельник Е.П. Некоторые вопросы теории и практики брикетирования сенной муки. Труды ВНИИ электро-фикации с.-х., 1961, т.4.

60. Научный отчет Агрофизического института за 1971 г-., т.З.

61. Научный отчет ВНИИЗернового хозяйства за 1969 г.

62. Научный отчет ВНИИЗернового хозяйства за 1971 г.

63. Научный отчет ВНИИ зернового хозяйства за 1972 г.

64. Орлов В.М. Эффективность прикатывания почвы в засушливых условиях Актюбинском! области. Труды Казахской Академии с.-х. наук, IS59.

65. Палшпкин Д.А. Использование гаммафотометода для изученияпочвенных деформаций. Труды Ставропольской го СХИ. Вып. 16, 1965.

66. Погорелов П.Н. Глубина действия катков и роль укатывания.- "Советская агрономия", 1939, & 8.

67. Подскребко М,Д. Определение коэффициента Пуассона и деформации почв. Труды ЧИМЭСХ, 1967, вып. 29.50. Кривых Ф.51. Кузьменко В.А.52. Кузьмин В.М. Добышев A.M.67.