Обоснование параметров и разработка конструкции ротационного орудия с эллипсовидными дисками для поверхностной обработки почвы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Гайнутдинов Рамиль Халилович

• Гайнутдинов Рамиль Халилович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Гайнутдинов Рамиль Халилович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Агротехнические и технологические аспекты обработки почвы

1.2 Технологические аспекты поверхностной обработки почвы

1.3 Краткие сведения о физико - механических и технологических свойствах почвы

1.4 Классификация ротационных рабочих органов машин и орудий для обработки почвы

1.5 Обзор конструкций существующих машин и орудий для поверхностной обработки почвы со сложным пространственным движением ротационных рабочих органов

1.6 Конструкция предлагаемого ротационного орудия с эллипсовидными дисками для поверхностной обработки почвы

1.7 Конструкция пруткового ротора

1.8 Выводы по разделу

1.9 Цель и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДЛАГАЕМОГО РОТАЦИОННОГО ОРУДИЯ

2.1 Уравнение движения эллипсовидного диска ротационного орудия и исследование процесса взаимодействия его с почвой

2.2 Обоснование конструкционных, кинематических и технологических параметров предлагаемого ротационного орудия

2.2.1 Обоснование диаметра эллипсовидного диска

2.2.2 Обоснование рационального угла наклона эллипсовидного диска к оси вращения

2.2.3 Расстановка эллипсовидных дисков на валу рабочей секции

2.2.4 Определение угла и глубины входа эллипсовидного диска в почву

2.2.5 Определение длины рабочего участка режущей кромки эллипсовидного диска

2.2.6 Определение угла резания почвы, толщины, угла заточки и длины фаски эллипсовидного диска

2.2.7 Определение тягового сопротивления предлагаемого ротационного орудия для поверхностной обработки почвы

2.3 Выводы по разделу

3 ПРОГРАММА, ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Экспериментальная установка для проведения лабораторных исследований на базе почвенного канала

3.3 Опытный образец ротационного орудия с эллипсовидными дисками для проведения экспериментальных исследований в полевых условиях

3.4 Методика лабораторных исследований по определению тягового сопротивления эллипсовидного диска

3.5 Методика и приборы для определения физико - механических свойств почвы

3.6 Методика и приборы для определения глубины обработки, гребнистости поверхности поля и степени крошения почвы

3.7 Выводы по разделу

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

4.1 Результаты экспериментальных исследований по определению тягового сопротивления эллипсовидного диска на базе почвенного канала

4.2 Результаты полевых испытаний опытного образца ротационного орудия по определению глубины обработки, гребнистости поверхности поля и степени крошения почвы

4.3 Выводы по разделу

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛАГАЕМОГО РОТАЦИОННОГО ОРУДИЯ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

5.1 Методика расчёта технико-экономической эффективности предлагаемого ротационного орудия для поверхностной обработки почвы

5.2 Исходные параметры и результаты расчёта технико-экономической эффективности предлагаемого ротационного орудия для поверхностной обработки почвы

5.3 Оценка предлагаемого ротационного орудия для поверхностной

обработки почвы по энергетическому критерию

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А Акт внедрения результатов научно-исследовательских, опытно-

конструкторских и технологических работ

Приложение Б Акт лабораторных исследований

Приложение В Акт об использовании (внедрении) рабочих органов в учебном

процессе

Приложение Г Результаты тарировки тензометрических мостов

Приложение Д Справка об участии в международной выставке 2017г

Приложение Е Справка об участии в международной выставке 2018г

Приложение Ж Патент на изобретение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров и разработка конструкции ротационного орудия с эллипсовидными дисками для поверхностной обработки почвы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Поверхностная обработка почвы предусматривает сохранение почвенной влаги, создание выровненного семенного ложа, обеспечение минимального выноса влажной почвы на поверхность и качественного подрезания сорняков [68]. За последние годы наметилось перспективное научное направление по разработке и исследованию ротационных орудий для поверхностной обработки почвы, рабочие органы которых, наряду с вращательным движением вокруг горизонтальной оси, совершают дополнительное колебательное движение в вертикально-поперечной плоскости, т. е. при поступательном движении агрегата совершают сложное пространственное перемещение. Однако известные технические решения приводят к снижению эффективности работы орудия, почва обрабатывается неравномерно, нарушается процесс вхождения рабочих дисков в почву, ухудшаются условия скользящего резания пласта и технологическая устойчивость агрегата.

Разработка технических и технологических решений, направленных на повышение качества и эффективности поверхностной обработки почвы с ротационными орудиями, рабочие органы которых совершают сложное перемещение в пространстве остаётся актуальной научно-технической задачей агропромышленного комплекса Российской Федерации.

Настоящая работа направлена на повышение качества и эффективности поверхностной обработки почвы и выполнена в соответствии с концепцией «Развитие аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 года», утверждённой приказом Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 25.06.2007 № 342.

Степень разработанности темы. По разработке и исследованию ротационных машин и орудий, рабочие органы которых совершают сложное пространственное движение выполнены работы во Всероссийском НИИ механизации сельского хозяйства Жуком А.Ф. [25], в Приморской государственной сельскохозяйственной академии Редкокашиным А.Н. [76] и в Дальневосточном государствен-

ном аграрном университете Шишловым С.А. [99]. По данному направлению известны также отдельные разработки ряда учёных и исследователей: Панова И.М. и Кузнецова Ю.А. [5], Попова Л.Э и Марченко О.С. [9], Иванова О.Б. [64], Ло-гвиненко А.Я. [8] и др. Все разработанные почвообрабатывающие орудия содержат, как правило, наклонно закреплённые на валу плоские или плоскозубчатые круглые диски, что резко снижает качество и эффективность поверхностной обработки почвы. Проблема разработки конструкций рабочих органов, которые устраняют недостатки известных технических решений на нетрадиционной основе остаётся актуальной и требует дальнейших теоретических и экспериментальных исследований.

Цель исследования. Повышение качества и эффективности поверхностной обработки почвы путем разработки и обоснования параметров ротационного орудия с наклонными эллипсовидными дисками.

Задачи исследования.

1. Теоретически обосновать конструкционные и технологические параметры ротационного орудия для поверхностной обработки почвы.

2. Разработать конструкционно - технологическую схему ротационного орудия для поверхностной обработки почвы с наклонными эллипсовидными дисками.

3. Исследовать процесс взаимодействия наклонного эллипсовидного диска с почвой и оценить его тяговое сопротивление в лабораторных условиях.

4. Испытать ротационное орудие для поверхностной обработки почвы в полевых условиях.

5. Оценить технико - экономическую и энергетическую эффективность использования ротационного орудия.

Научная новизна.

1. Математическая модель взаимодействия эллипсовидного диска с почвой.

2. Аналитические зависимости для определения и обоснования конструкционных и технологических параметров ротационного орудия для поверхностной обработки почвы.

3. Математическая модель технологического процесса поверхностной обработки почвы.

Новизна ротационного орудия подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение от 03.05.2018 № 2652819.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что результаты исследований служили основой при разработке, проектировании и изготовлении опытного образца ротационного орудия с эллипсовидными дисками с рациональными конструкционными и технологическими параметрами. Результаты теоретических исследований могут быть использованы при разработке и проектировании аналогичных ротационных почвообрабатывающих орудий.

Практическая значимость работы. Разработана конструкция ротационного орудия с эллипсовидными дисками для поверхностной обработки почвы. Содержащиеся в диссертации научные положения и выводы позволили обосновать основные параметры ротационного орудия, которые могут быть использованы проектно-конструкторскими организациями.

Методология и методы исследования. В теоретических исследованиях использовались базовые методы земледельческой механики, основы математического анализа, аналитической геометрии и теоретической механики. Экспериментальные исследования выполнены на основе планирования многофакторного эксперимента и регрессионного анализа опытных данных с использованием компьютерных программ Statistica и MatЫab.

Положения, выносимые на защиту:

1. Аналитические зависимости для определения и обоснования конструкционных и технологических параметров ротационного орудия для поверхностной обработки почвы;

2. конструкционно - технологическая схема ротационного орудия для поверхностной обработки почвы с наклонными эллипсовидными дисками;

3. Результаты экспериментального исследования эллипсовидного диска в лабораторных условиях;

4. Результаты экспериментального исследования ротационного орудия в полевых условиях;

5. Технико - экономическая эффективность и энергетическая оценка ротационного орудия для поверхностной обработки почвы.

Степень достоверности и апробация работы. Степень достоверности результатов научных исследований подтверждена проведёнными экспериментальными исследованиями предлагаемого ротационного орудия для поверхностной обработки почвы в лабораторных и полевых условиях с применением современного оборудования и измерительной аппаратуры, сходимостью результатов с аналогичными работами. Основные положения диссертационной работы доложены на научно - практических конференциях Казанского ГАУ в 2016 - 2018 годах и на международной научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса Казанского ГАУ в 2016 году. Результаты работы экспонировались на 20-ой Международной специализированной выставке «Агроком-плекс: Интерагро. Анимед. Фермер Поволжья» (г. Казань, 2017 г.) и на 19-ой Международной специализированной выставке «Энергетика. Ресурсосбережение» (г. Казань, 2018 г.)

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Агротехнические и технологические аспекты обработки почвы

Обработка почвы является одним из важнейших звеньев в системе агротехнических мероприятий по обеспечению высокой культуры земледелия и получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур. На обработку почвы затрачиваются около 40% энергетических и свыше 25% трудовых затрат [85].

Технология обработки почвы основана на механическом воздействии на почву путём проведения различных технологических операций: крошение, рыхление, перемешивание, оборачивание, уплотнение, выравнивание, подрезание сорняков, мульчирование, создание микрорельефа, сохранение стерни [68].

Обработка почвы на разных этапах развития науки и практики классифицировалась по различных признакам.

Козырев Б.М. [31], например, подразделяет систему обработки почвы на следующие виды: экстенсивная, интенсивная, индустриальная, почвозащитная, влагосберегающая, энергосберегающая, ресурсосберегающая, интегрированная, альтернативная, биологически адаптивная, экологически чистая и агроландшафт-ная.

Черкасов Г.Н. и др. [94] подразделяют обработку почвы на нулевую, поверхностную, безотвальную и отвальную. Поверхностную обработку они рассматривают как однократное или многократное воздействие на почву дисковыми или комбинированными орудиями на глубину не более 12 см.

Соколова Л.С. [86] классифицирует технологию обработки почвы на сберегающую, включающую в себя нулевую, гребневую обработку и обработку мульчей; обычную (отвальную); минимальную; сокращённую. Она отмечает, что внедрение новых технологий обработки почвы, помимо чисто экономического эффекта, должно минимизировать социальную напряжённость на селе. Сокращённая технология здесь рассматривается как метод ведения сельского хозяйства, при котором используется меньшее воздействие орудий на почву.

Юнусов Г.С. [101] подразделяет систему обработки почвы на интенсивную, почвозащитную, минимальную, мульчирующую, альтернативную, гребневую и отмечает, что особенно чётко тенденция развития новых технологий проявилась в США и Канаде, где применяют, главным образом, четыре системы обработки почвы: классическую (отвальную), минимальную, нулевую и гребневую.

Сохт К.А. и др. [80] отмечают, что технологию обработки почвы на современном этапе развития агропромышленного комплекса нужно классифицировать лишь на классическую (отвальную) и минимальную.

Обобщая сведения указанных выше авторов и других источников [4, 30, 39, 43, 55, 103], следует подчеркнуть, что с точки зрения агрономической науки и земледельческой практики существуют пять различных технологий обработки почвы: классическая (отвальная), безотвальная, минимальная, нулевая и комбинированная.

В классической технологии обработки почвы, а она является наиболее древней из всех технологий, в качестве основной обработки используют вспашку почвы с оборотом пласта, культивацию, как предпосевную обработку почвы, посев сельскохозяйственных культур с прикатыванием. Отвальная вспашка - самая энергоёмкая и трудоёмкая операция в технологии возделывания любой сельскохозяйственной культуры. В зависимости от природно - климатических условий отвальную вспашку проводят весной в конце марта-апреля (весновспашка) и осенью в октябре-ноябре после уборки урожая (зяблевая вспашка). Перед зяблевой вспашкой для рыхления верхнего слоя почвы, сохранения влаги, а также подрезания сорняков проводят лущение стерни.

Целый ряд отечественных и зарубежных учёных и исследователей считают [57], что механическая обработка почвы с оборотом пласта - это вмешательство в жизнь почвы, вызывающее разрушение её природного строения, нарушение водного, воздушного, пищевого и теплового режима. Помимо этого они отмечают, что при вспашке происходит образование так называемой «плужной подошвы», которая ухудшает проникновение и накопление воды в подпахотном слое и способствует развитию эрозионных процессов на склонах и застоя воды на равнине.

Практика и теоретические исследования показывают, что в районах, подверженных ветровой и водной эрозии, а также засухе вспашку с оборотом пласта можно заменить безотвальной обработкой, не снижая при этом урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур [30]. Безотвальная обработка - это глубокое рыхление почвы без оборачивания её слоёв. Её внедрение связано с работами академика Т.С. Мальцева, который предлагал проводить один раз в пять лет глубокое рыхление почвы различными плоскорежущими орудиями на глубину 30...40 см при ежегодной мелкой обработке, т. е. лущении и дисковании на глубину 10.12 см. После безотвальной обработки на поверхности поля сохраняется стерня, которая зимой задерживает снег, почва при этом промерзает меньше, следовательно она лучше поглощает талые воды.

Возрастающее механическое давление на почву вследствие возрастания массы агрегатов и частоты движения их по полю резко усилило деградацию почвы: плотность почвы и её сопротивление обработке резко возросли, содержание гумуса в почве за последние 60 лет снизилось на 25.30 % [103]. Эти и другие негативные явления выдвигают перед учёными и аграриями проблему минимали-зации обработки почвы [4], т. е. применить по терминологии зарубежных стран технологию Mini-Till. Основными путями минимализации являются: сокращение числа обработок вследствие выполнения их при оптимальном физическом состоянии почвы; уменьшение глубины обработки почвы при использовании агротехнически обоснованного чередования глубоких и поверхностных приёмов; совмещение ряда технологических операций за один проход агрегата; уменьшение площади обрабатываемой поверхности за счёт широкого использования пестицидов на остальной площади; использование движителей и орудий с минимальным удельным давлением на почву.

За последние десятилетия агрономическая наука Великобритании, Канады, Германии, Новой Зеландии, Венгрии и ряда других стран всё большее внимание уделяют вопросам так называемой нулевой обработки почвы [57]. Нулевая технология обработки почвы, известная за рубежом как технология No-Till - это система земледелия, при которой почва после уборки не обрабатывается, а поверхность

поля укрывается мульчей. Прямой посев при этом осуществляется в необработанную почву специальными агрегатами. Растительная мульча сокращает потери влаги на испарение, предохраняет почву от перегрева и защищает её от эрозии. Однако не следует забывать, что нулевая технология - это не просто отказ от отвальной вспашки, а современная сложная система земледелия, которая требует специальной техники и строгое соблюдение всех агротехнических требований. В Российской Федерации нулевая технология обработки почвы находится на стадии исследования и производственной проверки [80]. Альтернативой нулевой технологии обработки почвы No-Till в некоторых странах выступает так называемая технология Strip-Till, которая предусматривает обработку только узкой полосы сева (15...25 см) с образованием небольшого гребня. Около двух третей площади остаётся при этом не обработанной. В основном эта технология применяется под пропашные культуры.

Комбинированная технология обработки почвы предусматривает сочетание (чередование) описанных выше технологий во времени для предотвращения отрицательных последствий длительного отсутствия оборота пласта.

Статистика показывает, что из 1,5 млрд. га пашни, которой располагает наша планета, безотвальная обработка используется на 0,4 млрд. га, а нулевая - на 0,1 млрд. га, т.е. совокупно на 30% пахотных земель. В Европе удельный вес классической технологии обработки почвы составляет 70.75%, минимальной -20. 25%, нулевой - менее 5%.

Минимальная технология обработки почвы главным образом решает вопросы энерго и ресурсосбережения. Объёмы обработки почвы по этой технологии ежегодно возрастают. Согласно данным Яруллина Ф.Ф. [103] по этой технологии в Российской Федерации обрабатывается около 30 млн. га пашни, а в Республике Татарстан - более 1 млн. га.

Очевидно, что важнейшими условиями применения минимальной технологии обработки почвы должны быть высокий уровень общей культуры земледелия, строгое соблюдение технологической дисциплины, проведение полевых работ в оптимальные агротехнические сроки, правильное использование эффективных

гербицидов, применение достаточных доз минеральных удобрений. Непременное условие применения минимальной технологии обработки почвы - это чистота полей от многолетних сорняков.

1.2 Технологические аспекты поверхностной обработки почвы

Основными задачами поверхностной обработки почвы являются создание условий для качественного посева семян сельскохозяйственных культур, их нормального развития, сохранение влаги, заделка удобрений и борьба с сорняками. Термины и определения понятий, которые относятся к земледелию были регламентированы ГОСТ 16265 - 89, когда в нашей стране применялась в основном классическая технология обработки почвы. В настоящее время данный государственный стандарт действующий и гласит, что поверхностная обработка почвы -это обработка почвы различными орудиями на глубину до 8 см. Однако с внедрением в производство новых технологий обработки почвы различными ротационными машинами и орудиями, границы обработки поверхностного слоя почвы расширились и она проводится на глубину до 14.16 см.

При возделывании различных сельскохозяйственных культур применяются следующие приёмы поверхностной обработки почвы [30].

Лущение стерни. Оно обеспечивает рыхление, частичное оборачивание и перемешивание верхнего слоя почвы, а также подрезание сорняков на глубину от 4.5 до 15.16 см. Для лущения стерни применяют дисковые (ЛД -10, ЛДГ -10, ЛДГ-15) и лемешные (ППЛ - 10 - 25) орудия. Дисковые лущильники по сравнению с лемешными значительно производительнее, обрабатывают почвы на глубину от 5 до 12 см.

Дискование почвы проводится обычно на глубину до 10 см для крошения и частичного перемешивания почвы, а также подрезания сорняков. Полей, засорённых многолетними корневищными и корнеотпрысковыми сорняками обрабатывают на глубину до 15.16 см. Для дискования применяются орудия следующих марок: БДТ - 2,2; БДТ - 3, БДТ - 7, БДТ - 10, БДГ - 6, БДП - 3.

Культивация почвы. Это - рыхление и перемешивание почвы, также подрезание сорняков на глубину до 12.15 см. Культивация проводится различными орудиями как при сплошной, так и при междурядной обработке почвы. Для паровой, полупаровой и предпосевной обработки почвы применяют культиваторы КПС - 4, КПН - 4А, КСО - 4, КБМ - 14, КСН - 4, КШУ - 18. Для предпосевной обработки почвы применяются также комбинированные почвообрабатывающие агрегаты марки РВК - 3,0. В засушливых районах и на почвах подверженных эрозии применяют культиваторы - плоскорезы марок КПЭ -3,8; КПП - 2,2; КПШ -9 и штанговые культиваторы КШ - 3,6. Культивацию междурядий проводят специальными культиваторами марок КРН - 4,2; КРН - 2,8.

Боронование почвы. Оно обеспечивает рыхление, перемешивание и выравнивание поверхности почвы, а также частичное уничтожение проростков и всходов сорняков. Наиболее часто боронование применяется весной для рыхления заплывающей и уплотнившейся поверхности почвы. При отвальной системе обработки почвы используют зубовые бороны марок БЗСС - 1,0; БЗТС - 1,0; 3БП - 0,6 А. На почвах подверженных эрозии и по стерневому фону применяют игольчатые бороны типа БИГ - 3. Для послепосевного боронования применяют бороны сетчатые облегченные марки БСО - 4.

Прикатывание почвы проводится для уплотнения и выравнивания поверхности поля, а также дробления глыбистой части почвы. Уплотнение улучшает контакт семян с почвой и ускоряет их прорастание. Для прикатывания почвы применяют кольчато-шпоровые катки 3ККШ - 6. Перед посевом и после посева мелкосемянных культур применяют гладкие водоналивные катки 3КВГ - 1,4.

Учитывая, что предлагаемое ротационное орудие на практике апробировано нами в качестве бороновального орудия, остановимся на этот вид поверхностной обработки почвы более подробно. Лучшее крошение и перемешивание почвы достигается только в том случае, когда её боронуют при влажности 50.70% полной влагоёмкости. На проведение данной технологической операции предъявляются следующие агротехнические требования.

1. Равномерное рыхление почвы на глубину до 4.8 см, допустимое отклонение от заданной глубины не должно превышать + 1 см.

2. Размеры комков после боронования должны быть не более 30. 50 мм.

3. Поверхность поля должна быть выровненной, высота гребней должна быть не более 3.4 см.

4. Перекрытие проходов должно быть не более 10.15 см.

5. Участки на склонах необходимо обработать поперёк или под небольшим углом (5.6°) к направлению склона.

6. Скорость движения агрегатов не должна превышать 12 км/ч.

Следовательно, качество боронования оценивается по глубине рыхления,

выровненности поверхности и комковатости почвы. Глубину рыхления измеряют погружением в почву мерной линейки до плотной подошвы в 15.20 местах по диагонали участка. Выровненность поверхности почвы определяют также при помощи мерной линейки, при этом высота гребней не должна превышать 3. 4 см. Для оценки комковатости на обработанную поверхность в 15.20 местах по диагонали участка накладывают рамку с площадью 1 кв. м и подсчитывают комки размером больше 30.50 мм. Их количество не должно превышать 3 - 4 шт. на один квадратный метр.

1.3 Краткие сведения о физико - механических и технологических свойствах почвы

Проектирование почвообрабатывающих машин и орудий невозможно без учёта физико-механических и технологических свойств почвы. Эти свойства хорошо изучены и представлены во многих источниках [35, 56, 65, 69, 98].

Почва является многофазной дисперсной средой, состоящей из твёрдых частиц, воды, воздуха и живых организмов, перемешанных между собой в различных соотношениях. В зависимости от размеров твёрдые частицы почвы подразделяются на каменистые и мелкозём. Каменистыми включениями называются пер-

вичные частицы размером 1 мм и более. Мелкозём делится на две фракции: физический песок (частицы более 0,01 мм) и физическую глину (частицы менее 0,01 мм). По количеству физической глины различают почвы глинистые (более 50 % физической глины), суглинистые (20.50 % физической глины), супесчаные (10.20% физической глины) и песчаные (менее 10 % физической глины).

Для оценки почвы, обработанной различными орудиями введён коэффициент структурности, который вычисляется по формуле:

К = т0 / т , (1.1)

где т0 , т - массы агрегатов с размером 0,25.7 мм и остальной части почвы соответственно.

При механической обработке разрушение почвы до частиц меньше 0,25 мм не допускается.

Пористость почвы учитывает объём всех пор, заполненных водой или воздухом. Она определяется отношением всех пор к общему объёму почвы. Различают некапиллярные и капиллярные поры. Некапиллярные поры - это промежутки между почвенными частицами и отдельными структурными комочками. Они не задерживают дождевые воды. Капиллярные поры пронизывают преимущественно структурные частицы и комочки, хорошо задерживают дождевую воду. По капиллярам поднимаются грунтовые воды.

Плотностъ почвы - отношение массы абсолютно сухой почвы с ненарушенным сложением к её объёму. У культурной пашни плотность равна

3 3

1,0.1,1 г /см . Плотность минералов, образующих почву, равна 2,4.2,8 г /см , твёрдой фазы почвы - 2,4.2,7 г/см3, а перегноя - 1,2.1,4 г/см3. Подпахотные горизонты имеют плотность 1,4.1,6 г/см .

Твёрдость почвы - её способность сопротивляться вертикально приложенной силе при разрезании, расклинивании или сдавливании. Твёрдость определяется специальными приборами, которые имеют наконечники - плунжеры, выполненные в виде конуса, клина, цилиндра, диска и шара с малой площадью основания. Приборы снабжаются самописцами, которые вычерчивают при внедрении

плунжеров в почву отдельные диаграммы, согласно которым определяют твёрдость по формуле:

Р = к к / (1.2)

где к - средняя ордината диаграммы, см; к - жёсткость пружины, Н/см; 5 - площадь основания плунжера, см 2.

Средняя твёрдость суглинистых почв на глубине 0.10 см равна 0,5 МПа, супесчаных почв - 1 МПа, чернозёма - 0,8 МПа, а глинистых почв - 1,5 МПа. При глубине 30.40 см средняя твёрдость этих почв больше и соответственно равны 0,7; 1,2; 1,0; 1,7 МПа [71]. К сведению, 1 МПа = 10 кгс/см2.

Влажность почвы определяется наличием в ней воды в свободном и связанном состоянии и является одним из основных факторов, определяющих качество обработки почвы и расход энергии. При оптимальной влажности структурная почва легко и хорошо крошится. Такое состояние почвы называют физической спелостью. О количестве воды в почве судят по величине абсолютной влажности, определяемую по формуле:

Ж = 100 (т: - т2) / т2 , (1.3)

где т: , т2 - соответственно масса пробы влажной и сухой почвы.

Состояние физической спелости у песчаных почв соответствует абсолютной влажности 12.15 %, суглинистых - 12.22 %, чернозёмов - 17.30 %.

Способность почвы к крошению выражается отношением массы комков размером меньше 50 мкм к общей массе почвы в пробе, выраженным в процентах. Идеальной считается такая обработка почвы, когда на глубине заделки семян её составные части достигают размеров 0,25.7 мм, а ниже этого слоя объёмная масса составляет 1,1 ± 0,1 г /см .

Липкость почвы - это способность её частиц прилипать к различным поверхностям, а также склеиваться. Она зависит главным образом от её механического состава (дисперсности), влажности, материала рабочей поверхности и удельного давления. С увеличением дисперсности липкость почв возрастает, поэтому глинистые почвы более липкие, чем песчаные. Липкость начинает прояв-

ляться лишь при определённой влажности почвы. Для структурных почв, например, она проявляется при влажности 60.70 %.

Коэффициент трения характеризует фрикционные свойства почвы. Различают трение двух видов: внешнее и внутреннее. Внешнее трение - это трение рабочих органов почвообрабатывающих машин о почву. Оно характеризуется коэффициентом трения скольжения. Коэффициент трения скольжения стальной поверхности рабочих органов о почву зависит в основном от механического состава почвы и её влажности и для различных типов почвы колеблется от 0,25 до 0,90. Внутреннее трение - это трение частиц почвы между собой, поскольку в процессе механической обработки частицы почвы неизбежно перемещаются относительно друг друга. Оно характеризуется коэффициентом внутреннего трения.

Сопротивление почвы деформациям характеризует прочностные свойства почвы. Например, опытные данные прочностных свойств для глинистого чернозёма при абсолютной влажности 20 % следующие: временное сопротивление на

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гайнутдинов Рамиль Халилович, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абаев, В.В. Параметры технологического процесса обработки почвы дисковым почвообрабатывающим орудием: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 /В.В. Абаев. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2004. - 150 с.

2. Абдрахманов, Р.К. Машины и орудия для междурядной обработки почвы (Конструкция, теория, расчет, эксплуатация) / Р.К. Абдрахманов. - Казань: Казанский ГАУ, 2001. - 147 с.

3. Акимов, А.П. Повышение эффективности работы ротационных рабочих органов и колёсных движителей мобильных машин в системе «Движители -опорная поверхность»: дисс. ...докт. техн. наук: 05.20.01 / А.П. Акимов. -Чебоксары, 2005. - 487 с.

4. Аллен, Х.П. Прямой посев и минимальная обработка почвы: пер. с английского М.Ф. Пушкарёва / Х.П. Аллен. - М: Агропромиздат, 1985. - 208 с.

5. А. с. 586859 СССР, МКИ А01В 49/02. Комбинированное почвообрабатывающее орудие / И.М. Панов, Ю.А. Кузнецов, В.А. Юзбашев, В.В. Труфанов, П.М. Гильштейн, З.Г. Сонис, Э.В. Блоштейн (СССР); Опубл. 05.01.1978, Б.И. № 1.

6. А. с. 2117419 СССР, МКИ А01В 7/00. Почвообрабатывающее орудие / А.Ф. Жук, (СССР); Опубл. 20.08.1998, Б.И. № 23.

7. А. с. № 1501939 СССР, А01В 49/02. Комбинированное почвообрабатывающее орудие / А.Ф. Жук, А.П. Спирин, Ю.П. Каюшников, (СССР); Опубл. 23.08.1989, Б. И. № 31.

8. А. с. № 938769 СССР, А01В 33/02. Рабочий орган почвообрабатывающего орудия / А.Я. Логвиненко, С.М. Сидоренко, (СССР); Опубл. 30.06.1982, Б. И. № 24.

9. А. с. 1662377 СССР, МКИ А01В 49/02. Комбинированное почвообрабатывающее орудие / Л.Э. Попов, О.С. Марченко, В.В. Бычков, Н.Н. Харенко, В.Н. Вершинин (СССР); Опубл. 15.07.1991, Б.И. № 26.

10. Бурченко, П.Н. Механико-технологические основы почвообрабатывающих машин нового поколения / П.Н. Бурченко. - М.: ВИМ, 2002. - 212 с.

11. Бермант, А.Ф. Краткий курс математического анализа / А.Ф. Бермант, И.Г. Араманович. - Санкт-Петербург: «Лань», 2005. - 735 с.

12. Гайнутдинов, Р.Х. Ротационное орудие для поверхностной обработки почвы с эллипсовидными дисками / Р.Х. Гайнутдинов, С.М. Яхин, И.И. Алиакберов, // Вестник Казанского ГАУ. - 2016. - № 2 (40). - с. 64 - 67.

13. Гайнутдинов, Р.Х. Обоснование параметров ротационного орудия с эллипсовидными дисками / Р.Х. Гайнутдинов // Вестник Казанского ГАУ. - 2017. - № 1 (43). - с. 71 - 75.

14. Гайнутдинов, Р.Х. Обоснование угла наклона эллипсовидного диска / Р.Х. Гайнутдинов, С.М. Яхин // Материалы международной научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса Казанского ГАУ. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2016г. - с. 181 - 184.

15. Гайнутдинов, Р.Х. Дисковое орудие для поверхностной обработки почвы / Р.Х. Гайнутдинов, С.М. Яхин // Материалы международной научно-практической конференции Казанского ГАУ. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2016. - с. 48 - 51.

16. Габаев, А.Х. Конструктивно-технические решения повышения эффективности работы сеялки в условиях повышенной влажности: дисс. . канд. техн. наук: 05.20.01 / А. Х. Габаев. - Нальчик: КБГАУ, 2017- 143 с.

17. Горячкин, В.П. Собрание сочинений / В.П. Горячкин // Том 1. - М.: Колос, 1968. - 720 с.

18. Гайнутдинов, Р.Х. Результаты экспериментальных исследований по определению тягового сопротивления эллипсовидного диска / Р.Х. Гайнутдинов, С.М. Яхин // Материалы международной научно-практической конференции Института механизации и технического сервиса Казанского ГАУ.- Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018. - с. 78 - 81.

19. Гайнутдинов Р.Х. Определение угла резания почвы и угла заточки эллипсовидного диска / Р.Х. Гайнутдинов, С.М. Яхин, Г.В. Пикмуллин // Труды региональной научно-практической конференции. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2018. - с. 42 - 47.

20. ГОСТ 23728-88, ГОСТ 23730-88 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 26 с.

21. ГОСТ 24057-80. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно - технологической оценки на этапе испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1980. - 14 с.

22. Голубев, Д.А. Обоснование параметров и режимов работы комбинированной бороны для предпосевной обработки почвы под мелкосемянные культуры: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Д.А. Голубев. - Тверь: Тверская ГСХА, 2010. - 224 с.

23. Доценко, А.Е. Совершенствование технологического процесса глубокой обработки почвы за счёт разработки комбинированного рабочего органа : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 / А.Е. Доценко. - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2017. - 166 с.

24. Ермолко, Е.В. Разработка и обоснование параметров рабочего органа геликоидального типа для поверхностной обработки почв: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Е.В. Ермолко. - Рязань: Рязанский СХИ, 1989. - 24с.

25. Жук, А.Ф. Кинематическое исследование и обоснование параметров самоочищающихся наклонно-дисковых секций / А.Ф. Жук // Техника в сельском хозяйстве. - 2010, № 6. - с. 3 - 6.

26. Зиганшин, Б.Г. Теоретическое обоснование диаметра эллипсовидного диска ротационного орудия для поверхностной обработки почвы / Б.Г. Зиганшин, С.М. Яхин, Р.Х. Гайнутдинов // Вестник Башкирского ГАУ. - 2017. - № 2 (42). - с. 71 - 74.

27. Инаекян, С.А. Научные основы повышения эффективности почвообрабатывающих машин для предпосевной обработки почвы: монография / С.А. Инаекян. - М.: ВИСХОМ, 1992. - 115 с.

28. Канарёв, Ф.М. Ротационные почвообрабатывающие машины и орудия / Ф.М. Канарёв. - М.: Машиностроение, 1983. - 142 с.

29. Курдюмов, В.И. Теоретическое обоснование диаметра плоского диска рабочего органа гребневой сеялки / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин, И.А. Шаронов // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2016, - № 1. - с. 152 - 156.

30. Клёнин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Н.И. Клёнин, В.А. Сакун. - М.: Колос, 1994. - 751 с.

31. Козырев, Б. М. Почвообрабатывающие машины с коноидальными ротационными рабочими органами: монография / Б.М. Козырев. - Казань: Издательство Казанского государственного университета, 2001. - 328 с.

32. Козырев, Б. М. Разработка и совершенствование ротационных рабочих органов машин для поверхностной обработки почвы: автореферат дисс. . канд. техн. наук: 05.20.01/ Б.М. Козырев. - М.: 1999. - 25 с.

33. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - М.: Наука, 1973. - 138 с.

34. Кукта, Г.М. Испытания сельскохозяйственных машин / Г.М. Кукта. - М.: Машиностроение, 1964. - 284 с.

35. Капустин, А.Н. Основы теории и расчёта машин для основной и поверхностной обработки почв, посевных машин и машин для внесения удобрений / А.Н. Капустин. - Томск: Томский политехнический университет, 2013. - 134 с.

36. Кинематика эллипсовидного диска ротационного орудия для поверхностной обработки почвы / Р.Х. Гайнутдинов, С.М. Яхин, И.И. Алиакберов, Г.В. Пикмуллин // Техника и оборудование для села. - 2016. - № 8 (230). - с. 10 - 14.

37. Казаков, Ю.Ф. Обоснование типоразмеров ряда ротационных почвообрабатывающих рабочих органов на базе дернинного бороздовскрывателя с эллиптическими лопастями: автореферат дисс. .докт. техн. наук: 05.20.01 / Ю.Ф. Казаков. - Чебоксары: Чувашская ГСХА, 2005. - 44 с.

38. Кобяков, И.Д. Механико - технологические основы работы шестиугольных дисковых рабочих органов почвообрабатывающих орудий: автореферат дисс. .докт. техн. наук: 05.20.01 / И.Д. Кобяков. - Новосибирск: ГНУ СибИМЭ, 2013. - 39 с.

39. Классическая технология обработки почвы. Сайт для фермеров. - Режим доступа http://agropost.ru / rastenievodstvo ^ет^еНе (Дата обращения 21.06.2016).

40. Коршун, В.Н. Роторные рабочие органы лесохозяйственных машин: Механика взаимодействия с предметом труда / В.Н. Коршун. - Красноярск: Сиб ГТУ, 2004. - 272 с.

41. Кузьмич, Л.С. Эллиптические функции. Эллиптические интегралы: Алгоритмы точного решения / Л.С. Кузьмич. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013 . - 48 с.

42. Кислов, А.А. Ротационное орудие с игольчатыми рабочими органами для ухода за посевами сельскохозяйственных культур / А.А. Кислов, А.Ф. Кислов // Вестник Краснодарского ГАУ. - 2007. - № 5. - с. 150 - 152.

43. Листопад, Г. Е. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины /Г.Е. Листопад. - М.: Агропромиздат, 1986. - 546 с.

44. Лещанкин, А.И. Теоретические основы ротационных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми поверхностями / А.И. Лещанкин. - Саратов: Саратовский ГАУ, 1986. - 208 с.

45. Матяшин, Ю.И. Расчёт и проектирование ротационных почвообрабатывающих машин / Ю.И. Матяшин, И.М. Гринчук, Г.М. Егоров. - М.: Агропромиздат, 1988. - 174 с.

46. Мазитов, Н.К. Комбинированные почвообрабатывающие агрегаты / Н.К. Мазитов. - Казань: Таткнигоиздат, 1984. - 152 с.

47. Максимов, И.И. Прогнозирование эрозионных процессов, техника и технология для обработки склоновых земель: дисс. ...докт. техн. наук: 05.20.01 / И.И. Максимов. - Чебоксары, 1996. - 359 с.

48. Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников. - Л.: Колос, 1980. - 168 с.

49. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно - конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. - М.: Колос, 1983. -149 с.

50. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - М.: Минсельхоз России, 1998. - 219 с.

51. Методические рекомендации по топливно-энергетической оценке сельскохозяйственной техники, технологических процессов и технологий в растениеводстве / В.А. Токарев, В.Н. Бражушков и др. - М.: ВИМ. 1989. - 60 с.

52. Макаров, П.И. Научные основы технологий и ротационных машин для гладкой обработки почвы: автореферат дисс. ...докт. техн. наук: 05.20.01 / П.И. Макаров. - М.: ВИМ, 2000. - 48 с.

53. Медведев, В.И. Основы проектирования и расчёта машинных агрегатов с рабочими органами - движителями: автореферат дисс. .докт. техн. наук: 05.20.01 / В.И. Медведев. - Саратов, 1977. - 32 с.

54. Мударисов, С.Г. Повышение качества обработки почвы путём совершенствования рабочих органов машин на основе моделирования технологического процесса: дисс. .докт. техн. наук: 05.20.01 / С.Г. Мударисов. - Челябинск, 2007. - 360 с.

55. Мазитов, Н.К. Почва и машины / Н.К. Мазитов. - Казань: Таткнигоиздат, 1988. - 104 с.

56. Медведев, В.В. Твёрдость почв / В.В. Медведев. - Харьков: Изд - во «Городская типография», 2009. - 152 с.

57. Минимализация обработки почвы. Агротехнологии. - Режим доступа http: //struktura-tex.ru / agrotech (Дата обращения 21.06.2016).

58. Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. - М.: ВИМ, 1995. - 96 с.

59. Нартов, П.С. Дисковые почвообрабатывающие орудия / П.С. Нартов. -Воронеж: Воронежский университет, 1972. - 185 с.

60. ОСТ 10218-2001. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки.- М.: Минсельхоз России, 2001. - 36с.

61. OCT 70.2.15-73. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. - М.: Союзсельхозтехника, 1974. - 24 с.

62. ОСТ 70.2.2-73. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. - М.: Союзсельхозтехника, 1974. - 23 с.

63. OCT 70.2.2-2002. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. - М.: Минсельхоз России, 2002. - 24с.

64. Патент 2209535 РФ, МПК А01В 23/06 Ротационный рабочий орган / О.Б. Иванов, (РФ) - 201133258/13; Опубл. 10.08.2003.

65. Панов, И.М. Физические основы механики почв / И.М. Панов, В.И. Ветохин. - Киев: Феникс, 2008. - 266 с.

66. Патент № 2117419 РФ, МПК А01В 7/00, А01В 21/08. Почвообрабатывающее орудие / А.Ф. Жук, (РФ); Опубл. 20.08.1998.

67. Патент № 2652819 РФ, МПК А01В 23/00. Дисковое орудие для поверхностной обработки почвы / С.М. Яхин, И.И. Алиакберов, Р.Х. Гайнутдинов, (РФ); Опубл. 03.05.2018, Бюлл. № 13.

68. Падальцин, К.Д. Снижение энергозатрат и повышение качественных показателей поверхностной обработки почвы комбинированием рабочих органов культиватора: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / К.Д. Падальцин. - Ставрополь: Ставропольский ГАУ, 2015. - 128 с.

69. Полевые исследования свойств почв / М.А. Мазиров, Е.В. Шеин, А.А. Корчагин, Н.И. Шушкевич, А.В. Дембовецкий. - Владимир: ВлГУ, 2012. - 72 с.

70. Панов, И.М. Механико-технологические основы расчёта и проектирования машин с ротационными рабочими органами: дисс. ...докт. техн. наук: 05.20.01 / И.М. Панов. - М.: ВИСХОМ, 1983. - 432 с.

71. Протокол испытаний № 11 - 18 - 13 (4020302) от 11.11.2013 / Северо -Кавказская государственная зональная МИС, Зерноград, 2013. - 52 с.

72. Патент № 2395183 РФ, МПК А01В 21/00 Почвообрабатывающее орудие / Р.Г. Юнусов, Г.В. Пикмуллин, Г.Г. Булгариев, (РФ); Опубл. 27.07.2010, Бюлл. № 21.

73. Патент № 2400035 РФ, МПК 7 А 01 В 35/16 Лущильник ротационный / А.Р. Валиев, Ф.Ф. Яруллин, П.И. Макаров, Р.Г. Сафиуллин, (РФ); Опубл. 27.09.2010, Бюлл. № 27.

74. Патент № 2433582 РФ, МПК 7 А 01 В 15/16, 23/06 Рабочий орган почвообрабатывающего орудия / А.Р. Валиев, П.И. Макаров, Ф.Ф. Яруллин, Н.Н. Хами-дуллин, (РФ); Опубл. 20.11.2011, Бюлл. № 32.

75. Патент № 2442304 РФ, МПК 7 А 01 В 79/02 Комбинированное почвообрабатывающее орудие / А.Р. Валиев, П.И. Макаров, Ф.Ф. Яруллин, Н.Н. Хамидул-лин, (РФ); Опубл. 20.02.2012, Бюлл. № 5.

76. Редкокашин, А.Н. Обоснование конструктивно-технологических параметров работы дисковой бороны с рабочими органами типа «качающаяся шайба» в условиях Приморского края: автореферат дисс. . канд. техн. наук: 05.20.01 / А.Н. Редкокашин. - Благовещенск: Дальневосточный ГАУ, 2013. - 15 с.

77. Рахимов, И.Р. Методика тензометрирования почвообрабатывающих машин с использованием мини ЭВМ / И.Р. Рахимов, К.А. Тарасов // Тезисы докладов научно-технической конференции. - Челябинск: ЧГАУ, 2001. с. 14-17.

78. Рахимов, Р.С. Повышение эффективности технологического процесса работы противоэрозионных почвообрабатывающих машин: дисс. . докт. техн. наук: 05.20.01 / Р.С. Рахимов. - Челябинск, 1990. - 434 с.

79. Радченко, Ю. Г. Способ определения тягового сопротивления сельскохозяйственных машин и орудий в условиях эксплуатации : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.03 / Ю.Г. Радченко. - Новосибирск, 1984. - 216 с.

80. Сохт, К.А. Дисковые бороны и лущильники / К.А. Сохт, Е.И. Трубилин, В.И. Кисилев. - Краснодар: Кубанский ГАУ, 2014. - 164 с.

81. Справочное пособие для обработки материалов инженерно-геологических изысканий. - М.: Издательство ДАР / ВОДГЕО, 2005. - 94 с.

82. Система земледелия Республики Татарстан: Общие аспекты системы земледелия / Габдрахманов И.Х., Файзрахманов Д.И., Валиев А.Р., Сафин Р.И. и др. Часть 1. - Казань: Центр инновационных технологий, 2013. - 168 с.

83. Сахапов, Р.Л. Механико-технологическое обоснование параметров ресурсосберегающих культиваторов: дисс. . докт. техн. наук: 05.20.01 / Р.Л. Сахапов. - Казань, 2002. - 381 с.

84. Справочник инженера-механика сельскохозяйственного производства / Нунгезер В.В., Лачуга Ю.Ф. и др. Часть 1. - М: ФГБУ «Росинформагротех», 2011. - 372 с.

85. Современные ресурсосберегающие технологии / С.С. Небышинец, Н.Г. Бачило, Л.А. Булавин, Н.Е. Мурашко, А.П. Гвоздов, Д.Г. Симченков. - Режим доступа http: // agrosbornik.ru (Дата обращения 23.06.2016).

86. Соколова, Л.С. Минимальная обработка почвы - вопросы социально-ориентированного моделирования технологических процессов / Л.С. Соколова // Современные исследования социальных проблем, 2012, № 7(15).

87. Союнов, А.С. Обоснование параметров дисковых рабочих органов почвообрабатывающих орудий: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / А.С. Союнов. -Омск: ГНУ СибИМЭ, 2011. - 135 с.

88. Смирнов, М.П. Обоснование параметров бесприводного ротационного рабочего органа почвообрабатывающего адаптера к сеялкам для пропашных культур: автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / М.П. Смирнов. - Чебоксары: Чувашская ГСХА, 2012. - 19 с.

89. Сохт, К.А. Машинные технологии возделывания зерновых культур: автореферат дисс. ...докт. техн. наук в виде научного доклада: 05.20.01 / К.А. Сохт. -Краснодар, 2002. - 59 с.

90. Синеоков, Г.Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г.Н. Синеоков, И.М. Панов. - М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

91. Типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве. - М.: РосНИИагропром, 2002. - 416с.

92. Теория, конструкция и расчёт сельскохозяйственных машин / Е.С. Босой, О.В. Верняев, И.И. Смирнов, Е.Г. Султан - Шах. - М.: Машиностроение, 1978. - 568 с.

93. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики / С.М.Тарг. - М.: Наука, 1963. - 480с.

94. Теоретические основы формирования агротехнологической политики применения нулевых и поверхностных обработок почвы под зерновые культуры для

модернизации земледелия / Г.Н. Черкасов, И.Г. Пыхтин, А.В. Гостев, Л.Б. Нитченко, В.А. Плотников, Г.П. Ильин, Н.П. Гапонова. - Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2012. - 81 с.

95. Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов / В.И. Феодосьев. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 592 с.

96. Храмцов, С.С. Разработка конструктивно-технологической схемы энергосберегающего почвозащитного орудия для основной и поверхностной обработки почвы: автореферат дис. .канд. техн. наук: 05.20.01 / С.С. Храмцов. - Киров, 2009. - 24 с.

97. Чаткин, М.Н. Повышение эффективности функционирования комбинированных почвообрабатывающих машин с ротационными активными рабочими органами: дисс. ...докт. техн. наук: 05.20.01 / М.Н. Чаткин. - Саранск, 2008. - 459 с.

98. Чумаков, В.Г. Технологические основы механической обработки почвы /

B.Г. Чумаков. - Курган: Курганская ГСХА, 2014. - 42 с.

99. Шишлов, С.А. Повышение эффективности предпосевной подготовки почвы и посева сои в условиях Приморского края: дисс. ... докт. техн. наук: 05.20.01 /

C.А. Шишлов. - Благовещенск: Дальневосточный ГАУ, 2015. - 305 с.

100. Шимкович, А.А. Механика / А.А. Шимкович. - Минск: Высшая школа, 1969. - 384 с.

101. Юнусов, Г.С. Технологии и технические средства поверхностной обработки почвы: Научное издание / Г.С. Юнусов. - Йошкар - Ола, 2006. - 328 с.

102. Яцук, Е.П. Ротационные почвообрабатывающие машины / Е.П. Яцук, И.М. Панов, Д.Н. Ефимов. - М.: Машиностроение, 1971. - 255 с.

103. Яруллин, Ф.Ф. Разработка и обоснование параметров ротационного орудия для поверхностной обработки почвы: дисс. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Ф.Ф. Яруллин. - Казань: Казанский ГАУ, 2015. - 191 с.

104. Яхин, С.М. Ротационная борона с эллипсовидными дисками / С.М. Яхин, Р.Х. Гайнутдинов, Р.Х. Марданов //Сельский механизатор. - 2017. - № 6. - с.8 - 9.

105. Piotr, F. B. Selected problems of soil tillage systems and operations / Piotr F.

Borowski, Marek Klimkiewicz, Malgorzata Powalka. - Warsaw: WEMA. Warsaw University of Life Sciences, 2010. - 133 p.

106. Soehne, W Aspects of tillage / W. Soehne // Canadian Journal of Agricultural Engineering, 1963. - № 5(1). - pp. 2-3.

107. Srivastava, Ajit K. Soil tillage / Srivastava, Ajit K., Carroll E. Goering, Roger P. Rohrbach, Dennis R. // Chapter 8 in Engineering Principles of Agricultural Machines. - 2nd ed. - St. Joseph, Michigan: ASABE, 2006. - pp.169-230.

ПРИЛОЖЕНИЯ

АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в высших учебных заведениях

Заказчик_ООО «Агрокомплекс Ак Барс»_

(наименование организации)

_Шайдулла Имамович Салахов_

(Ф.И.О. руководителя оргнми ¡¡шип)

Настоящим актом подтверждается, что результаты работы_

Ротационное орудие для поверхностной обработки почвы_

(наименование темы, № гос.рсгистрацин)

выполненной на кафедре общеинженерные дисциплины ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет»_

(наименование вуза, 11ИИ, КБ)

стоимостью 175000 (сто семьдесят пять тысяч руб. 00 коп.) рублей выполненной в 2016-2017 гг. внедрены в производство ООО «Агрокомплекс Ак Барс»

(наименование предприятия, где осуществлялось внедрение)

1. Вид внедренных результатов Техническая и технологическая документация на изготовление ротационного орудия для поверхностной обработки почвы.

(эксплуатация (изделий, работы, технологии); производство (изделий, работы, технологии); функционирование (систем))

2. Характеристика масштаба внедрения_единичное_

(уникальное, единичное, партия, .массовое, серийное)

3. Форма внедрения: передачи документации и использование ее в изготовлении ротационного орудия для поверхностной обработки почвы Методика (метод) Рекомендации, техническая документация

4. Новизна результатов научно-исследовательских работ: принципиально

НОВЫе (пионерские, принципиально новые, качественно новые, модификации, модернизация, модернизация старых разработок)

5. Опытно-промышленная проверка август-сентябрь 2017 года в условиях ООО «Агрокомплекс Ак Барс»_______

(указать номер и дату акгов испытаний, наименование предприятий, период)

«утверждаю»

1<тор по научной работе

Казанского ГАУ

1\Валисв

«20» мая 2017 г.

АКТ

лабораторных исследований экспериментальных рабочих органов ротационного орудия

Комиссия в составе председателя руководителя УДЦ ИМ и ТС доцента Семушкина Н.И. и членов: директора ИМ и ТС Казанского ГАУ д.т.н., профессора Яхина С.М., к.т.н., доцента Казанского ГАУ Булгариева Г.Г., к.т.н., доцента Казанского ГАУ Пикмуллина Г.В. и ст.преп.(соискателя) Казанского ГАУ Гайнутдинова Р.Х. составили настоящий акт о том, что с учетом результатов теоретических исследований проведены лабораторные исследования эллипсовидных рабочих органов в почвенном канале УДЦ ИМ и ТС Казанского государственного аграрного университета в мае 2017 года.

Исследования проведены на среднесуглинистой почве. Влажность слоя почвы 0...0,13 м составила20...21 %, плотность- 1,10...1,21 г/см3.

При этом исследовались влияние следующих параметров: диаметра диска, угла наклона диска на тяговое усилие при различных значениях глубины хода рабочего органа и скорости его движения.

Экспериментальные исследования показали, что для снижения энергоемкости рыхления почвы оптимальное значение диаметра диска должно соответствовать условию: Б > 0,402 м, а оптимальное значение угла наклона эллипсовидного диска к оси вращения должно быть больше 39°...57°.

Председатель комиссии:

к.т.н.,доцент

Члены:

д.т.н., професс< к.т.н., доцент к.т.н., доцент соискатель

Семушкин Н.И.

Яхин С.М. Булгариев Г.Г. Пикмуллин Г.В. Гайнутдинов Р.Х.

об использовании (внедрении) рабочих органов ротационного орудия в учебном процессе кафедры «Машины и оборудования в агробизнесе»

Мы, директор Института механизации и технического сервиса ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ», д.т.н., профессор С.М. Яхин, и. о. заведующего кафедрой «Машины и оборудование в агробизнесе» к.т.н., доцент Д.Т. Халиуллин, к.т.н., доцент кафедры «Машины и оборудование в агробизнесе» Г.Г. Булгариев, к.т.н., доцент кафедры «Общеинженерные дисциплины» Г.В. Пикмуллин и старший преподаватель Р.Х. Гайнутдинов составили настоящий акт о том, что рабочие органы

почвообрабатывающего орудия внедрены в учебном процессе Института механизации и технического сервиса ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ».

Эллипсовидные диски ротационной бороны используются студентами в учебном процессе, обучающимися по направлениям подготовки: 35.03.06 - «Агроинженерия».

Директор Института механизации и технического сервиса ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ», д.т.н., профессор

и. о. заведующего кафедрой «Машины и оборудование в агробизнесе», к. т.н., доцент

С.М. Яхин

Д.Т. Халиуллин

Результаты тарировки тензометрических мостов

Тензометрический мост 1 канала

№№ Наименование Нагрузка Б, Н

100 200 300 400 500

1 Сигнал, мВ 0,114 0,216 0,320 0,441 -

2 0,116 0,219 0,320 0,443 -

3 0,115 0,218 0,322 0,444 -

Математическое ожидание 0,115 0,218 0,321 0,443 -

Ошибки -

- абсолютн. 0,001 0,002 0,001 0,002 -

- относит., % 0,87 0,76 0,31 0,45 -

Тензометрический мост 2 канала

1 Сигнал, мВ 0,117 0,218 0,341 0,449 -

2 0,118 0,217 0,346 0,446 -

3 0,120 0,220 0,338 0,450 -

Математическое ожидание 0,118 0,218 0,342 0,448 -

Ошибки -

- абсолютн. 0,002 0,002 0,004 0,002 -

- относит., % 1,69 0,92 1,17 0,45 -

Тензометрический мост 3 канала

1 Сигнал, мВ 0,0303 0,0602 0,0904 0,1205 0,1501

2 0,0305 0,0608 0,0907 0,1203 0,1502

3 0,0303 0,0605 0,0905 0,1205 0,1504

Математическое ожидание 0,0304 0,0605 0,0905 0,1204 0,1502

Ошибки -

- абсолютн. 0,0001 0,0003 0,0002 0,0001 0,0002

- относит., % 0,33 0,50 0,22 0,08 0,13

Тарировочный график 1 канала ИИС

ц пи П/ Т ■

ЦчЭ

Ц4 ■ 035■

ЦЗ ■ Ц25- П7 -

Ц* ПК ■

цо 01 ■ ПП5 ■

и 100 200 300 400 Р.Н

Тарировочный график 2 канала ИИС

и мй

045 0,4 ■ 0,350,3 ■ 0,250,20,150,1 ■ 0,050 •

100 200 300 400 Р. И

Тарировочный график 3 канала ИИС

и мВ

0,14 0,12 0,1 ■ 0,080,060,040,020 ■

100 ' 200 ' 300 ' 400 ' 500 Р.Н

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

(19)

RU

пи

2 652 819 13 С2

(51 I МПК

А01В 23/00 (2006.011 А01В49/02 0006.0!) А01В 21/08 ( 2006.01)

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

^ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(52) СПК

АО ¡В 23/0012006.01): А01В 49/02 (2006.01): А01В 21/08 (2006.01)

(N

О

<Т>

со см m

СП

см

D

СИ

(21 )(22) Заявка: 2016116171. 25.04.2016

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 25.04.2016

Дата регистрации: 03.05.2018

Приоритет! ы):

(22) Дата подачи заявки: 25.04.2016

(43) Дата публикации заявки: 30.10.2017 Бюл.№31

(45) Опубликовано: 03.05.2018 Бюл. № 13

Адрес для переписки:

420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 65. ФГБОУ ВСГКазанский ГАУ", отдел научных исследований и инноваций

(72) Автор! ы):

Яхин Сергей Мирбатович (Ии), Алиакберов Ильфат Ирфанович (1Ш), Гайнутдинов Рамиль Халилович (1Ш)

(73) Патентообладатель!!!): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) (1Ш)

(56)Список документов, цитированных вотчете о поиске: 1Ш 89920 Ш, 27.12.2009.1Ш 2064744 С1, 10.08.1996.1Ш 2197800 С2, 10.02.2003. ИЕ 3229232 А, 23.02.1984. Яи 2209535 С1, 10.08.2003. РЛ 2687535 А1, 27.08.1993.

(54) ДИСКОВОЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

(57) Формула изобретения

1. Дисковое орудие для поверхностной обработки почвы, содержащее раму и по меньшей мере две батареи с рабочими органами, а также цепную передачу для синхронизации работы батарей, отличающееся тем. что рабочие органы батарей выполнены эллипсовидными, жестко закрепленными на валу, причем большие оси эллипсов наклонены к оси вала под углом а=агс$т [0/(2а)]. где О - диаметр эллипсовидного диска в профильной плоскости. 2а - большая ось эллипса, при этом большие оси эллипсов смежных дисков повернуты одна относительно другой вокруг оси вала по часовой стрелке на угол р=180к/(п-1). где п - количество эллипсовидных дисков в батареи, к - нечетное количество периодов суммарного поворота дисков на 180 градусов.

2. Дисковое орудие по п. 1. отличающееся тем. что диски задней батареи конструктивно расположены между дисками передней батареи, а на раме при помощи шарнирных поводков установлен прутковый ротор.

7J С

го Oí сл го 00

со

О го

Стр 1