Обоснование схемы конструкции и параметров универсального орудия для поверхностной обработки почвы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ялалетдинов Денис Альбертович

• Ялалетдинов Денис Альбертович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Ялалетдинов Денис Альбертович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Существующие способы поверхностной обработки почвы при возделывании

сельскохозяйственных культур

1.2 Анализ научно-исследовательских работ по обоснованию дисковых рабочих

органов и схем конструкции орудий с их установкой

1.3 Анализ научно-исследовательских работ по обоснованию схем конструкции и

параметров рабочих органов культиваторов с лаповыми и рыхлительными рабочими органами

1.4 Состояние проблемы, цель и задачи исследования

2 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ КОНСТРУКЦИИ И ОБОСНОВАНИЕ

ПАРАМЕТРОВ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ОРУДИЙ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

2.1 Разработка схемы конструкции универсальных орудий для поверхностной

обработки почвы

2.2 Определение тягового сопротивления орудий для поверхностной обработки

почвы

2.3 Определение производительности агрегатов с орудиями для поверхностной

обработки почвы

2.4 Обоснование длины прицепного устройства полунавесных и прицепных

орудий

2.5 Обоснование параметров механизма навешивания навесных орудий для

поверхностной обработки почвы к трактору

2.6 Определение продольной устойчивости навесного агрегата в транспортном

положении

2.7 Обоснование параметров присоединения прицепных и полунавесных орудий к

трактору

2.8 Универсальный рабочий орган и сменный модуль для установки на раму

универсального орудия

2.9 Выводы по главе

3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Условия проведения экспериментальных исследований

3.2 Методика определения агротехнических показателей

3.2.1 Методика определения влажности почвы

3.2.2 Методика определения твердости почвы

3.2.3 Методика определения глубины хода рабочих органов и гребнистости поверхности поля и дна борозды

3.2.4 Методика определения крошения почвы

3.3 Методика определения энергетических показателей работы агрегата

3.3.1 Состав агрегата

3.3.2 Методика определения тягового сопротивления

3.4 Методика определения погрешности измерений

3.5 Выводы по главе

4 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОРУДИЯ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

4.1 Показатели работы агрегата с орудием для поверхностной обработки почвы с

дисковыми рабочими органами

4.2 Агротехнические показатели работы агрегата с орудием для поверхностной

обработки почвы в варианте с дисковыми рабочими органами

4.2.1 Показатели глубины хода рабочих органов

4.2.2 Показатели крошения почвы

4.3 Производительность работы агрегата с орудием с дисковыми рабочими

органами

4.4 Определение радиуса поворота агрегата на концах загонок

и транспортирования агрегата

4.5 Оценка экономической эффективности внедрения универсального орудия для

поверхностной обработки почвы

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1 Зависимости тягового сопротивления орудий

Приложение 2 Зависимости ширины захвата орудий

Приложение 3 Методика определения экономической эффективности

Приложение 4 Определение силы тяжести (металлоемкости) различных схем конструкции орудий для поверхностной обработки почвы

Приложение 5 Акт внедрения

Приложение 6 Справка

Приложение 7 Справка

Приложение 8 Диплом

Приложение 9 Патент на полезную модель

Приложение 10 Патент на изобретение

Приложение 11 Патент на полезную модель

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование схемы конструкции и параметров универсального орудия для поверхностной обработки почвы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Важным направлением развития сельскохозяйственного производства в Российской Федерации является повышение продуктивности и получение экологически чистой продукции растениеводства и животноводства. В связи с этим возрастают требования к совершенствованию существующих технологий возделывания сельскохозяйственных культур, их посева и способов обработки почвы.

Основными задачами при разработке и внедрении новой технологии возделывания сельскохозяйственных культур и способов обработки почвы в условиях ограниченного влагообеспечения является сохранение, накопление и экономное использование влаги, уменьшение энергоемкости процесса обработки почвы. В севооборотах с длинной ротацией культур предусматривается один раз на пару отвальная обработка почвы и два-три раза под технические культуры безотвальная обработка или чизелевание почвы на большую глубину. Операции по предпосевной обработке почвы лаповыми рабочими органами проводятся на глубину 6...8 см, по обработке почвы на пару и после уборки сельскохозяйственных культур лаповыми и дисковыми рабочими органами -на глубину 8.14 см, а с рыхлительными рабочими органами - на глубину 15.20 см. Выбор типа рабочего органа для поверхностной обработки почвы проводится с учетом почвенно-климатических условий года и типа возделываемой культуры.

В настоящее время поверхностная обработка почвы согласно рекомендуемой технологии возделывания проводится культиваторами с лаповыми или рыхлительными рабочими органами и дисковыми боронами с дисковыми рабочими органами, которые изготавливаются в различных конструктивных исполнениях и не всегда отвечают агротехническим и энергетическим требованиям.

Для устранения недостатков существующих орудий и снижения количества потребных машин для крестьянских и фермерских хозяйств необходимо разработать универсальное орудие для поверхностной обработки почвы со сменными лаповыми, дисковыми или рыхлительными рабочими органами с

возможностью быстрой их замены в зависимости от назначения обработки и погодных условий, при одновременном выполнении ими агротехнических требований, что является актуальной задачей и имеет практическое значение.

Степень разработанности темы исследования. К настоящему времени накоплено большое количество результатов теоретических исследований и данных, полученных опытным путем, по обоснованию параметров почвообрабатывающих машин и их рабочих органов. В работах В. П. Горячкина, П. М. Василенко, В. А. Желиговского, Г. Н. Синеокова, И. М. Панова, В. Б. Бледных, А. П. Грибановского, Л. В. Гячева, Р. С. Рахимова, В.И. Беляева и многих других подробно изучены и обоснованы параметры дисковых, лаповых и рыхли-тельных рабочих органов, порядок и схема их расположения на раме комбинированных культиваторов, дисковых борон и рыхлителей. Однако работ, посвященных обоснованию схем конструкции и параметров универсального орудия со сменными лаповыми, дисковыми и рыхлительными рабочими органами для поверхностной обработки почвы, недостаточно. Поэтому разработка и обоснование параметров универсального орудия со сменными лаповыми, дисковыми и рыхлительными рабочими органами направлена на совершенствование существующего парка машин и имеет практическое значение.

Цель исследования: обосновать схему конструкции и параметры универсального орудия для поверхностной обработки почвы со сменными рабочими органами.

Задачи исследования:

1. Разработать схему конструкции универсального орудия для поверхностной обработки почвы со сменными рабочими органами.

2. Обосновать конструктивные параметры универсального орудия со сменными рабочими органами и установить их влияние на его технологические и энергетические показатели работы при обработке почвы.

3. Провести экспериментальные исследования универсального орудия со сменными рабочими органами и установить их влияние на технологические

и энергетические показатели работы. Дать оценку эффективности внедрения результатов в производственных условиях.

Объект исследования - технологический процесс работы универсального орудия для поверхностной обработки почвы.

Предмет исследования - взаимосвязь между конструктивными параметрами универсального орудия с энергетическими и агротехническими показателями его работы.

Научная новизна:

- установлена схема конструкции и принцип работы универсального орудия в навесном, полунавесном и прицепном вариантах и их влияние на тяговое сопротивление и производительность работы агрегатов с тракторами различного класса тяги;

- впервые обоснованы параметры механизма навески и прицепного устройства навесных, полунавесных и прицепных универсальных орудий;

- получены результаты экспериментальных исследований по определению тягового сопротивления и агротехнических показателей работы универсального орудия при различных значениях глубины обработки и скорости движения агрегата.

Теоретическая и практическая значимость результатов исследования Разработаны схемы конструкции универсальных орудий для поверхностной обработки почвы, выполненных в навесном, полунавесном и прицепном вариантах, со сменными рабочими органами или сменными модулями с лаповыми, дисковыми и рыхлительными рабочими органами, установлены зависимости тягового сопротивления навесных, полунавесных и прицепных орудий и производительности агрегатов от конструктивных параметров орудий и условий их работы (патент №205457). Установлены параметры механизма навешивания орудий к трактору и параметры прицепного устройства, обеспечивающие выполнение агротехнических требований к обработке почвы с лаповыми, дисковыми и рыхлительными рабочими органами. Предложены два варианта установки сменных рабочих органов на универсальное орудие. Первый вариант -

установка универсального рабочего органа со сменными дисками, лапами или рыхлителями, второй вариант - установка сменных модулей с дисковыми, лаповыми и рыхлительными рабочими органами. Разработан предохранитель рабочего органа, позволяющий устанавливать сменные рабочие органы (патент №178780).

Результаты исследований могут быть использованы в научно-исследовательских институтах и конструкторских бюро для обоснования схем конструкций и параметров аналогичных почвообрабатывающих орудий. Результаты исследований по обоснованию конструктивных схем орудий используются в учебном процессе ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет» (приложение 7).

Разработанные в ЮУрГАУ и выпускаемые в ООО «Челябинский компрессорный завод» орудия для поверхностной обработки почвы работают в хозяйствах Челябинской области и в других регионах России.

Методология и методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов математического моделирования, теоретической механики, физики, а также методики моделирования технологических процессов на ЭВМ. Экспериментальные и производственные исследования и обработка их результатов проведены с использованием известных методов их реализации, с применением поверенных тензозвеньев и измерительного комплекса М1С-400В.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Схема конструкции универсального орудия для поверхностной обработки почвы со сменными лаповыми, дисковыми и рыхлительными рабочими органами.

2. Зависимости изменения ширины захвата, тягового сопротивления и производительности агрегатов с тракторами различного тягового класса от условий выполнения технологических операций.

3. Параметры механизма навешивания и прицепного устройства универсального орудия.

4. Результаты экспериментальных исследований универсального орудия.

Степень достоверности и апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-технических конференциях «Достижения науки -агропромышленному производству» ФГБОУ ВО «Южно-Уральский ГАУ» в 2019-2022 гг. Разработанные в ФГБОУ ВО «Южно-Уральский ГАУ» и выпускаемые ООО «Челябинский компрессорный завод» орудия БДП-8х2, БДН-4х2, БДП-10х2 (системный носитель модулей с различными типами рабочих органов) демонстрировались на выставках областного и федерального уровней и отмечены дипломами и медалями (приложение 8).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 статья в изданиях, рецензируемых Scopus, 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, получен 1 патент на изобретение и 2 патента на полезную модель.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 166 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и одиннадцати приложений. Работа содержит 57 рисунков и 23 таблицы. Библиографический список включает 124 наименования, в том числе 5 иностранных.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Существующие способы поверхностной обработки почвы при возделывании сельскохозяйственных культур

Обработку почвы (основную, поверхностную, предпосевную) выполняют для получения почвы с необходимыми для возделываемой культуры характеристиками. В настоящее время обработка почвы представляет собой механическое воздействие на почву различными типами рабочих органов машин для создания оптимальных условий для роста и развития возделываемых культур и повышения плодородия почвы. Выбор интенсивности воздействия на почву (глубина обработки, тип рабочего органа и его параметры) и способа обработки почвы (отвальной или безотвальной) зависит от выбранной технологии возделывания сельскохозяйственных культур в конкретной почвенно-кли-матической зоне с учетом рельефа поля и количества осадков, типа и состояния почв, подверженности почв ветровой, водной и механической эрозиям. При этом выбранные технология возделывания сельскохозяйственных культур и способ обработки почвы должны отвечать получению продукции, рентабельной для данной зоны [2; 34; 36; 40; 41; 58; 66; 67; 76; 104].

Согласно предложенным для зоны Урала технологиям возделывания сельскохозяйственных культур [73] и способам обработки почвы [72], в длительном севообороте (7. 10-польные) один раз на пару предусмотрена отвальная обработка почвы на глубину 0,2. 0,3 м, два-три раза глубокое чизелевание почвы на глубину 0,3.0,45 м для разуплотнения подпахотного горизонта, а также на пару и вслед за уборкой проведение поверхностной обработки почвы на глубину 0,08. 0,14 м дисковыми и лаповыми или на 0,15. 0,2 м рыхлитель-ными рабочими органами в зависимости от погодных условий года и типа возделываемой культуры и при посеве весной дисковыми сошниками предпосевная обработка почвы лаповыми рабочими органами на глубину 0,06. 0,08 м [8; 9] (приложение 10).

Любой способ обработки почвы должен обеспечить получение высоких урожаев и создание условий для повышения плодородия почвы, таких ее важнейших показателей, как плотность сложения, водоудерживающая и водопропускная способность, структурный состав и гумусированность [5; 9; 10; 43; 44; 101; 103; 119-124].

При обработке почвы различными способами происходит рыхление, оборот пласта, выравнивание, перемешивание и профилирование почвы, подрезание, вычесывание, измельчение корней и корневищ сорных растений и заделка растительных остатков в почву.

К способам поверхностной обработки почвы относят культивацию, лущение, боронование и рыхление. Задачами лущения являются подрезание сорняков, заделка в почву пожнивных остатков и удобрений, уничтожение вредных насекомых и спор паразитных грибов, заделка в почву семян сорняков для провоцирования их прорастания, создание рыхлого поверхностного слоя, обеспечивающего лучшее поступление влаги в виде осадков в почву и уменьшающего испарение почвенной влаги [104].

Для лущения почвы применяют лемешные и дисковые лущильники. Рабочим органом лемешных лущильников является корпус, аналогичный плужному, но меньших размеров, а дисковых лущильников - сферические или плоские диски различных размеров. Диски устанавливают на индивидуальные стойки или собирают в батареи и крепят под углом 15... 35° к направлению движения в зависимости от назначения обработки [5; 9; 101].

Задачами культивации являются крошение и рыхление почвы, подрезание корневых систем сорняков без оборота обрабатываемого слоя, создание оптимального водно-воздушного режима и условий для заделки семян на заданную глубину [101].

Рабочими органами культиваторов являются полольные и универсальные стрельчатые лапы и рыхлительные рабочие органы на пружинной или жесткой стойке [101; 111].

В предлагаемой технологии возделывания сельскохозяйственных культур поверхностная обработка почвы применяется для обработки почвы вслед за уборкой и для предпосевной обработки почвы с установкой сменных рабочих органов.

1.2 Анализ научно-исследовательских работ по обоснованию дисковых рабочих органов и схем конструкции орудий с их установкой

Рабочими органами дисковых орудий являются плоские, сферические и вырезные диски. Дисковые рабочие органы в процессе движения агрегата совершают вращательное движение из-за наличия трения между диском и почвой. В процессе работы диски устанавливаются под углом атаки а к направлению рабочего движения и под углом в к вертикали (рисунок 1.1). Вследствие этого почва при взаимодействии с рабочим органом перемещается в сторону с частичным оборотом пласта в зависимости от величины углов а и р.

Основные геометрические параметры дисковых рабочих органов представлены на рисунке 1.1 [5; 9; 10; 104]:

в) г) д)

Рисунок 1.1 - Дисковые рабочие органы: Б - диаметр диска, м; Я - радиус кривизны диска, м; 2ф - центральный угол дуги окружности, град; ю - угол резания, град; / - угол заострения режущей кромки, град; 5 - толщина диска, м; а - угол атаки, град; р - угол постановки диска к вертикали, град; Ь - расстояние между дисками на оси, м

Обоснованием параметров дисковых рабочих органов занимались многие ученые [1; 4-19; 26; 49; 57; 63; 84; 101; 111]. Ими установлено, что на выбор параметров диска оказывают основное влияние глубина обработки а, м, и назначение обработки, задаваемого углами а и в, град.

При заданной глубине обработки а, м, диаметр диска О, м, определяют по формуле [10]

где К - коэффициент, равный для лущильников 5.6, для борон - 4.6.

На дисковых лущильниках угол атаки регулируется в пределах а = 25.35°, а на дисковых боронах а = 15.20°. На орудиях с индивидуальной установкой дисков в = 6. 12° [10].

На лущильниках с батарейным расположением дисков во избежание заклинивания пласта и глыб почвы между дисками на оси батареи расстояние Ь принимают в пределах Ь > 1,5а.

При известных О и а расстояние между дисками Ь, м, можно определить по формуле [5; 9; 10; 14]

где с - высота гребня на дне борозды, м.

Допустимое значение с для лущильника:

с < 0,5а.

При индивидуальном креплении дисков к раме расстояние между дисками определяется по формуле

Б = Ка,

(1.1)

Ь = 2^с(р — с) tg а,

(1.2)

(1.3)

где I - расстояние между осями вращения дисков, м.

В процессе работы действие почвы на диск приводит к возникновению продольной Ях, поперечной Яу и вертикальной Я2, составляющих реакцию почвы. Эти силы используются при энергетических расчетах агрегатов, при определении устойчивости хода орудия при заданном режиме работы и для проведения прочностных расчетов диска и дисковых батарей [10; 31; 49; 101].

Получили распространение прицепные дисковые лущильники ЛДГ-10, ЛДГ-15 с однорядным симметричным расположением дисковых батарей, состоящих из 8-10 дисков (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2. - Схема дискового симметричного лущильника

На лущильниках устанавливаются диски диаметром 0,45 м, расстояние между дисками 0,17 м. Угол атаки дисков регулируется в пределах от 15 до 35°.

Дальнейшим развитием лущильников является создание дисковых борон с симметричным расположением батареи с дисками в два ряда (рисунок 1.3).

Дисковые бороны разделяют на легкие и тяжелые. Легкие дисковые бороны предназначены для обработки вспаханных задернелых почв и лущения стерни на глубину до 0,1 м. Тяжелые дисковые бороны используют для обработки пластов после вспашки залежных земель и обработки уплотненных почв после уборки пропашных культур, а также для ухода за лугами и пастбищами с глубиной обработки до 0,2 м.

Рабочим органом легких борон является сферический диск диаметром 0,45 или 0,51 м, для тяжелых борон - вырезной диск диаметром 0,66 м. Ширина захвата дисковых борон в зависимости от мощности трактора находится в пределах 2.10 м; они выполняются в прицепном или полунавесном вариантах с углом атаки дисков в пределах 10.25°.

10/

Рисунок 1.3 - Схема дисковой бороны БД-10: 1, 2, 8, 9 - секция; 3 - рама с транспортными колесами; 4 - гребнерез;

5 - соединитель секций; 6 - передняя тяга; 7 - рама бороны;

10 - самоустанавливающиеся колеса

Основными недостатками лущильников и дисковых борон являются наматывание растительных остатков на оси батареи, забивание соломы между дисками батареи, а также необходимость многократных проходов агрегатов для обеспечения требуемого крошения и выровненности поверхности поля.

Для устранения этих недостатков были разработаны принципиально новые дисковые орудия с дисками, расположенными на отдельных стойках, с регулируемыми углами атаки дисков и глубиной обработки 0,1.0,16 м (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Принципиальная схема дисковой бороны с индивидуальными стойками: 1 - механизм навески трактора; 2 - тяга; 3 - рама; 4 - сферический диск;

5 - опорное колесо (прикатывающий каток); 6 - транспортное колесо;

7 - гидроцилиндр перевода плуга в транспортное положение; 8 - механизм регулирования положения прикатывающих катков

На этих дисковых орудиях рабочие органы располагаются в два, три и четыре ряда, что позволяет за один проход создать требуемое качество обработки почвы. Такое расположение дисков на раме позволяет, в зависимости от состояния и назначения обработки почвы, установить сзади рамы катки различных типов, выравнивающие поверхность поля и мульчирующие верхний слой почвы, т. е. орудия становятся комбинированными. Дисковые бороны шириной захвата от 2 до 20 м выпускаются в навесном, полунавесном и прицепном вариантах. В таблице 1.1 приведены технические характеристики дисковых борон, выпускаемых ООО «БДМ-Агро» [5].

Таблица 1.1 - Технические характеристики дискаторов

Марка дискатора Показатель

Производительность в смену, га Ширина захвата, м Число дисков Масса, кг Агрегатирование с тракторами

БДМ-2х2 15 2,2 16 910 ДТ-75М, МТЗ-82

БДМ-4х2 25 4,2 32 2150 Т-150, МТЗ-1221

БДМ-3х4(П) 58 3,2 32 2400 Т-150, МТЗ-1221

БДМ-4х4П 35 4,3 40 2700 К-700А, К-701

БДМ-6х4П 50 6,2 56 3350 К-744Р1, К-701

БДМ-7х2 55 7,4 54 3300 К-701, К-744Р1

БДМ-8х4П 70 8,2 80 6700 К-701, К-744

Дисковые бороны с индивидуальными стойками применяются для минимальной, поверхностной основной и предпосевной обработки почвы под зерновые, технические и кормовые культуры. Широко используют для культивации и лущения стерни задернелых лугов.

Основным недостатком таких машин является иссушение почвы при ее обработке в засушливых условиях, где требуется обработка без оборота почвы лаповыми или рыхлительными рабочими органами.

1.3 Анализ научно-исследовательских работ по обоснованию схем конструкции и параметров рабочих органов культиваторов с лаповыми и рыхлительными рабочими органами

Культиваторы выпускаются двух типов - для сплошной и междурядной обработки почвы и выполняются в навесном, полунавесном и прицепном вариантах [9; 60; 97; 98; 101-103].

Культиваторы для сплошной обработки почвы шириной захвата от 3 до 16 м применяются для основной минимальной обработки почвы осенью, для обработки паров, для предпосевной обработки почвы и рыхления почвы осенью для лучшего впитывания в почву выпавших осадков и снабжаются плоскорежущими и универсальными лапами разной ширины захвата, работающими на глубину 6.16 см, и рыхлительными рабочими органами с долотом с рыхлением почвы на глубину до 0,15. 0,2 м. Рабочие органы располагаются на раме

культиватора в два, три и четыре ряда с определенным перекрытием зон рыхления почвы. При ширине захвата 4,4 м рама культиватора выполняется жесткой, а при более 4,4 м - секционной с шарнирным соединением отдельных секций (рисунок 1.5) [9; 10; 15-17; 27-29; 33; 35; 37; 38; 42; 45; 48; 67; 71; 81; 86; 87; 98; 101; 104; 108].

Рисунок 1.5 - Схема конструкции культиватора для сплошной обработки: 1 - рама центральной секции, 2 - рама боковой секции, 3 - прицепное устройство, 4 - опорные колеса, 5 - каток, 6 - транспортное колесо, 7 - рабочие органы (лапы или рыхлители)

Рабочие органы культиватора - лапы - выполняют операции рыхления почвы, подрезания и вычесывания корневых систем сорняков, а рыхлители разуплотняют почву без образования уплотненного слоя, что способствует лучшему накоплению влаги в почве и разрушению корневой системы сорняков (рисунок 1.6) [9; 10; 38; 48; 101; 103].

Ь,

а)

а,

Рисунок 1.6 - Рабочие органы культиваторов:

а) стрельчатая лапа:

плоскорежущая: 2у = 60. 65°, р = 15.18°, а = 12. 15°, Ь = 0,12. 0,32 м; универсальная: 2у = 60 . 65°, р = 28 . 30°, а = 21. 25°, Ь = 0,220 . 0,385 м;

б) рыхлительный рабочий орган: а = 21.25°, d = 0,02.0,05 м, I = 0,15.0,2 м

Тогда расстояние между следами лап равно Ь' = Ь - АЬ. При движении рыхлительного рабочего органа в почве на глубине а, м, происходит деформация почвы впереди рабочего органа на величину Ь, м, и сбоку рабочего органа на величину Ь, м, которая определяет его ширину захвата (рисунок 1.7) [19; 33; 59; 65; 78; 92; 105-108; 112; 113]. В свою очередь:

1 = 11 + 12 = 12 + а^а + фо), (1.4)

где 11 - величина деформации почвы впереди носка долота, м; 12 - вылет носка долота относительно стойки, м; а - угол постановки долота ко дну бороздки, град; ф0 - угол трения почвы о почву, град; а - глубина обработки, м.

Рисунок 1.7 - Зона деформации почвы рыхлительным рабочим органом

Для определения ширины захвата рыхлительного рабочего органа Ь, м, рассмотрим плоскость зоны деформации почвы впереди рабочего органа в плоскости АВ. Тогда

2о^(фо)

Ь = а +

(1.5)

cos(a + ф0)'

Таким образом, ширина захвата рыхлительного рабочего органа зависит от глубины обработки а, м, параметров рабочего органа а и d, и конструктивных свойств почвы фо, град.

Для расстановки рыхлительных рабочих органов на раме орудия необходимо определить расстояние между следами рабочих органов Ь, м, обеспечивающее сплошное рыхление почвы на глубине а' (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 - Схема для определения расстояния между стойками рыхлительного рабочего органа

Согласно рисунку

Ь' = Ь -АЬ = а +

2(а-а'^фо

cos(a + ф0)

где АЬ - величина перекрытия зон деформации почвы, м.

(1.6)

Расстояние между рыхлительными рабочими органами по ходу движения I, м, устанавливается для предотвращения забивания почвы и растительных остатков между рабочими органами (рисунок 1.9) и обеспечения сплошного рыхления почвы на глубине а'.

Для обеспечения этих требований должны соблюдаться следующие условия: I > Ь, Ьо > Ь, Ь= Ь - АЬ, которые должны быть выполнены при расстановке рыхлительных рабочих органов на раме орудия.

Рисунок 1.9 - Схема расположения рыхлительных рабочих органов

на раме орудия

1.4 Состояние проблемы, цель и задачи исследования

Проведенный анализ научно-исследовательских работ показывает, что разработкой и созданием машин и рабочих органов для поверхностной обработки почвы занимались В. П. Горячкин [20], Н. Н. Артоболевский [1], В. А. Желиговский [26], Г. Н. Синеоков [101], А. И. Любимов [52; 54], И. Т. Ковриков [39], Н. К. Мазитов [55-57; 72], В. В. Бледных [4-9], А. П. Гри-бановский [22], Л. В. Гячев [24], И. М. Панов [101], Р. С. Рахимов [78; 79; 8295], С. Н. Капов [32-33], С. Г. Мударисов [63-65] и многие другие ученые.

Исследования по изучению влияния конструктивных параметров рабочих органов на агротехнические и энергетические показатели работы проводили В. И. Виноградов [13], Х. Э. Гаюпов [19], А. С. Кушнарев [46],

В. А. Лаврухин [47], Ю. В. Луканин [50], Н. А. Печерцев [74], М. Д. Под-скребко [75], П. Г. Свечников [99], Г. Н. Синеоков [100], Н. А. Шеметов [112] и другие ученые.

Ими обоснованы технологии поверхностной обработки почвы с различными типами рабочих органов, рассчитаны параметры дисков, обеспечивающие качественную обработку почвы, установлены параметры и схемы установки дисковых рабочих органов на раме орудия для получения допустимых значений высоты гребней на дне борозды. Обоснованы параметры различных типов лаповых и рыхлительных рабочих органов для работы на разной глубине и при различных условиях. Также разработаны схемы конструкций машин и орудий для агрегатирования с тракторами различного класса тяги. Основным недостатком существующих работ является создание только однооперацион-ных комбинированных машин с различными типами рабочих органов, которые могут эффективно работать в конкретных почвенно-климатических условиях. Нет работ по созданию машин и орудий для поверхностной обработки почвы со сменными рабочими органами или модулями, способных работать со сменой рабочих органов при изменяющихся почвенно-климатических условиях.

Используемый способ для поверхностной обработки почвы зависит от типа и свойств почвы, климатических условий года, возделываемой культуры и засоренности поля. Поэтому при подготовке почвы на пару или под посев с требуемым качеством согласно агротехническим требованиям или при обработке почвы после уборки возделываемых культур сельхозпредприятиям необходимы все типы орудий. Однако сельхозпредприятиям с малой площадью обрабатываемых земель экономически невыгодно приобретение всех типов орудий. Поэтому такие предприятия обработку почвы ведут одним типом орудия независимо от почвенно-климатических условий года, что ведет к снижению качества подготовки почвы для возделывания следующей по севообороту культуры.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ялалетдинов Денис Альбертович, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артоболевский, И. И. Динамика машинных агрегатов на предельных режимах движения / И. А. Артобалевский. - М. : Наука, 1977.

2. Бараев, А. И. Агротехнические обоснования для разработки машин и рабочих органов / А. И. Бараев, А. А. Зайцева, Э. Ф. Госсен // Состояние и перспективы развития почвообрабатывающих машин, фрез и культиваторов : материалы НТС ВИСХОМ. - М., 1983. - С. 3-12.

3. Бахтин, П. У. Исследование физико-механических и технологических свойств основных типов почв СССР / П. У. Бахтин. - М. : Колос, 1969.

4. Бледных, В. В. Введение в теорию проектирования технологических процессов в растениеводстве / В. В. Бледных // Вестник ЧГАУ. - 1998. -Т. 23. - С. 10-14.

5. Бледных, В. В. Дискаторы: теория, конструкция, расчет и результат / В. В. Бледных, П. Г. Свечников, В. Н. Войнов, Д. В. Ярош. - Челябинск : Искра-Профи, 2018. - 82 с.

6. Бледных, В. В. Крошение почвенного пласта почвообрабатывающими рабочими органами / В. В. Бледных, П. Г. Свечников, М. С. Резников. - Челябинск, 2018. - 178 с.

7. Бледных, В. В. Результаты модернизации техники и технологии обработки почвы и посева сельскохозяйственных культур в экстремальных климатических условиях / В. В. Бледных, Н. К. Мазитов, Р. С. Рахимов и др. // Вестник ЧГАА. - 2014. - № 70. - С. 5-15.

8. Бледных, В. В. Ресурсосберегающая техника для возделывания зерновых культур / В. В. Бледных, Н. К. Мазитов, Р. С. Рахимов и др. // Техника в сельском хозяйстве. - 2007. - № 3. - С. 19-22.

9. Бледных, В. В. Устройство, расчет и проектирование почвообрабатывающих орудий / В. В. Бледных. - Челябинск : ЧГАА, 2010. - 203 с.

10. Босой, Е. С. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин : учебник для вузов сельскохозяйственного машиностроения / Е. С. Босой, О. В. Верняев, И. И. Смирнов, Е. Г. Султан-Шах. - М. : Машиностроение, 1977.

11. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденяпин. - М. : Колос, 1973. - 199 с.

12. Венцель, А. Д. Курс теории случайных процессов / А. Д. Венцель. -М., 1975.

13. Виноградов, В. И. Сопротивление рабочих органов лемешного плуга и методы снижения энергоемкости пахоты : дис. . д-ра техн. наук / В. И. Виноградов. - Челябинск, 1969. - 438 с.

14. Войнов, В. Н. Обоснование основных конструктивных параметров и режимов работы дискаторов для ресурсосберегающих технологий обработки почвы : дис. . канд. техн. наук / В. Н. Войнов. - Челябинск, 2012.

15. Ворокосов, И. В. Разработка схемы и обоснование параметров комбинированного универсального орудия для обработки почвы и посева к тракторам класса тяги 20-30 кН : автореф. дис. . канд. техн. наук / И. В. Вороко-сов. - Челябинск, 2014. - 24 с.

16. Ворокосов, И. В. Результаты предварительных испытаний универсального орудия для обработки почвы / И. В. Ворокосов // Вестник Курганской ГСХА. - 2012. - № 3 (3). - С. 68-69.

17. Ворокосов, И. В. Универсальный агрегат для обработки почвы и посева зерновых культур в фермерских хозяйствах / И. В. Ворокосов, Р. С. Рахимов, Н. А. Кузнецов // Известия международной академии аграрного образования. - 2013. - № 14. - С. 113-117.

18. Галиахметов, С. Г. Обоснование параметров подъемноустановитель-ных механизмов модуля широкозахватного плоскореза / С. Г. Галиахметов, Н. И. Волостникова // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов : сб. науч. тр. ЧИМЭСХ. - № 167. - Челябинск, 1981. - С. 70-75.

19. Гаюпов, Х. Э. Технологическое обоснование параметров и исследование устойчивости плоскореза-щелевателя : дис. . канд. техн. наук / Х. Э. Гаю-пов. - Челябинск, 1978. - 181 с.

20. Горячкин, В. П. Собрание сочинений : в 3 т. / В. П. Горячкин. - М. : Машиностроение, 1967.

21. Гребенникова, И. В. Методы математической обработки экспериментальных данных : учебно-методическое пособие / И. В. Гребенникова. - Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. - 124 с.

22. Грибановский, А. П. Исследование рабочего процесса и обоснование параметров плоскорезных орудий, их разработка и внедрение : дис. . д-ра техн. наук / А. П. Грибановский. - Челябинск, 1982.

23. Гуров, С. В. Планирование и статистическая обработка результатов экспериментов : методические указания / С. В. Гуров. - СПб. : ЛТА, 1994. -31 с.

24. Гячев, Л. В. Устойчивость движения сельскохозяйственных машин и агрегатов / Л. В. Гячев. - М. : Машиностроение, 1981. - 206 с.

25. Дринча, В. М. Агротехнические аспекты развития почвозащитных технологий : монография / В. М. Дринча, И. Б. Борисенко, Ю. Н. Плескачев. -Волгоград : Перемена, 2004.

26. Желиговский, В. А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов / В. А. Жели-говский. - Тбилиси : Грузинский СХИ, 1970.

27. Жук, А. Ф. Почвовлагосберегающие агроприемы, технологии и комбинированные машины / А. Ф. Жук. - М. : Росинформагротех, 2012. - 143 с.

28. Жукевич, К. И. Исследование и обоснование основных параметров культиваторов для сплошной обработки почвы : дис. . канд. техн. наук / К. И. Жукевич. - Минск, 1961. - 178 с.

29. Зыбалов, В. С. Рациональное использование земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области : монография / В. С. Зыбалов,

И. П. Добровольский, Р. С. Рахимов, Н. Т. Хлызов, Ю. Ш. Капкаев. - Челябинск, 2016. - 236 с.

30. Зыбалов, В. С. Управление плодородием почв Челябинской области : монография / В. С. Зыбалов, И. П. Добровольский, Н. Т. Хлызов, И. Р. Рахимов, В. И. Бархатов. - Челябинск, 2008. - 193 с.

31. Иофинов, А. П. Анализ взаимодействия дискового рабочего органа с почвой / А. П. Иофинов, С. Г. Мударисов // Совершенствование конструкций и методов эксплуатации и ремонта сельскохозяйственной техники : сб. науч. тр. - Уфа, 1995. - С. 15-18.

32. Капов, С. Н. Модели почвы в земледельческой механике : тез. докл. на XI научно-технической конференции ЧГАУ / С. Н. Капов, И. Р. Рахимов. -Челябинск, 2001. - С. 322-324.

33. Капов, С. Н. Обоснование параметров плоскореза-щелевателя : дис. . канд. техн. наук / С. Н. Капов. - Челябинск, 1987. - 241 с.

34. Качинский, Н. А. Почва, ее свойства и жизнь / Н. А. Качинский. - М. : Наука, 1975.

35. Кетова, И. А. Обоснование конструктивной схемы и параметров комбинированных культиваторов : автореф. дис. . канд. техн. наук / И. А. Кетова. - Челябинск, 1996.

36. Кирюшин, В. И. Минимальная обработка почвы: перспективы и противоречия / В. И. Кирюшин // Земледелие. - 2006. - № 5. - С. 12-14.

37. Кленин, Н. И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: Элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы / Н. И. Кленин, В. А. Сакун. - М. : Колос, 2008. - 671 с.

38. Клецкин, М. И. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин / М. И. Клецкин. - М. : Машиностроение, 1967.

39. Ковриков, И. Т. Математическая модель технологии и средств механизации комбинированной основной обработки почвы и основные принципы их совершенствования // Сборник трудов ученых Оренбургского государственного университета. - Оренбург, 2000. - С. 283-288.

40. Козаченко, А. П. Состояние, почвенно-экологическая оценка и процессы реабилитации и использования земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области на основе адаптивно-ландшафтной системы земледелия : монография / А. П. Козаченко. - Челябинск, 2004. - 380 с.

41. Колмаков, П. П. Минимальная обработка почвы / П. П. Колмаков,

A. М. Нестеренко. - М. : Колос, 1981. - 252 с.

42. Коновалов, В. Н. Разработка комбинированного культиватора для основной и поверхностной обработки почвы : дис. . канд. техн. наук. - Челябинск, 2009.

43. Краснощеков, Н. В. Агроинженерная наука России: становление, современное состояние, стратегия развития / Н. В. Краснощеков, Ю. Ф. Лачуга,

B. Д. Попов. - М. : Росинформагротех, 2007. - 62 с.

44. Краснощеков, Н. В. Проектирование технологии производства сельскохозяйственной продукции / Н. В. Краснощеков // Техника в сельском хозяйстве. - 2014. - № 1. - С. 5-15.

45. Кулен, А. Современная земледельческая механика / А. Кулен, Х. Куи-перс. - М. : Агропромиздат, 1986. - 349 с.

46. Кушнарев, А. С. Механико-технологические основы процесса воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин и орудий на почву : дис. . д-ра техн. наук / А. С. Кушнарев. - Мелитополь, 1980.

47. Лаврухин, В. А. Механико-технологические основы проектирования развертывающихся лемешно-отвальных поверхностей : дис. . д-ра техн. наук / В. А. Лаврухин. - Зерноград, 1991. - 487 с.

48. Латыпов, Р. М. Совершенствование технологии и рабочих органов для предпосадочной обработки почвы под картофель / Р. М. Латыпов, С. П. Мари-нин и др. // Вестник ЧГАУ. - 2005. - № 45.

49. Лобачевский, Я. П. Обоснование расстановки дисковых рабочих органов в комбинированных почвообрабатывающих агергатах / Я. П. Лобачевский, А. Х. Эльшейх // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2009. - № 4. - С. 22-25.

50. Луканин, Ю. В. Исследование воздействия клина на почву : автореф. дис. . канд. техн. наук. - Челябинск, 1965. - 22 с.

51. Лурье, А. Л. Динамика регулирования навесных сельскохозяйственных агрегатов / А. Л. Лурье. - Л. : Машиностроение, 1969.

52. Лурье, А. Л. Широкозахватные почвообрабатывающие машины / А. Л. Лурье, А. И. Любимов. - Л. : Машиностроение, 1981. - 270 с.

53. Любимов, А. И. Обоснование параметров модуля широкозахватного плоскореза / А. И. Любимов, Р. С. Рахимов, В. Г. Янкелевич // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов : сб. науч. тр. ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1985.

54. Любимов, А. И. Элементы системы автоматизированного проектирования широкозахватных машин / А. И. Любимов, Р. С. Рахимов, В. Г. Янкеле-вич. - Челябинск, 1988. - 73 с.

55. Мазитов, Н. К. Конкурентоспособный комплекс техники и технологии для производства зерна и кормов / Н. К. Мазитов, Р. Л. Сахапов, Ю. Х. Шоге-нов и др. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2019. - № 20 (3). - С. 299308.

56. Мазитов, Н. К. Российская техника и технология производства продукции здорового жизнеобеспечения / Н. К. Мазитов. - М. : Сам Полиграфист, 2019. - 260 с.

57. Мазитов, Н. К. Теория реактивных рабочих органов почвообрабатывающих машин / Н. К. Мазитов ; Академия наук РТ. - Казань, 2011. - 279 с.

58. Мальцев, Т. С. Система безотвального земледелия / Т. С. Мальцев. -М. : Агропромиздат, 1988. - 127 с.

59. Милюткин, В. А. Влияние параметров и скорости движения рабочего органа на процесс разрушения почвенного пласта / В. А. Милюткин // Труды ВИМ. - 1978. - С. 67-76.

60. Михалев, А. А. О технологической модернизации сельскохозяйственного производства России / А. А. Михалев, А. А. Ежевский, Н. В. Краснощеков // Техника и оборудование для села. - 2005. - № 3; 4; 5.

61. Модуль МС212. Техническое описание. - Королев : ООО «Научно-производственное предприятие "МЕРА", 2002. - 116 с.

62. Мударисов, С. Г. Моделирование воздействия рабочих органов на почву / С. Г. Мударисов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. - № 5. - С. 8-11.

63. Мударисов, С. Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой / С. Г. Мударисов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - № 7. - С. 27-30.

64. Мударисов, С. Г. Совершенствование конструкции и управление качеством работы почвообрабатывающих дисковых орудий в целях повышения их эффективности : дис. ... канд. техн. наук / С. Г. Мударисов. - Уфа, 1996. -211 с.

65. Мударисов, С. Г. Чизельные плуги и глубокорыхлители / С. Г. Мударисов, М. М. Давлетшин, В. В. Тихонов, И. М. Фархутдинов. - Уфа, 2014.

66. Нарциссов, В. П. Научные основы системы земледелия / В. П. Нарциссов. - М. : Колос, 1982. - 252 с.

67. Окунев, Г. А. Совершенствование и развитие технологии и технического оснащения зернового производства степных целинных районов СНГ / Г. А. Окунев, Р. С. Рахимов // Агроинженерная наука сельскохозяйственному производству. - Костанай, 2012.

68. Основы теории и расчета сельскохозяйственных машин на прочность и надежность / под ред. П. М. Волкова, М. М. Тененбаума. - М. : Машиностроение, 1977. - 310 с.

69. Пат. 131934 U1 Российская Федерация. Предохранитель рабочего органа / А. А. Драничников, Р. С. Рахимов, В. Н. Коновалов, С. В. Анохин ; заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВО «Челябинская государственная агроинженерная академия». - № 2013115134/13 ; зявл. 04.04.2013 ; опубл. 10.09.2013.

70. Пат. 178780 U1 Российская Федерация. Предохранитель рабочего органа почвообрабатывающего орудия / Р. С. Рахимов, Д. А. Ялалетдинов,

И. Р. Рахимов, А. Н. Галимов, Е. О. Фетисов, О. С. Шагин ; заявитель и патентообладатель ООО «НИИ АТТ»; ФГБОУ ВО «Южно-Уральский ГАУ». -№ 2017137441 ; заявл. 25.10.2017 ; опубл. 19.04.2018, бюл. № 11.

71. Пат. 205457 и1 Российская Федерация. Универсальная комбинированная борона / Р. С. Рахимов, А. Р. Ялалетдинов, Н. К. Мазитов, И. Р. Рахимов, Д. А. Ялалетдинов и др. ; заявитель и патентообладатель ООО «ЧКЗ». -№ 2021111393 ; заявл. 20.04.2021 ; опубл. 15.07.2021, бюл. № 20.

72. Пат. 2457651 С1 Российская Федерация. Способ обработки почвы / Н. К. Мазитов, В. В. Бледных, Ю. Б. Четыркин и др. ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «ЧГАА». - № 2011105850/13 ; заявл. 16.02.2011 ; опубл. 10.08.2012, бюл. № 22.

73. Пат. 2717987 С1 Российская Федерация. Способ возделывания сельскохозяйственных культур / Р. С. Рахимов, А. Р. Ялалетдинов, Г. А. Окунев, К. И. Шумских, И. Р. Рахимов, В. Л. Астафьев, Д. А. Ялалетдинов и др. ; заявитель и патентообладатель ООО «ЧКЗ». - № 2019119640 ; заявл. 24.06.2019; опубл. 27.03.2020, бюл. № 9.

74. Печерцев, Н. А. Исследование процесса взаимодействия рабочих органов культиватора-плоскореза с почвой : автореф. дис. . канд. техн. наук / Н. А. Печерцев. - Челябинск, 1974. - 29 с.

75. Подскребко, М. Д. Повышение эффективности использования тракторных агрегатов на основной обработке почвы : дис . д-ра техн. наук. - Челябинск, 1975. - 391 с.

76. Почвозащитное земледелие / под ред. А. И. Бараева. - М. : Колос, 1975. - 304 с.

77. Путрин, А. С. Основы проектирования рабочих органов для рыхления почв, находящихся за пределами физически спелого состояния : автореф. дис. . д-ра техн. наук. - Оренбург, 2003. - 44 с.

78. Рахимов, З. С. Механическая эрозия почвы и пути ее снижения при обработке склонов : автореф. дис. . канд. техн. наук / З. С. Рахимов. - Челябинск, 1987.

79. Рахимов, И. Р. Обоснование устойчивости хода широкозахватных прицепных машин в горизонтальной плоскости / И. Р. Рахимов // Вестник Баш-ГАУ. - 2021. - № 3 (59). - С. 106-116.

80. Рахимов, И. Р. Определение тягового сопротивления почвообрабатывающих посевных машин с пневматическим высевом семян и удобрений / И. Р. Рахимов, Я. Ю. Хамитов, Е. О. Фетисов // Вестник БашГАУ. - 2020. -Т. 2, № 49. - С. 117-129.

81. Рахимов, Р. С. Выбор конструктивной схемы и рациональных параметров широкозахватного плоскореза / Р. С. Рахимов, В. Г. Янкелевич // Почвообрабатывающие и посевные машины и динамика агрегатов : сб. науч. тр. ЧИМЭСХ. Вып. 183. - Челябинск, 1985. - С. 62-74.

82. Рахимов, Р. С. Методика определения металлоёмкости комбинированных универсальных орудий / Р. С. Рахимов, Н. Т. Хлызов, И. Р. Рахимов и др. // Достижения науки агропромышленному комплексу : материалы ЬУ международной научно-технической конференции ЮУрГАУ. - Челябинск, 2016.

83. Рахимов, Р. С. Методика определения характеристик неровностей рельефа поля как двухмерной случайной функции / Р. С. Рахимов, В. А. Стрижов, В. Г. Янкелевич // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов : сб. науч. тр. - Челябинск, 1988. - С. 91-98.

84. Рахимов, Р. С. Обоснование конструктивной схемы и параметров дисковой бороны для тракторов различного класса тяги / Р. С. Рахимов, Н. К. Ма-зитов, С. Г. Мударисов, И. Р. Рахимов, Д. А. Ялалетдинов // Вестник Баш-ГАУ. - 2018. - № 3. - С. 88-93.

85. Рахимов, Р. С. Обоснование месторасположения колес и ширины захвата модуля плоскореза / Р. С. Рахимов, А. С. Буряков, Н. Т. Хлызов, В. Ю. Блау // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов : сб. научн. тр. ЧИМЭСХ. № 149. - Челябинск, 1979. - С. 18-25.

86. Рахимов, Р. С. Определение металлоемкости орудий при их проектировании / Р. С. Рахимов, И. Р. Рахимов, Ф. Ф. Касымов и др. // АПК России. -2015. - Т. 74. - С. 110-117.

87. Рахимов, Р. С. Определение коэффициентов металлоемкости почвообрабатывающих и посевных машин и агрегатов / Р. С. Рахимов, И. Р. Рахимов // Актуальные вопросы гуманитарных, экономических и технических наук: теория и практика : материалы национальной научной конференции Института агроинженерии / под ред. М. Ф. Юдина. - Троицк, 2019.

88. Рахимов, Р. С. Определение энергетических и агротехнических показателей орудия для поверхностной обработки почвы с дисковыми рабочими органами / Р. С. Рахимов, Д. А. Ялалетдинов // Вестник БашГАУ. - 2022. -№ 1 (61). - С. 126-132.

89. Рахимов, Р. С. Основы проектирования сельскохозяйственных машин : курс лекций / Р. С. Рахимов, В. А. Стрижов, А. Г. Дорошенко. - Челябинск : ЧГАУ, 2003. - 62 с.

90. Рахимов, Р. С. Повышение эффективности использования сельскохозяйственных агрегатов с тракторами Агромаш «Руслан» / Р. С. Рахимов, Е. И. Бердов, И. Р. Рахимов, Н. Т. Хлызов // Современное состояние прикладной науки в области механики и энергетики : материалы всероссийской научно-практической конференции / Чувашская государственная сельскохозяйственная академия. - Чебоксары, 2016. - С. 211-224.

91. Рахимов, Р. С. Противозасушливая ресурсосберегающая технология и машины для производства зерновых культур в зоне Южного Урала / Р. С. Рахимов, Н. К. Мазитов, Ю. Б. Четыркин и др. // Вестник ЧГАА. - Т. 58. - С. 8488.

92. Рахимов, Р. С. Разработка и производство комплекса машин для возделывания сельскохозяйственных культур в острозасушливых условиях / Р. С. Рахимов, В. Н. Коновалов, И. Р. Рахимов, Д. А. Ялалетдинов // Технологии и средства механизации в АПК : материалы международной научно-практической конференции Института агроинженерии. - Челябинск, 2018.

93. Рахимов, Р. С. Разработка ресурсосберегающей технологии и обоснование параметров комплекса машин для возделывания сельскохозяйственных

культур в зоне Урала / Р. С. Рахимов, С. Г. Мударисов, И. Р. Рахимов // Вестник БГАУ. - 2018. - С. 121-134.

94. Рахимов, Р. С. Разработка технологии и изготовление импортозамещающего комплекса машин для возделывания сельскохозяйственных культур / Р. С. Рахимов, И. Р. Рахимов, Д. А. Ялалетдинов и др. // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2020. - Т. 21, № 1. - С. 86-96.

95. Рахимов, Р. С. Технологическое обоснование необходимости автоматического регулирования глубины обработки широкозахватных почвообрабатывающих машин / Р. С. Рахимов, Н. Т. Хлызов // Почвообрабатывающие машины и динамика агрегатов : сб. науч. тр. - Челябинск, 1988. - С. 44-52.

96. Саклаков, В. Д. Технико-экономическое обоснование выбора средств механизации / В. Д. Саклаков, М. Н. Сергеев. - М. : Колос, 1973.

97. Сахапов, Р. Л. Механико-технологическое обоснование параметров ресурсосберегающих культиваторов : автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Р. Л. Сахапов. - Зеленоград, 2002. - 39 с.

98. Сахапов, Р. Л. Ресурсосберегающие культиваторы для многоукладного хозяйствования / Р. Л. Сахапов. - М. : Колос, 2001. - 116 с.

99. Свечников, П. Г. Обоснование параметров плоскорежущей лапы с переменным углом резания для глубокого рыхления почвы : дис. ... канд. техн. наук / П. Г. Свечников. - Челябинск, 1984. - 217 с.

100. Синеоков, Г. Н. Сопротивление почвы, возникающее при ее обработке : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Г. Н. Синеоков. - М., 1954.

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

102. Спирин, А. П. Новые почвовлагосберегающие орудия / А. П. Спирин,

A. Ф. Жук, В. В. Покровский // Земледелие. - 2000. - № 4. - С. 28-29.

103. Спирин, А. П. Противодефляционная обработка почвы / А. П. Спирин. - М. : ВИМ, 2006. - 248 с.

104. Таскаева, А. Г. Обработка почвы : учебное пособие / А. Г. Таскаева,

B. В. Бледных, Р. С. Рахимов. - Челябинск : РИО ЧГАА, 2012. - 112 с.

105. Токушев, Ж. Е. Теория и расчет орудий для глубокого рыхления плотных почв / Ж. Е. Токушев. - М. : Инфра-М, 2003.

106. Токушев, Ж. Е. Технология, теория и расчет орудий для разуплотнения пахотного и подпахотного горизонтов почвы : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Ж. Е. Токушев. - М., 2003.

107. Труфанов, В. В. Глубокое чизелевание почвы / В. В. Труфанов ; ВАСХНИЛ. - М. : Агропромиздат, 1989. - 139 с.

108. Тряпицын, Д. А. Обоснование параметров чизельных рабочих органов с наклонными и криволинейными стойками для основной безотвальной обработки почвы : дис. . канд. техн. наук / Д. А. Тряпицын. - М., 1990.

109. Файрушин, Д. З. Обоснование параметров универсальных противо-эрозионных почвообрабатывающих машин : автореф. дис. . канд. техн. наук / Д. З. Файрушин. - Челябинск, 2004. - 22 с.

110. Хачатрян, Х. А. Стабильность работы почвообрабатывающих агрегатов / Х. А. Хачатрян. - М., 1974.

111. Циммерман, М. З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин / М. З. Циммерман. - М. : Машиностроение, 1976. - 295 с.

112. Шеметов, Н. А. Обоснование параметров плоскореза-щелевателя : дис. . канд. техн. наук / Н. А. Шеметов. - Челябинск, 1983.

113. Шеметов, Н. А. Обоснование угла постановки долота щелереза. Динамика почвообрабатывающих агрегатов и рабочие органы для обработки почвы / Н. А. Шеметов, С. Н. Капов // Труды ЧИМЭСХ. - 1982. - С. 33-37.

114. Шульгин, И. Г. Результаты сравнительных испытаний культиваторов-плоскорезов / И. Г. Шульгин, К. К. Вервейн, А. А. Герш // Научные труды ЦелинНИИМЭСХ. - Алма-Ата, 1981. - С. 75.

115. Ялалетдинов, Д. А. Обоснование параметров механизма навешивания универсального орудия для поверхностной обработки почвы к трактору / Д. А. Ялалетдинов // Вестник БашГАУ. - 2022. - № 4 (64). - С. 144-152.

116. Ялалетдинов, Д. А. Обоснование схемы конструкции и металлоемкости универсального орудия для поверхностной обработки почвы / Д. А. Ялалетдинов // Известия Международной академии аграрного образования. -2022. - № 63. - С. 51-62.

117. Ямалетдинов, М. М. Обоснование конструктивной схемы и параметров комбинированного почвообрабатывающего орудия : автореф. дис. ... канд. техн. наук / М. М. Ямалетдинов. - Уфа, 2010. - 20 с.

118. Янкелевич, В. Г. Обоснование конструктивной схемы и параметров ширикозахватного секционного культиватора-плоскореза : автореф. дис. ... канд. техн. наук / В. Г. Янкелевич. - Челябинск, 1985. - 20 с.

119. Abo Al-kheer, A. Reliability-based design for soil tillage machines / A. Abo Al-kheer, A. El-Hami, M. G. Kharmanda, A. M. Mouazen // Journal of Ter-ramechanics. - 2011. - Vol. 48, iss. 1, February. - P. 57-64.

120. Ibrahmi, A. Study the effect of tool geometry and operational conditions on moldboard plough forces and energy requirement: Part 2. Experimental validation with soil bin test / A. Ibrahmi, H. Bentaher, E. Hamza, A. Maalej, A. M. Mouazen // Computers and Electronics in Agriculture. - 2015. - Vol. 117, September. -P. 268-275.

121. Mazitov, N. K. Import Substitution Technology and Machinery as the Basis for Eliminating Food Dependence of Russia / N. K. Mazitov, R. S. Rakhimov, N. T. Sorokin, L. Z. Sharafiev, I. R. Rakhimov, D. A. Yalaletdinov // International scientific and practical conference "AgroSMART - Smart solutions for agriculture" (AgroSMART 2018). December 2018 (Series: Advances in Engineering Research, vol. 151). DOI: 10.2991/agrosmart-18.2018.111

122. McKyes, E. Effect of design parameters of flat tillage tools on loosening of a clay soil / E. McKyes, J. Maswaure // Soil and Tillage Research. - 1997. - Vol. 43, iss. 3-4, November. - P. 195-204.

123. Mileusnic, Z. I. Comparison of tillage systems according to fuel consumption / Z. I. Mileusnic, D. V. Petrovic, M. S. Bevic // Energy. - 2010. - Vol. 35, iss. 1, January. - P. 221-228.

124. Ranjbarian S. Performance of tractor and tillage implements in clay soil / S. Ranjbarian, M. Askari, J. Jannatkhah // Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. - 2017. - Vol. 16, iss. 2, April. - P. 154-162.

Приложение 1

Зависимости тягового сопротивления орудий

Рисунок 1.П.1- Зависимость тягового сопротивления навесного орудия Р, кН, с рыхлительными (кривые 1, 2, 3), лаповыми (кривые 4, 5, 6) и дисковыми (кривые 7, 8, 9) рабочими органами от скорости движения агрегата Уа, м/с

при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, В = 8 м, / = 0,3 и при различных значениях а1, м; а1 = 0,08 м (кривые 1, 4, 7), а1 = 0,12 м (кривые 2, 5, 8), а1 = 0,16 м (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 2.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления навесного орудия Р, кН, с рыхлительными (кривые 1, 2, 3), лаповыми (кривые 4, 5, 6) и дисковыми (кривые 7, 8, 9) рабочими органами от скорости движения агрегата Уа, м/с при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с,/ = 0,3 и при различных значениях В м; В = 8 м (кривые 1, 3, 5), В = 12 м

(кривые 2, 4, 6)

Р, кН

О 1 23456789 10 11 12

Рисунок 3.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления навесного орудия Р,

кН, с рыхлительными (кривые 1, 2, 3), лаповыми (кривые 4, 5, 6) и дисковыми (кривые 7, 8, 9) рабочими органами от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с и при/ = 0,2 (кривые 1, 4, 7), f = 0,3 (кривые 2, 5, 8), f = 0,5 (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 4.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления навесного орудия Р, кН, с рыхлительными (кривые 1, 2, 3), лаповыми (кривые 4, 5, 6) и дисковыми (кривые 7, 8, 9) рабочими органами от скорости движения агрегата Уа, м/с при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с, В = 8 м и при различных значениях f; f = 0,2 м (кривые 1, 4, 7), f = 0,3 м (кривые 2, 5, 8), f = 0,5 м (кривые 3, 6, 9)

Р, кН

80Т

Рисунок 5.П.1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, а1 = 0,08 м, / = 0,2, Уа = 2 м/с, при различных К1, кН/м2; К1 = 20 кН/м2 (кривые 1, 4, 7), К1 = 35 кН/м2 (кривые 2, 5, 8), К1 = 50 кН/м2 (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 6.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, а1 = 0,08 м, / = 0,2, Уа = 2 м/с, К1 = 35 кН/м2 при различных а1, м; а1 = 0,08 м (кривые 1, 4, 7), а1 = 0,12 м (кривые 2, 5, 8),

а1 = 0,16 м (кривые 3, 6, 9)

Р, кН 140:'

01 23456789 10 11 12

Рисунок 7.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, f = 0,2, К1 = 35 кН/м2 и при а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с (кривые 1, 4, 7), а1 = 0,12 м, Уа = 3 м/с (кривые 2, 5, 8), а1 = 0,16 м,

Уа = 3,5 м/с (кривые 3, 6, 9)

Р, кН

Рисунок 8.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых

(кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с и при f = 0,2 (кривые 1, 4, 7), f = 0,3 (кривые 2, 5, 8), f = 0,5 (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 9.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия P, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от скорости движения агрегата Va, м/с, при L = 1,2 м, K1 = 35 кН/м2, a1 = 0,08 м, B = 8 м, f = 0,3 и при различных значениях a1, м; a1 = 0,08 м (кривые 1, 4, 7), a1 = 0,12 м (кривые 2, 5, 8), a1 = 0,16 м (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 10.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия P, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от скорости движения агрегата Va, м/с, при L = 1,2 м, K1 = 35 кН/м2, a1 = 0,08 м, Va = 2 м/с, f = 0,3 и при различных значениях B, м; B = 8 м (кривые 1, 3, 5), B = 12 м

(кривые 2, 4, 6)

Рисунок 11.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с двухрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от скорости движения агрегата Уа, м/с, при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с, В = 8 м и при различных значениях f; f = 0,2 м (кривые 1, 4, 7), f = 0,3 м (кривые 2, 5, 8), f = 0,5 м (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 12.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, а1 = 0,08 м, f = 0,2, Уа = 2 м/с, при различных К1, кН/м2; К1 = 20 кН/м2 (кривые 1, 4, 7), К1 = 35 кН/м2 (кривые 2, 5, 8), К1 = 50 кН/м2 (кривые 3, 6, 9)

Р, кН

О 1 23456789 10 11 12

Рисунок 13.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов

от скорости движения агрегата Уа, м/с при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, В = 8 м,/ = 0,3 и при различных значениях а1, м; а1 = 0,08 м (кривые 1, 4, 7), а1 = 0,12 м (кривые 2, 5, 8), а1 = 0,16 м (кривые 3, 6, 9)

Р, кН

Рисунок 14.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, / = 0,2, К1 = 35 кН/м2 и при а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с (кривые 1, 4, 7), а1 = 0,12 м, Уа = 3 м/с (кривые 2, 5, 8),

а1 = 0,16 м, Уа = 3,5 м/с (кривые 3, 6, 9)

Р, кН 80

Рисунок 15.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от ширины захвата орудия В, м, при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с и при f = 0,2 (кривые 1, 4, 7), f= 0,3 (кривые 2, 5, 8), f = 0,5

(кривые 3, 6, 9)

Р, кН 100"

2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6

Рисунок 16.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от скорости движения агрегата Уа, м/с, при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, В = 8 м, f = 0,3 и при различных значениях а1, м; а1 = 0,08 м (кривые 1, 4, 7), а1 = 0,12 м (кривые 2, 5, 8), а1 = 0,16 м (кривые 3, 6, 9)

Рисунок 17.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от скорости движения агрегата Уа, м/с, при Ь =1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с, f = 0,3 и при различных значениях В, м; В = 8 м (кривые 1, 3, 5), В = 12 м (кривые 2, 4, 6)

Рисунок 18.П. 1 - Зависимость тягового сопротивления прицепного орудия Р, кН, с четырехрядным расположением рыхлительных (кривые 1, 2, 3), лаповых (кривые 4, 5, 6) и дисковых (кривые 7, 8, 9) рабочих органов от скорости движения агрегата Уа, м/с при Ь = 1,2 м, К1 = 35 кН/м2, а1 = 0,08 м, Уа = 2 м/с, В = 8 м и при различных значениях f; f = 0,2 м (кривые 1, 4, 7), f = 0,3 м (кривые 2, 5, 8), f = 0,5 м (кривые 3, 6, 9)

Приложение 2 Зависимости ширины захвата орудий

Рисунок 1.П.2 - Зависимость ширины захвата прицепного орудия В, м, с двухрядным расположением рабочих органов от максимально возможного

тягового усилия на крюке тракторов Рт, кН, различного тягового класса при К1 = 20 кН/м2, Ь = 1,2 м и различных а1, м; а1 = 0,08 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 1-4), а1 = 0,12 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 5-8), а1 = 0,16 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 9-12)

Рисунок 2.П.2 - Зависимость ширины захвата прицепного орудия В, м, с двухрядным расположением рабочих органов от максимально возможного

тягового усилия на крюке тракторов Рт, кН, различного тягового класса при К1 = 35 кН/м2, Ь = 1,2 м и различных а1, м; а1 = 0,08 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 1-4), а1 = 0,12 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 5-8), а1 = 0,16 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 9-12)

Рисунок 3.П.2 - Зависимость ширины захвата прицепного орудия В, м, с двухрядным расположением рабочих органов от максимально возможного

тягового усилия на крюке тракторов Рт, кН, различного тягового класса при К1 = 50 кН/м2, Ь = 1,2 м и различных а1, м; а1 = 0,08 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 1-4), а1 = 0,12 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 5-8), а1 = 0,16 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 9-12)

Рисунок 4.П.2 - Зависимость ширины захвата прицепного орудия В, м, с четырехрядным расположением рабочих органов от максимально возможного тягового усилия на крюке тракторов Рт, кН, различного тягового класса при К1 = 20 кН/м2, Ь = 2,4 м и различных а1, м; а1 = 0,08 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 1-4), а1 = 0,12 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 5-8), ах = 0,16 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 9-12)

Рисунок 5.П.2 - Зависимость ширины захвата прицепного орудия В, м, с четырехрядным расположением рабочих органов от максимально возможного тягового усилия на крюке тракторов Рт, кН, различного тягового класса при К1 = 35 кН/м2, Ь = 2,4 м и различных а1, м; а1 = 0,08 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 1-4), а1 = 0,12 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 5-8), а1 = 0,16 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 9-12)

Рисунок 6.П.2 - Зависимость ширины захвата прицепного орудия В, м, с четырехрядным расположением рабочих органов от максимально возможного тягового усилия на крюке тракторов Рт, кН, различного тягового класса при К1 = 50 кН/м2, Ь = 2,4 м и различных а1, м; а1 = 0,08 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 1-4), а1 = 0,12 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 5-8), а1 = 0,16 м, Уа = 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 м/с (кривые 9-12)

Приложение 3

Методика определения экономической эффективности

1. Методы определения экономических показателей на отдельных видах

механизированных работ

Прямые эксплуатационные затраты денежных средств, приходящиеся на выполнение 1 га обработки почвы ЗЭщ, руб./га, вычисляют по формуле

3ЭЩ _ 3ОМ + 3ТСМ1 + 3Р1 + А + ИВ.М1 5 (1.П.3)

где зот - затраты денежных средств на оплату труда обслуживающего персонала, руб./га;

ЗТсм - затраты денежных средств на оплату горюче-смазочных материалов (далее - ГСМ), руб./га;

Зр - затраты денежных средств на ремонт и техническое обслуживание, руб./га;

А - амортизационные отчисления, руб./га;

ив м - издержки денежных средств на вспомогательные технологические материалы, руб./га.

Затраты денежных средств на оплату труда обслуживающего персонала З0 т вычисляют по формуле

_мех

З _ к к 3 (2.П.3)

см,

где хк - количество обслуживающего персонала к-й квалификации, чел.;

тк - часовая оплата труда обслуживающего персонала к-й квалификации, руб./ч;

РУсм - производительность самоходной техники, МТА за 1 ч сменного времени на /-м виде работы, ед. наработки;

К - коэффициент, учитывающий уровень социальных отчислений от

зарплаты;

пмех - число обслуживающего персонала, чел.

Затраты денежных средств на оплату ГСМ вычисляют по формуле

ЗТСМ, = §тЦтКем.м ; (3.П.3)

где - удельный расход моторного топлива, кг/га; цт - цена моторного топлива руб./га;

- коэффициент учета цены смазочных материалов. Затраты денежных средств на ремонт и техническое обслуживание МТА Зр вычисляют по формуле

м

2бм,к

З, = *-10-4, (4Л.3)

! ШЭК,

где пм - число орудий, входящей в МТА, шт.;

Бм - цена трактора и орудия (без НДС), руб.;

Кр - значение отчислений на ремонт и техническое обслуживание от цены орудия на 100 ч ее работы, %;

Шэк. - производительность орудия за один час эксплуатационного времени, га/ч.

Производительность орудия за 1 ч эксплуатационного времени шэк вычисляют по формуле

Ш = Ш

( \ л-1

К К у

(5.П.3)

где Ш - производительность орудия за 1 ч основного времени за период контрольных смен, ед. наработки;

к - коэффициент использования сменного времени орудием за период контрольных смен, К =0,85;

К - коэффициент готовности орудия по оперативному времени;

Кг =0,95.

11

Амортизационные отчисления д вычисляют по формуле

1 пм Б

А _-У—L (6.П.3)

1 Ш ^ /? 5

П ЭК, 1=1

где - значение амортизационного ресурса орудия, ч.

Совокупные затраты денежных средств на выполнение единицы наработки (себестоимость выполнения единицы) зсов, руб./га, вычисляют по формуле

3сов1 _ 3ЭЩ + ИоК.С1, (7.П.3)

где иокс - издержки денежных средств на охрану окружающей среды, НДЕ/ед. наработки.

Издержки денежных средств на охрану окружающей среды вычисляют по формуле

Иок. с,_ ётН0К. с, (8.П.3)

где нок с - норма отчислений на охрану окружающей среды за выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ двигателями трактора, руб/кг.

2. Методы определения показателей ресурсосбережения

Совокупные затраты денежных средств на годовой фактический объем работы орудия, З1 , руб., вычисляют по формуле

3'г _ 3г Fг (Я ТТ

сов.тех1 сов^ ' (9.11.3)

где Гг - годовой фактический объем работ орудия, га.

Годовой фактический объем работы нового орудия с учетом агротехнических сроков в климатической зоне, вычисляют по формуле

рГ = ШэЦ , (10.П.3)

где п - агротехнический срок выполнения работы, принятый в зоне, дней; ^ - возможное время работы орудия в сутки, ч.

Совокупные затраты денежных средств за годовой условный объем (себестоимость годового условного объема) ЗГсовр , руб., вычисляют по формуле

зГов. р, =зГовгуГ, (11.П.3)

где - годовой условный объем работы, га.

Годовую потребность в орудии на выполнение условного объема работы NГЕХ , шт., вычисляют по формуле

Р г

^Х . (12.П.3)

Годовую потребность в обслуживающем персонале (механизаторах и вспомогательных рабочих) на условный объем работы ^Гех , чел., вычисляют

по формуле

АМЕХ, = АМЕХПсмNТЕХ, , (13.П.3)

где п - число смен работы обслуживающего персонала в течение суток (целое число), шт.

Годовую потребность в моторном топливе на условный объем работы ЯГ, кг, вычисляют по формуле

ЯТ1 = gтiРу . (14.П.3)

Капиталовложения на обработке почвы кМТА , руб., вычисляют по формуле

КМТА = Кех,, (БЭН1 + БСХМ1 + псхм,), (15.П.3)

где Бэн, - ценау-го энергосредства, руб.; Бсхм. - ценау-й сельхозмашины, руб.; пСхм - числоу-х сельхозмашин в МТА, шт.

3. Методы определения показателей сравнительной экономической эффективности

Годовую экономию совокупных затрат денежных средств в расчете на

годовой фактический объем работы орудия, выполненный на обработке

почвы, Эгшх , руб., вычисляют по формуле

Эгтру = Та - _гм , (16 ПЗ)

Г .ТЕХ] сов.тех; сов.тех; ?

где Згсатех , Зг*тех. - совокупные затраты денежных средств в расчете на годовой фактический объем работы орудия, по аналогу и нового орудия соответственно, руб.

Годовую экономию совокупных затрат денежных средств в расчете на годовой условный объем работы эгр , руб., вычисляют по формуле

ЭГ.р ~ Зсов.р, _ Зсон.р, , (17.П.3)

где З^ , _гс"вр - совокупные затраты денежных средств в расчете на годовой условный объем работы по аналогу и нового орудия соответственно, руб.

Снижение себестоимости выполнения работы тс , %, вычисляют по формуле

ог. гуг.а

т = (18.П.3)

сов. р,

Срок окупаемости капиталовложений орудия для выполнения годового условного объема /-го вида работы 8И, лет, вычисляют по формуле

^Г N

^И _ 1 у 1" г.м,

к ~ Ж НЭ ,

см, г. раб,

Г ~\Т ( Т^н Т?н \

Бэн; БСХТ;

рн рн СХМ]

V ^ЭН; ^СХТ; у

(19.П.3)

где - производительность нового орудия при обработке почвы за 1 ч

сменного времени, га/ч; БНн - цена новогоу-го энергосредства, руб.;

БН■ХГ, - цена новойу-й сельхозмашины, руб.;

Я"н - амортизационный ресурс новогоу-го энергосредства, ч;

Ксхг - амортизационный ресурс новойу-й сельхозмашины, ч.

Снижение потребности в обслуживающем персонале (механизаторах и вспомогательных рабочих) для выполнения годового условного объема работы тмех , %, вычисляют по формуле

102, (20.П.3)

где Лгм"х , Лгмах - годовая потребность в обслуживающем персонале (механизаторах и вспомогательных рабочих) для выполнения условного объема работы, соответственно, по новому орудию и аналогу, чел. Снижение потребности в моторном топливе для выполнения годового условного объема работы т , %, вычисляют по формуле

От" -<2та 2

ттм = О 102, (21.П.3)

где О^-", Яа - годовая потребность в моторном топливе на условный объем работы соответственно по новой технике и аналогу, кг.

Приложение 4

Определение силы тяжести (металлоемкости) различных схем конструкции орудий для поверхностной обработки почвы

На величину силы тяжести оказывают влияние конструктивная схема, глубина хода рабочих органов, удельное сопротивление почвы, тип рабочих органов и дополнительных приспособлений (катки, боронки, выравниватели). Согласно работам [86; 87], сила тяжести орудий Go, кН, определяется по формуле

п

Со=А0 + С1 + С2 + С3=А0 + ва1К1ВЬ2 + аа1К1В + (1.П.4)

¿=1

где О1 - сила тяжести рамы, кН;

02 - сила тяжести рабочих органов, кН;

03 - сила тяжести катков и боронок, кН;

А0 - сила тяжести автосцепки или прицепного устройства орудий, кН; в - коэффициент удельной металлоемкости рамных конструкций орудий, 1/м2;

а1 - глубина обработки различных типов рабочих, м; а1 = 0,08.0,2 м; К1 - удельное сопротивление почвы рабочим органам, кН/м2; К = 30.60 кН/м2; В - ширина захвата орудия, м;

Ь - расстояние от оси присоединения переднего бруса рамы к механизму навески трактора или прицепного устройства орудия до точки приложения равнодействующей всех сил с учетом дополнительных рабочих органов, м;

а - коэффициент удельной металлоемкости различных типов рабочих органов;

П - коэффициент удельной металлоемкости дополнительных рабочих органов или приспособлений;

К2 - удельное сопротивление почвы катков или боронок, кН/м2; Кг = 15.20 кН/м2;

а2 - глубина хода катков и боронок, м; а2 = 0,05 . 0,06 м. Сила тяжести автосцепки А0, кН, для навесных орудий незначительна, и ее можно не учитывать. Примем для навесных орудий А0 = 0.

Для полунавесных и прицепных орудий А0 определяется по зависимости

А0 = 0,5Ву050, (2.П.4)

где уо - объемный вес стали, кН/м3,

S0 - суммарная площадь поперечного сечения профиля прицепного устройства, м2.

Конструктивную схему орудия определяет расстояние Ь, м, равной (глава 1, рисунок 1.2):

Ь = 10 + 1Ц, (3.П.4)

где 10 - расстояние от оси присоединения навесного орудия к механизму

навески трактора или прицепному устройству орудия до центра сопротивления первого ряда рабочих органов, м;

/ц - расстояние от центра сопротивления первого ряда рабочих органов до центра сопротивления орудия (до условного среднего рабочего органа, куда прикладывается равнодействующая всех сил, действующих на орудие), м.

Тогда для шахматной схемы расположения рабочих органов на раме орудия расстояние Ь, м, определяется по формуле

Ь = 10 + 0,51(с1 - 1), (4.П.4)

где /р - расстояние между рядами рабочих органов, м,

с1 - количество рядов рабочих органов на раме орудия, шт. При известных конструктивной схеме и параметрах орудия определяются коэффициенты металлоемкости орудия в, а и п по формулам

(5П4)

а = 1±в: (6П4)

Сз

п = 1*ьв- (7П4)

Эти коэффициенты используются для совершенствования конструктивных схем существующих орудий или при проектировании новых орудий.

Во втором случае разрабатывается конструктивная схема орудия, обосновываются конструктивные параметры ширины захвата орудия и рабочих органов, разрабатывается ЭБ-модель орудия для конкретного трактора. Затем при заданных максимальных значениях глубины обработки а1, а2 и удельного сопротивления почвы К1 и К2 проводят прочностные расчеты рамы, рабочих органов и приспособлений и определяют для выбранных марок стали параметры орудия. Полученные данные позволяют определить силу тяжести рамы G1, кН, рабочих органов G2, кН, и приспособлений G3, кН, а затем по формулам (5.П.4)-(7.П.4) коэффициенты металлоемкости в, а и п.

При известных коэффициентах в, а и п можно определить силу тяжести G0, кН, орудий при различных значениях ширины захвата орудия В, м, глубины обработки а1, а2, м, и удельного сопротивления почвы К1 и К2, кН/м2.

На основе проведенных прочностных расчетов определены силы тяжести рамы с ходовыми колесами G1, кН, рабочих органов G2, кН, и катков G3, кН. Далее, для максимально возможных значений глубины обработки а1 = 0,16 м, а2 = 0,06 м, удельного сопротивления почвы К1 = 60 кН/м2, К2 = 20 кН/м2 и при Ь = 1,2 м для двухрядного расположения рабочих органов и Ь = 2,2 м для четырехрядного расположения рабочих органов при использовании универсального рабочего органа с лапами, дисками, рыхлителями или сменными модулями с различными типами рабочих органов определены значения коэффициентов металлоемкости в, а и п (таблица 1.П.4).

При известных значениях коэффициентов в, а и п можно определить зависимость силы тяжести орудия G0, кН, от ширины захвата орудия В, м, при различных значениях удельного сопротивления почвы К1 и К2 и глубины обработки а1, а2.

Результаты расчетов в виде графиков представлены на рисунках 1.П.4-

6.П.4.

Таблица 1.П.4. Значения коэффициентов в, а и п

Тип рабочего органа

Коэффици- дисковые лаповые рыхлительные

Тип орудия навес- прицеп./-'^ навес- прицеп- навес- прицеп-

ент ная /-""полунав. ная ная ная ная

Двухрядное со 0,22 /

в, 1/м2 сменными рабочими органами 0,12 X 0,21 0,12 0,22 0,12 0,22

Со сменными модулями 0,17 0,28 0,27 0,17 0,28 0,17 0,28

а - 0,51 0,51 0,35 0,35 0,31 0,31

п - 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63

Четырехрядное

в, 1/м2 расположение рабочих органов - 0,078 - 0,078 - 0,078

Со сменными модулями 0,1

Из рисунков 1.П.4-6.П.4 видно, что при одинаковой силе тяжести рамы, общей для всех типов рабочих органов, общая сила тяжести орудий 00, кН, зависит от силы тяжести рабочих органов 02, кН, и конструктивной схемы орудия. Из представленных данных следует, что наименьшую силу тяжести имеют навесные орудия, промежуточное значение имеют полунавесные, а наибольшую силу тяжести имеют прицепные орудия, причем тип рабочего органа на орудии оказывает существенное влияние на эту разницу. Так, для орудий с дисковыми рабочими органами при К1 = 30.60 кН/м2 и а1 = 0,16 м сила тяжести прицепных орудий 00, кН, больше 00, кН, навесных орудий на 21,4 %, а О0, кН, полунавесных больше О0, кН, навесных на 17 %. Аналогично О0, кН, прицепных орудий больше О0, кН, навесных орудий с лаповыми рабочими органами на 31 %, полунавесных на 25 %, а с рыхлительными рабочими органами, соответственно, на 21,2 и 15,5 %.

Из представленных данных также следует, что орудия с дисковыми рабочими органами имеют наибольшую силу тяжести 00, кН, промежуточное значение 00, кН, имеют орудия с лаповыми рабочими органами, а наимень-

шую силу тяжести G0, кН, имеют орудия с рыхлительными рабочими органами. Навесные орудия имеют силу тяжести меньше на 11...13 %, чем полунавесные, и на 15.20 %, чем прицепные орудия.

Аналогично действуют на изменение силы тяжести орудий глубина хода рабочих органов. Однако их влияние менее интенсивно, чем изменение удельного сопротивления почвы.

^^^^^^^^^ Кривая Параметр 1 2 3 4 5 6 7 8 9

а, м 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16

К1, кН/м2 60 60 60 45 45 45 30 30 30

К2, кН/м2 20 20 20 17 17 17 15 15 15

Рисунок 1.П.4 - Зависимость силы тяжести орудия с дисковыми рабочими органами G0, кН, от ширины захвата орудия В, м, при различных свойствах почвы К], кН/м2, и при а\ = 0,16 м, а2 = 0,06 м

Кривая Параметр ^^^^^^ 1 2 3 4 5 6 7 8 9

а, м 0,16 0,16 0,16 0,12 0,12 0,12 0,08 0,08 0,08

К1, кН/м2 45 45 45 45 45 45 45 45 45

Рисунок 2.П.4 - Зависимость силы тяжести орудия с дисковыми рабочими органами G0, кН, от ширины захвата орудия В, м, при различных значениях глубины обработки а1, м, при К1 = 45 кН/м2

^^^^^^^^ Кривая Параметр 1 2 3 4 5 6 7 8 9

а, м 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16

К1, кН/м2 60 60 60 45 45 45 30 30 30

Рисунок 3.П.4 - Зависимость силы тяжести орудия с дисковыми рабочими органами 00, кН, от ширины захвата орудия В, м, при а1 = 0,16 м и различных значениях удельного сопротивления почвы К1, кН/м2, и при а2 = 0,06 м,

Кг = 15.20 кН/м2

Од, КН 80 70

60 50 40 30 20 10 0

2

1 ^ 5

5

У

9

навесной

полунавесной

прицепной

2 3 4 5

9 10 11 12 13

В, м

^^^^^^^^ Кривая Параметр 1 2 3 4 5 6 7 8 9

а, м 0,16 0,16 0,16 0,10 0,10 0,10 0,08 0,08 0,08

К1, кН/м2 45 45 45 45 45 45 45 45 45

Рисунок 4.П.4 - Зависимость силы тяжести орудия с дисковыми рабочими органами 00, кН, от ширины захвата орудия В, м, при К1 = 45 кН/м2, К2 = 17 кН/м2 и значениях глубины обработки а1, м

Рисунок 5.П.4 - Зависимость силы тяжести орудия с рыхлительными рабочими органами 00, кН, от ширины захвата орудия В, м, при а1 = 0,2 м, а2 = 0,06 м, и различных значениях удельного сопротивления почвы

К1 = 45 кН/м2

С0, кН

80 70

60 50 40 30 20 10 о

1

1 4