Повышение качества поверхностной обработки почвы регулированием жесткости упругой стойки культиватора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Федоров Сергей Евгеньевич

• Федоров Сергей Евгеньевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Федоров Сергей Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

1 ПОСТАНОВКА ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Агротехнические требования к предпосевной подготовке почвы

1.2 Почвенные разности в Республике Мордовия

1.3 Агротехническая эффективность почвообрабатывающих комбинированных машин и агрегатов

1.4 Анализ конструкций современных отечественных комбинированных культиваторов

1.5 Анализ конструкций зарубежных комбинированных

культиваторов

1.6 Классификация и анализ упругих стоек культиваторов

1.7 Анализ влияния подвески рабочего органа на тяговые и агротехнические показатели

1.8 Основные выводы, постановка вопроса и задачи исследований

2 РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАГРУ-ЖЕННОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ НА УПРУГИХ

СТОЙКАХ

2.1 Постановка задачи

2.2 Колебания рабочего органа на упругой стойке

2.3 Моделирование колебаний носка рабочего органа упругой стойки на макроуровне

2.4 Геометрия и материал упругой стойки культиватора

2.5 Метод конечных элементов

2.6 Моделирование колебательного процесса упругой Б-образной стойки комбинированного культиватора

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа экспериментальных исследований

3.2 Методика многофакторного эксперимента по оптимизации режима

работы упругой Б-образной стойки

3.3 Методика проведения лабораторных исследований упругой Б-образной стойки

3.4 Экспериментальные установки и приборы для проведения работ

3.5 Лабораторно-полевые исследования

3.6 Обработка экспериментальных данных

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты выбора рациональных режимов работы Б-образных упругих стоек

4.2 Сравнительные лабораторные исследования упругой Б-образной

стойки с регулятором жесткости

4.3 Полевые исследования упругой Б-образной стойки

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ УПРУГОЙ СТОЙКИ КОМБИНИРОВАННОГО КУЛЬТИВАТОРА С РЕГУЛЯТОРОМ ЖЕСТКОСТИ В ПРОИЗВОДСТВО

5.1 Экономическая эффективность внедрения упругой стойки с

регулятором жесткости

5.1.1 Определение стоимости изготовления регулятора жесткости

5.1.2 Показатели экономической эффективности

5.1.3 Экономические показатели, формирующие основные параметры

эффективности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества поверхностной обработки почвы регулированием жесткости упругой стойки культиватора»

ВВЕДЕНИЕ

Основными резервами роста производства зерна являются повышение продуктивности и устойчивости земледелия за счет увеличения плодородия почв и внедрения адаптивной ресурсосберегающей системы.

В настоящее время необходимо как улучшать способы и системы поверхностной обработки почвы, так и использовать более совершенные сельскохозяйственные машины. К ним относятся комбинированные машины и агрегаты, эксплуатация которых повышает качество выполнения технологических операций обработки почвы, сокращает число проходов по полю, потери времени на холостые проходы и заезды, денежные и трудовые затраты, увеличивает производительность труда [1, 8, 22, 47, 48, 79, 106].

Значительный интерес представляют исследования современных комбинированных культиваторов, рабочие органы которых закреплены с помощью упругих стоек. Анализ работы упругих стоек показал, что рабочие органы, закрепленные на них, встречая в процессе работы переменное сопротивление почвы, совершают вынужденные колебания. Это приводит к улучшению качества крошения почвы и снижению тягового сопротивления. Воздействие такого рабочего органа аналогично колебаниям вибратора [3, 19, 20, 28, 41, 42]. Однако лапы на упругой подвеске при работе имеют отклонение от установленной глубины обработки на 10-15% больше, чем при жесткой подвеске и не сохраняют оптимальную геометрию резания [43, 54, 55, 56, 60, 124]. Поэтому поиски научно-обоснованных путей решения задач повышения эффективности работы агрегатов поверхностной обработки почвы, с культиваторами на упругих стойках, являются актуальными и имеют важное народно-хозяйственное значение.

Цель работы. Повышение качества и снижение энергозатрат поверхностной обработки почвы путем регулирования и оптимизации жесткости упругой стойки культиватора с адаптацией к заданным почвенным условиям работы.

Задачи исследований.

- выполнить анализ работы агрегатов для поверхностной обработки почвы,

оснащенных рабочими органами на упругих стойках, выявить их недостатки и определить основные направления их совершенствования;

- разработать модели и исследовать характер процесса взаимодействия рабочего органа на упругой стойке культиватора с обрабатываемой средой, получить закономерности перемещения рабочего органа на упругой стойке расчетом с использованием компьютерной программы АРМ FEM (система прочностного анализа);

- обосновать параметры и изготовить регулятор жесткости упругой стойки;

- провести лабораторные и производственные исследования рабочего органа и машинно-тракторного агрегата с культиватором, оборудованного регуляторами жесткости упругих стоек и дать сравнительную агротехническую, энергетическую и технико-экономическую оценку работы.

Объект исследований. Упругая S-образная стойка с регулятором жесткости комбинированного культиватора.

Предмет исследований. Процесс взаимодействия рабочего органа на упругой S-образной стойке с почвой.

Научная новизна работы.

- математические модели движения рабочего органа на упругой стойке комбинированного культиватора, позволяющие определить основные параметры стойки в широком диапазоне изменения почвенных условий;

- модель процесса взаимодействия рабочего органа на S- образной стойке комбинированного культиватора с обрабатываемой средой с использованием современной компьютерной программы АРМ FEM;

- результаты лабораторных и производственных исследований рабочего органа на упругой S-образной стойке с регулятором жесткости комбинированного культиватора для поверхностной обработки почвы.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

- результаты автоматизированного расчета колебательного процесса упругой S-образной стойки с использованием компьютерной программы АРМ FEM;

- лабораторные установки по испытанию упругих стоек;

- стендовые и лабораторные испытания в почвенном канале упругой S-образ-ной стойки;

- рекомендации по применению регулятора жесткости упругой стойки комбинированного культиватора.

Рабочий орган на упругой стойке с регулятором жесткости внедрен в хозяйствах ОАО агрофирма «Искра» Атяшевского муниципального района, ФГУП «1-е Мая» Россельхозакадемии Республики Мордовия. Результаты исследований используются в ОАО «МордовАгроМаш».

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов классической механики, моделирования, математической статистики, теории упругости. При вычислениях использовались программные продукты EXCEL и АРМ FEM. Экспериментальные исследования выполнялись с применением измерительной аппаратуры, стандартных нормативов и методик по планированию и получению опытных данных.

Апробация работы. Результаты основных положений диссертации докладывались и обсуждались на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МГУ имени Н.П. Огарева (2011-2015), на IX Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию со дня рождения и памяти докт. с.-х. наук, профессора С. А. Лапшина «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» г. Саранск, 2013, Международной научно-технической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы» г. Саранск, 2014, VII Всероссийской научно-практической конференции «Основные направления развития техники и технологий в АПК» г. Княгинино, 2015.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- математические модели движения рабочего органа на упругой стойке комбинированного культиватора;

- модель процесса взаимодействия рабочего органа на S-образной стойке комбинированного культиватора с обрабатываемой средой с использованием компьютерной программы АРМ FEM;

- результаты сравнительных лабораторных и производственных исследований рабочего органа на S-образной стойке с регулятором жесткости комбинированного культиватора для поверхностной обработки почвы.

- рекомендации по применению регулятора жесткости упругой стойки комбинированного культиватора.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 печатных работах, в т. ч. 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 52 иллюстрации, 21 с. приложений. Список использованной литературы включает 142 наименования, из них 5 на иностранном языке.

1 ПОСТАНОВКА ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Агротехнические требования к предпосевной подготовке почвы

Совокупность взаимосвязанных приемов обработки почвы, применяемых до посева семян сельскохозяйственных культур, составляет систему предпосевной обработки, в которую входят ранневесеннее рыхление и предпосевная культивация. Предпосевная обработка почвы является заключительным этапом подготовки почвы к посеву. Основные задачи предпосевной обработки - выравнивание поверхности поля, уменьшение потери влаги из почвы, очищение верхнего слоя почвы от сорняков, создание условий для качественной заделки семян и рыхлого слоя почвы с оптимальным сложением, обеспечивающий благоприятные условия для прорастания семян и для дальнейшего их роста и развития (рис. 1.1) [40, 99].

Рисунок 1.1 - Идеальная структура крошения почвы

Выполнение данных задач предпосевной обработки почвы возможно достичь при использовании комбинированных машин и агрегатов и рациональном их использовании, с учетом почвенно-климатических условий. В связи с этим к качеству предпосевной обработке почвы предъявляют следующие требования [32]:

- поверхность поля должна быть выровнена, высота гребней или глубина борозд должна быть не более 4 см;

- отсутствие комков почвы и камней размером более 10 см;

- поверхностный слой почвы должен быть разрыхленным, а ее состав мелкокомковатым, в нем допускаются комки почвы размером по наибольшему диаметру до 2,5 см не более 80%, а от 5 до 10 см - не более 10%;

- плотность должна быть 1,0-1,3 г/см3;

- отклонение от заданной глубины обработки не более 1,0 см;

- отсутствие неподрезанных сорных растений;

- отсутствие огрехов на подготовленном поле для посева.

Неравномерное размещение семян по глубине существенно отражается на

урожае. По данным В.Р. Вильямса [23] при уменьшении глубины заделки семян от оптимальной на 2 см урожайность пшеницы снижается на 3,5% на 3... 4см - на 29%, а увеличение глубины на 3 см от оптимальной ведет к снижению урожайности на 3,5%, на 4см - до 50%.

Поэтому для равномерной заделки и дружных всходов семян нужно подготовить идеальное посевное ложе (уплотнение на глубине посева) (рис. 1.2). Оно останавливает подъем влаги из нижнего слоя почвы и создает плотный контакт семян с

влажной почвой [65, 67].

Рисунок 1.2 - Всхожесть семян в зависимости от посевного ложа

Поэтому культивация является финишной операцией по обеспечению агротехнических требований подготовки почвы к посеву. Она применяется для рыхления и выравнивания поверхности поля, уничтожения проростков сорняков перед самым посевом и исключения их появления раньше культурных растений, обеспечения доступа воздуха и создание посевного ложа для высеваемых семян, которые должны попасть во влажную почву и на уплотненный слой. Культивация также применяется для заделки в почву минеральных удобрений, пестицидов. Рыхлый слой, образующийся при культивации, препятствует подход воды к поверхности по капиллярным порам и уменьшает ее испарение, что способствует улучшению водно-воздушного и теплового режимов почвы.

Культивация осуществляется прицепными и навесными культиваторами с рабочими органами разных типов. Различают сплошную (после пашни, уход за чистыми парами) и междурядную (уход за посевами пропашных культур) культивацию [67, 99].

Культивация должна проводиться в установленные сроки на заданную глубину (до 12 см или на глубину заделки семян). В соответствии агротехническим требованиям отклонение от заданной глубины обработки не должно превышать ± 1 см. При культивации должны быть выполнены следующие требования: верхний слой почвы должен быть мелкокомковатым и хорошо разрыхленным; сорные растения подрезаны полностью; не выворачивание нижнего влажного слоя; поверхность поля и дно борозды должны быть ровными; высота гребней не должна превышать 4 см [32].

1.2. Почвенные разности в Республике Мордовия

Почвенный покров республики Мордовия довольно разнообразен (рис. 1.3). В западных и частично в центральных районах преимущественно распространены дерново-подзолистые, светло-серые и серые лесные почвы. По механическому составу почвы здесь представлены легкосуглинистыми, супесчаными и песчаными разновидностями [26, 125].

В центральном районе преимущественно распространены черноземы выщелоченные и оподзоленные, а также темно-серые лесные почвы. По механическому составу почвенный покров представлен глинистыми, тяжелосуглинистыми и сред-несуглинистыми разновидностями [126].

Рисунок 1.3 - Почвенный покров республики Мордовия

Почвенный покров восточной части республики наиболее разнообразен, но в большей части представлен черноземами и серыми лесными почвами.

По производственной значимости к лучшим почвам относятся черноземы выщелоченные и оподзоленные, темно-серые лесные, составляющие вместе около 58,5% от площади пашни, в которых доля выщелоченных черноземов составляет 26,65%. Выщелоченные черноземы обладают мелкокомковатой прочной структурой, благоприятным водно-воздушным режимом, что обеспечивает им хорошие агрономические свойства. По механическому составу среди них преобладают тяжелосуглинистые (55%), глинистые (24%) и среднесуглинистые (18%) разновидности. По агрономическим свойствам выщелоченные черноземы характеризуются

высоким содержанием гумуса. В тучных черноземах содержание гумуса составляет 9,6%, в малогумусных - 5,5%.

Черноземы оподзоленные в общей площади пашни занимают 17,6% площади. Их характеризует наличие кремнеземной присыпки. По механическому составу они тяжелосуглинистые (44%) или глинистые (24%). По физико-химическим свойствам оподзоленные черноземы близки к выщелоченным черноземам, но отличаются от них меньшей насыщенностью основаниями и повышенной гидролитической кислотностью. Содержание гумуса в тучных черноземах составляет 10,1%, в малогумусных-5,2%.

Темно-серые лесные почвы занимают 14,1% площади пашни. По плодородию они наиболее близки к черноземам оподзоленным, отличаясь от них меньшим (до 5,2%) содержанием гумуса.

Серые лесные почвы наиболее характерны для лесостепи. В пашне республики их около 22,7%, среди них - 2% щебневых разновидностей. Они характеризуются довольно непрочной структурой и неблагоприятными водно- физическими свойствами. Этим почвам присуще заплывание поверхности и образование корки. Содержание гумуса колеблется в пределах 3,3%.

Светло-серые лесные почвы обладают невысоким плодородием, приближаясь в этом отношении к дерново-подзолистым почвам. В пашне республики ими занято около 8,1%. Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 1,9%, степень насыщенности почв основаниями - 77%, рН - 5,3%. По механическому составу светло-серые лесные почвы различны: 20% из них среднесуглинистые, 30%-легкосуглинистые, 16% - супесчаные.

В общей площади пашни все серые лесные щебневые почвы распространены в юго-восточной части республики и занимают около 4% пахотных угодий. Присутствие щебня в пахотном слое почвы ограничивает их использование, и требует при выращивании сельскохозяйственных культур специальных приемов агротехники.

Дерново-подзолистые почвы по плодородию являются наиболее бедными среди почв пашни Мордовии, составляя в общей площади около 5,4%. По механи-

ческому составу они чаще супесчаные (61%) или легкосуглинистые (26%). Содержание гумуса в пахотном горизонте составляет 1,21%, степень насыщенности основаниями 70%. Эти почвы, как правило, кислые.

Большие площади в республике заняты эродированными землями. Процессы эрозии особенно развиты в центральных и восточных районах республики на почвах черноземного и серого лесного типов

Применение рабочих органов на упругих стойках для данных почвенных условий, приводит к несоблюдению агротехнических требований. Рабочие органы на упругих стойках имеют отклонение от установленной глубины обработки на 10-15% больше, чем при жесткой подвеске и не сохраняют оптимальную геометрию резания полольными лапами и оптимальный режим работы рабочих органов для заданных почвенных условий можно получить только на определенной глубине обработки. С изменением глубины обработки необходимы другие конструктивные параметры упругой стойки, которые можно достичь их заменой для соответствующих почвенных условий, что приводит к большим производственным затратам.

Поэтому для стабилизации эффективных показателей работы рабочего органа на упругой стойке культиватора целесообразно предусмотреть регулятор жесткости стойки, что позволяет его адаптировать на почвах различной влажностью и твердостью.

1.3 Агротехническая эффективность почвообрабатывающих комбинированных машин и агрегатов

Совмещение операций является древнейшим приемом возделывания сельскохозяйственных культур и восходит к тем временам, когда первобытный человек за один проход палкой готовил лунки, бросал в них семена и сразу же засыпал их почвой. Затем древний человек, повесив на соху ящик с семенами, изобрел одно из первых комбинированных орудий [38].

Объединение операций в комбинированных почвообрабатывающих машинах позволяет обеспечивать качественную подготовку почвы за более короткое

время, чем при выполнении этих операций раздельно однооперационными машинами, а также высевать семена возделываемых культур во влажную свежеобрабо-танную почву и в результате обеспечивать более высокую и дружную полевую всхожесть, лучшие условия для первоначального роста и развития растений, что гарантирует более высокие и стабильные урожаи [39, 46, 63].

Совмещение технологических операций позволяет сократить число проходов машинно-тракторных агрегатов по полю и снизить вредное воздействие ходовых систем тракторов и машин на почву. Исследования показывают, что при раздельном проведении операций около 80 % площади полей уплотняются колесами и гусеницами тракторов, из них 30 % подвергаются однократному, 20 % - двукратному и 5 % - четырехкратному проезду. При совмещении технологических операций число проездов и уплотненная площадь уменьшаются в 2-3 раза. При этом снижается общая энергоемкость обработки почвы, повышается производительность труда, снижается удельный расход топлива и сокращаются затраты средств [72, 99, 109].

Объединение операций уменьшает влияние неблагоприятных погодных условий на совершение технологических процессов. Применение комбинированных машин и агрегатов позволяет полнее загрузить мощные энергонасыщенные тракторы, особенно на небольших участках, где использование широкозахватных агрегатов затруднено. Совмещение технологических операций наиболее выгодно в интенсивном земледелии на полях, чистых от сорняков.

На возможность и целесообразность совмещения технологических операций оказывают влияние уровень технического решения, стоимость комбинированной машины, затраты на топливо и техническое обслуживание. Комбинированные агрегаты по сравнению с однооперационными сложнее и дороже, а их техническая и технологическая надежность может оказаться ниже, особенно при неблагоприятных условиях работы, поэтому степень совмещения операций имеет определенные пределы. Хорошо совмещаются сходные по характеру операции, такие как культивация и боронование и т.д.

Для достижения положительного эффекта от применения комбинированных машин и агрегатов должны соблюдаться следующие требования [34, 38, 64]:

- энергоемкость технологического процесса, выполняемого комбинированной машиной (агрегатом) меньше общей энергоемкости при выполнении одноопе-рационными машинами;

- производительность комбинированных машин не ниже, чем у комплекса заменяемых однооперационных машин;

- стоимость работы комбинированной машины ниже или на уровне стоимости работы комплекса однооперационных машин;

- комбинированные машины должны быть хорошо приспособлены для работы при неблагоприятных погодных и почвенных условиях, как и заменяемые од-нооперационные;

- применение комбинированных машин должно способствовать повышению урожайности возделываемых культур, по крайней мере обеспечивать такой же уровень урожайности при меньших трудовых и денежных затратах;

- сохраняться плодородие почвы;

- обеспечиваться работа в системе интенсивных технологий.

Производительность любого машинно-тракторного агрегата прямо пропорциональна мощности двигателя, коэффициентам загрузки, полезного действия трактора, использования времени и обратно пропорциональна удельному сопротивлению машины-орудия.

Учитывая влияние отдельных составляющих на производительность машинно-тракторного агрегата, правильно выбирая их, можно добиться высокой производительности при выполнении сельскохозяйственных работ. Прежде всего, надо следить за техническим состоянием рабочих органов и агрегата в целом, за тем, чтобы двигатель был полностью загружен, лучше использовалась конструктивная ширина захвата агрегата, и как можно меньше затрачивалось времени на непроизводительные операции [80, 83].

1.4 Анализ конструкций современных отечественных комбинированных культиваторов

В недалеком прошлом конструкции сельскохозяйственных машин, в том числе и комбинированных культиваторов, создавались без достаточного учета их агротехнической характеристики.

Основные требования при проектировании и выборе культиваторов включают в себя [49]:

- общую характеристику машины (назначение, районы применения, вид привода и др.);

- агротехнические требования и характеристику обрабатываемых культур или почв;

- технические и специальные конструктивные требования;

- эксплуатационные требования (условия эксплуатации, тяговое усилие, удобство обслуживания и легкость управления);

- экономические требования (срок службы, производительность, качественные показатели, расход горючего);

- специальные требования (техника безопасности, габариты, транспортировка, условия хранения и др.).

Проанализируем конструкции и технологические характеристики наиболее распространенных комбинированных культиваторов с учетом предъявляемых к ним выше изложенных требований.

Культиватор комбинированный КППШ-6 предназначен для сплошной предпосевной обработки почв всех видов, типов при влажности 8-20% и твердости почвы 0,4 - 1,6 МПа кроме зон, засоренных камнями и подверженных ветровой эрозии [135].

За один проход культиватор выполняет последовательно следующие операции:

- рыхление следа трактора следорыхлителями 1;

- выравнивание рельефа поля волокушами 2;

- разрушение глыб, измельчение и уплотнение почвы катками 3;

- рыхление почвы на глубину до 10 см культиваторными лапами 4;

- дополнительное измельчение и выравнивание рельефа и распределение почвы волокушами 5;

- измельчение и уплотнение почвы катками 6;

- дополнительное измельчение и выравнивание почвы пружинными зубьями 7 (рис. 1.4).

Конструкция культиватора обеспечивает возможность регулирования глубины обработки почвы от 2 до 10см. Совмещение технологических операций позволяет сократить в 2-3 раза не только затраты, но и время проведения работ, повысить качество самой обработки, что позволяет с успехом применять его на полях, предназначенных для посева таких культур, как соя, свекла, пшеница, гречиха и т.д., что ведет к повышению урожайности в среднем на 2-4 ц/га.

Рисунок 1.4 - Схема комбинированного культиватора КППШ-6: 1 - следорыхлитель; 2 - волокуша; 3 - планчатый каток; 4 - культиваторная лапа; 5 - волокуша; 6 - планчатые катки; 7 - пружинные зубья.

Конструкция культиватора позволяет провести обработку с требуемым качеством только на ровной поверхности поля, так как на неровном поле резко увеличиваются колебания культиватора, ухудшающее качество его работы.

Культиватор прицепной комбинированный КПК-8А предназначен для сплошной обработки почвы и подготовки ее под посев при ранневесенних работах, под озимые культуры, а также по уходу за парами. Может работать на почвах при

влажности до 25% и твердости почвы до 1,6 МПа. При предпосевной или паровой обработке почвы одновременно выполняются: подрезание сорняков, рыхление почвы, вычесывание растительных остатков, мелкоструктурная разделка поверхностного слоя и его выравнивание (рис.1.5) [135].

Культиватор состоит из рамы (центральной и двух боковых), сницы, механизма опорно-транспортных колес с регулировкой глубины хода рабочих органов, центральной рамы, механизма регулировки глубины хода рабочих органов боковых рам, гидротрассы, подвесок рабочих органов и сменных приспособлений для навески зубовых борон (КСП-8.02.000), комплекта спаренных планчатых катков (КСП-8.01.110), комплекта пружинных боронок (КСП-8.03.100). Рама культиватора шарнирно-секционная, сварной конструкции. Она состоит из центральной рамы и шарнирно соединенных с ней боковых рам. Транспортные габариты культиватора обеспечиваются поднятием гидроцилиндрами рам боковых и укладыванием их на упоры центральной секции рамы. Сница предназначена для агрегатирования культиватора с трактором и присоединяется к центральной раме.

Рисунок 1.5 - Культиватор КПК - 8А

Механизм опорно-транспортных колес предназначен для транспортирования культиватора, а также для регулировки глубины хода рабочих органов центральной рамы. Заглубление (выглубление) рабочих органов осуществляется через валы по-

воротные, которые устанавливаются на раме посредством подшипников, закрепляемых на брусьях. Регулировка глубины хода рабочих органов осуществляется изменением длины регулировочной тяги путем вращения гайки в положении ближнего транспорта. На кронштейнах поворотных валов установлены опорно -транспортные колеса с пневматическими шинами 6.00-16. Колеса боковые служат для опоры боковых рам культиватора в рабочем положении и регулировки глубины хода рабочих органов боковых рам. Подвеска рабочих органов с предохранительным эффектом предназначена для соединения рабочего органа с рамой культиватора. Рабочие органы - стрельчатые или рыхлительные лапы имеют индивидуальное крепление к брусьям рамы посредством стойки. Стрельчатые лапы захватом 330 мм - для культивации на глубину 6.. .12 см. Рыхлительные лапы захватом 150 мм - для рыхления на глубину 6.15 см.

Во время работы данного культиватора на почвах повышенной влажности происходит забивание и залипание рабочих органов, что влечет за собой высокую гребнистость поля.

Культиваторы универсальные комбинированные КПЭ-3,8В [65] предназначены для предпосевной, паровой и зяблевой обработки стерневых агротехнических фонов на глубину 6-16 см (рис. 1.6). Может использоваться для культивации почвы на отвальных агрофонах. Агрегаты шириной захвата 7,6 м, 11,4 м и 15,2 м к тракторам различных тяговых классов составляются с помощью

Рисунок 1.6 - Культиватор универсальный комбинированный КПЭ-3,8В

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федоров Сергей Евгеньевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абдрахманов Р.К. Машины и орудия для междурядной обработки почвы: конструкция, теория, расчет, эксплуатация / Р.К. Абдрахманов. - Казань: Издательство Казанского университета, 2001. - 149 с.

2. Автоматизированный расчёт колебаний машин / Под ред. К.М. Рагульскиса. - Л.: Машиностроение, 1998. - 104 с.

3. Александрян К.В. Применение вибрации при рыхлении каменистых почв.: дис. ... канд. техн. наук. - Киров, 1963. - 155 с.

4. Алферов Г.В. Кинематические и динамические модели исполнительной системы / Г.В. Алферов, Ф.М. Кулаков, В.Н. Неокессарийский. - Л.: ЛГУ, 1983.- 80 с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. -5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 725 с.

6. Бабаков И.М. Теория колебаний. - М.: Наука, 1965. - 356 с.

7. Байметов Р.И. Оптимизация параметров рабочих органов почвообрабатывающих машин / Р.И. Байметов, Н.М. Флайшер. - Ташкент: ФАН Республики Узбекистан, 1991. - 140 с.

8. Бахтин, П.У. Проблемы обработки почвы. - М. - Знание - 1969. - 62 с.

9. Бахтин П.У. Физико-механические и технологические свойства почв. -М.: Знание, 1971. - 64 с.

10. Бежин А. И. Обоснование параметров и режимов работы культиватор-ного агрегата для сплошной обработки почвы: дис. канд. техн. наук. - Оренбург, 2004. - 183 с.

11. Биргер И.А. Расчет на прочность деталей машин / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

12. Болотин В. В. Динамическая устойчивость упругих систем. - М.: Госте-хиздат, 1956. - 600 с.

13. Бугайченко Н.В. Обоснование параметров полольных лап культиваторов для работы на повышенных скоростях в зонах недостаточной увлажненности: дис. канд. техн. наук. - Киев, 1964. - 146 с.

14. Бурченко П.Н., Бурченко Д.П. Теоретические основы снижения энергозатрат при воздействии рабочих органов на почву. Труды ВИМ, Т. 129. - М.: 1997. - с. 14-26.

15. Василенко П.М. Культиваторы: конструкции, теория и расчет / П.М. Василенко, П.Т. Бабий. Киев, 1961. - 209 с.

16. Василенко П.М. Об уравнениях движения мобильных машинных агрегатов II Сборник трудов по земледельческой механике. - Киев: Сельхозгиз, 1969. -Т.З. - С. 258 - 315.

17. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка данных. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1973. - 115 с.

18. Ветохин В.Н. Проекирование рыхлителей почвы на основе метода отображения рациональных деформаций пласта // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1994. - №1. - С. 21 - 24.

19. Вибрация в технике / Под ред. В.В. Болотина. - М.: Машиностроение, 1978. - 367 с.

20. Вибрация в технике. Колебания нелинейных механических систем: в 5 т. / под ред. И.И. Блехмана. М.: Машиностроение, 1981. - 270 с.

21. Вилде А.А. Исследование работы тягового сопротивления и изыскание рациональной конструкции рабочего органа культиваторов и пружинных борон // Труды Латвийского НИИМЭСХ. Рига: Звайзгне, 1972. - Т. 4. - С. 3 - 53.

22. Вилде А.А. Комбинированные почвообрабатывающие машины / А.А. Вилде, А.Х. Цесниекс. - Л.: Агропромиздат, 1986. - 128 с.

23. Вильямс В.Р. Собрание сочинений. В 3 т. Т. 3. Земледелие. М.: Сельскохозяйственная литература, 1949. - 33 с.

24. Волосов В.М. Метод осреднения в теории нелинейных колебательных систем / В.М. Волосов, Б.И. Моргунов. - М.: Изд-во Московского университета, 1971. - 507 с.

25. Гиттис Э.И. Аналого-цифровые преобразователи / Э.И. Гиттис, Е.А. Пискунов. - М.: Энергоиздат, 1980. - 280 с.

26. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971. - 367 с.

27. Гончаревич И.Ф. Вибрация - нестандартный путь. - М.: Наука, 1986. -

208 с.

28. Гончаревич И.Ф. Теория вибрационной техники и технологий. - М.: Наука, 1982. 150 с.

29. ГОСТ 30745-2001 Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 15 с.

30. ГОСТ 20915-2011. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. - М.: Стандартинформ, 2013. - 35 с.

31. ГОСТ Р 53056-2008 Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. М.: Стандартинформ, 2008. - 25 с.

32. ГОСТ 26244-84. Обработка почвы предпосевная. Требования к качеству и методы определения. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 4 с.

33. Гуляев В.И. Прикладные задачи теории нелинейных колебаний механических систем / В.И. Гуляев, В.А. Баженов, С.В. Попов. М. Высшая школа, 1989. -383 с.

34. Гуреев И.И. Перспективы механизации ландшафтного земледелия в Центрально-Черноземной зоне: научные труды. - М.: ВИМ, 2000. - Т. 135. С. 165-171.

35. Дзюба В.И. Влияние вибрации на коэффициент внутреннего трения почвы // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1963. - № 5. -С. 50-51

36. Дименберг Ф.М. Вибрация в технике и человек / Ф.М. Дименберг, К.В. Фролов. - М.: Знание, 1987. - 160 с.

37. Дмитриев С.Ю. Автоматизированный расчет процесса колебаний почвообрабатывающего рабочего органа на упругой стойке // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. - № 6. - С. 35-37.

38. Доспехов Б.А. Обработка почвы / Б.А. Доспехов, А.И. Пупонин // Научные основы интенсивного земледелия в Нечерноземной зоне. - М.: Колос, 1976. С. 104-152.

39. Дроздов В.Н. Комбинированные почвообрабатывающие и посевные машины / В.Н. Дроздов, А.Н. Сердечный. - М.: Агропромиздат, 1988. - 111 с.

40. Дроздов В.Н. Обработка почвы, комбинированными машинами и агрегатами / В.Н. Дроздов, Ю.И. Кузнецов, М.В. Зайцев. М.: Росагропромиздат, 1988. -71 с.

41. Дубровин Н.Г. Об эффективности вибрирующих лап культиватора // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1965. № 2. - С. 5-7

42. Дубровский А.А. Вибрационная техника в сельском хозяйстве. М.: Машиностроение, 1968. - 204 с.

43. Дубровский А.А. Исследование влияния вибраций на работу почвообрабатывающих орудий // Труды ВИМ. М., 1960. - Т. 27. - С. 214-263.

44. Дубровский А.А. Применение вибраций для снижения тягового сопротивления машин // Вестник АН СССР. 1962. - № 1. - С. 25-36.

45. Жегалов В.П. Конструкция и расчет сельскохозяйственных машин. М., 1934. - 334 с.

46. Желиговский В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов / В.А. Желиговский. Тбилиси: Грузинский СХИ, 1960. - 146 с.

47. Жук А.Ф. Комбинированные почвообрабатывающие агрегаты: обоснование, типажи, конструкции // Техника в сельском хозяйстве. - 1999. № 6. - С. 7174.

48. Жук А.Ф. Почвовлагосберегающие технологии и комбинированные агрегаты / А.Ф. Жук, А.П. Спирин, В.В. Покровский. М.: ВИМ, 2001. - 80 с.

49. Жукевич К.И. Обоснование основных параметров культиваторов для сплошной обработки почвы // Вопросы земледельческой механики. Минск, 1963. -Т. 9. - С. 23-80.

50. Жученков А.А. Реакция растений на плотность дерново-подзолистой глееватой почвы и теоретические вопросы обработки почвы: доклады Всесоюзного научно-технического совещания (17-21 декабря 1968 г.). - М.: Гидрометеоиздат, 1969. Вып. 2. - 215 с.

51. Завалишин Ф.С. Методы исследований по механизации сельскохозяйственного производства / Ф.С. Завлишин, М.Г. Манцев. М.: Колос, 1982. - 231 с.

52. Зайнетдинов М.И. Усовершенствованный комбинированный культиватор для предпосевной обработки почвы / М.И. Зайнетдинов, С.Г. Мударисов, Л.Н. Зорина // Наука молодых - инновационному развитию АПК. Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Башкирский государственный аграрный университет. 2013. - С. 162-164.

53. Замрий А.А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде АРМ Structure 3D. М.: Издательство АРМ, 2006. - 288 с.

54. Зонненберг P.M. Исследование влияния вибрации на тяговое сопротивление рабочих органов, взаимодействующих с почвой: автореф. канд. техн. наук. -Омск, 1965. - 20 с.

55. Зонненберг Р.М. Разрушение почвы вибрирующим и невибрирующим деформаторами / P.M. Зонненберг // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1968. - № 3. - С. 28-29.

56. Ибрагимов Д.С. Исследование влияния вибрации на технологический процесс культивации с обоснованием рациональной конструкции вибрационного культиватора: дис. канд. техн. наук. Саратов, 1965. - 155 с.

57. Иванов А.З. Статические методы в инженерных исследованиях. Регрессивный анализ / А.З. Иванов, Г.К. Круг, Г.Д. Филаретов. Москва, 1977. -С. 15-29.

58. Иванов А.И. Контрольно-измерительные приборы в сельском хозяйстве: справочник / А.И. Иванов, А.А. Куликов, Б.С. Тетьяков. - М.: Колос, 1984. - 352 с.

59. Иванюк В.Х. Автоколебания рабочих органов на упругой подвеске. Исследование колебаний стойки культиватора // Материалы 13-й научно-технической

конференции Челябинского агроинженерного университета. - Челябинск, 2003. -С. 137-141.

60. Игнатенко И.В. О механизме автоколебаний рабочего органа культиватора / И.В. Игнатенко, И. В. Фокин // Динамика узлов и агрегатов сельскохозяйственных машин. - Ростов н/Д, 1978. - 246 с.

61. Игнатенко И.В. Упругая кинематика пружинных стоек культиватора / И.В. Игнатенко, В.И. Гасилин // Динамика узлов и агрегатов сельскохозяйственных машин. Ростов н/Д, 1979. - 186 с.

62. Измерение напряжений и усилий / С.П. Гончаров и др.. М.: Машгиз, 1955. - 235 с.

63. Кабаков Н.С. Комбинированные почвообрабатывающие и посевные агрегаты и машины / Н.С. Кабаков, А.И. Мордухович. - М.: Россельхозиздат, 1984. -334 с.

64. Каплан С.М. Культиватор для работы на повышенных скоростях // Техника в сельском хозяйстве. - 1962. № 9. - С. 12-14.

65. Карпенко А.Н. Сельскохозяйственные машины / А.Н. Карпенко, В.М. Халанский. 6-е изд., перераб. и доп. - М., 1989. - 527 с.

66. Касандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Касандрова, В.В. Лебедев. - М.: Наука, 1970. - 104 с.

67. Кленин Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. -671 с.

68. Кондратьев Е.В. Исследование устойчивости движения рабочих орга-новкультиваторов на упругой подвеске на повышенных скоростях: дис канд.техн. наук.-Ростов-на-Дону, 1974. - 180 с.

69. Кононенко В.О. Автоколебания при трении, близкие к гармоническим // Сборник научных трудов института строительной механики АН УССР. - Киев, 1969. - Вып. 19. - С. 106-126.

70. Кононенко О.В. Нелинейные колебания механических систем. Киев: На-укова думка, 1980. - 320 с.

71. Концепция развития почвообрабатывающих машин и агрегатов на период до 2005 г. / Н.В. Краснощекое и др.. М., 1994. - 42 с.

72. Кормановский Л.П. Машинная низкозатратная и энергосберегающая технология производства зерна с ограниченным применением средств химизации в центральных районах / Л.П. Кормановский, Н.В. Краснощеков, В.И. Анискин,

B.П. Елизаров, П.Н. Бурченко, Ю.И. Кузнецов. - М., 1999. - 99 с.

73. Курдюмов В.И. Определение режимов работы комбинированного рабочего органа пропашного культиватора / В.И. Курдюмов, Е.В. Софронов, С.Г. Му-дарисов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2012. № 11. - С. 79-82.

74. Курдюмов В.И. Анализ факторов, влияющих на тяговое сопротивление рабочего органа пропашного культиватора / В.И. Курдюмов, Е.В. Софронов,

C.Г. Мударисов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, 2011. № 2. - С. 100-104.

75. Курдюмов В.И. Новый рабочий орган культиватора / В.И. Курдюмов, Е.С. Зыкин, И.А. Шаронов // Сельский механизатор, 2012. № 11. - С. 12-16.

76. Ларюшин Н.П. Теоретические исследования сошника с бороздообразу-ющим рабочим органом / Н.П. Ларюшин, А.В. Мачнев, В.В. Шумаев // Нива Поволжья. 2010. № 1. - С. 58-61.

77. Лурье А.Б. Об уравнениях движения навесных сельскохозяйственных агрегатов // Записки Ленинградского сельскохозяйственного института. - Л., 1963.

- Т. 93. - 255 с.

78. Лурье А.Б. Статическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. Л.: Колос, 1970. - 376 с.

79. Мазитов Н.К. Многофункциональные блочно-модульные культиваторы.

- М.: Агрообразование, 2004. - 141 с.

80. Мазитов Н.К. Ресурсосберегающие почвообрабатывающие машины. -Казань, 2003. - 456 с.

81. Марочник сталей и сплавов / под ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

82. Машиностроение: энциклопедия: в 16 т. / под ред. И.П. Ксеневича. М.: Машиностроение, 1998. - 720 с.

83. Медведев В.И. Выбор оптимальных параметров почвообрабатывающей техники с использованием методов виброреологии и многокритериальной оценки. Чебоксары, 2000. - 98 с.

84. Мельников С.В. Планирование экспериментов в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешин, П.М. Рощин. - М.: Колос, 1980. - 168 с.

85. Методика определения экономической эффективности новых и модернизированных сельскохозяйственных машин, изобретений и рационализаторских предложений М.: НПО ВИСХОМ, 1985. - 63с.

86. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория и расчет тракторов и автомобилей» / сост. Ю.Ф. Казаков, B.C. Макаров, В.П. Мазяров. Чебоксары, 1989. - 34 с.

87 Моргачев В. Е. О характере колебательного процесса культиваторной лапы на упругой стойке // Труды ВИМ. М., 1970. - Т. 52. - С. 52-58.

88 Мударисов С.Г. Агротехнологическая оценка комбинированного почвообрабатывающего орудия / С.Г. Мударисов, М.М. Ямалетдинов // Достижения науки - агропромышленному производству. Материалы XVI Международной научно-технической конференции, 2007. - С. 66-69.

89 Основы теории и расчета трактора и автомобиля / под ред. В.А. Скотни-кова. М.: Агропромиздат, 1986. - 383 с.

90 ОСТ 102.18-2001. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки. - М.: Минсельхоз России, 2001. - 36 с.

91 ОСТ 70.2.15-73. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытания. - М.: Сельхозтехника, 1974. - 69 с.

92 ОСТ 70.2.2-80. Испытание сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. - М.: Сельхозтехника, 1970. - 17 с.

93 Пановко Я.Г. Устойчивость и колебания упругих систем / Я.Г. Пановко, И.И. Губанова. -М.: Наука, 1979. - 234 с.

94 Патент на полезную модель № 132940 РФ, МПК А01В 35/24. Культиватор на упругих стойках. / Чаткин М. Н., Федоров С. Е., Костин А. С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева». - 2013120755/13; заявл. 06.05.2013; опубл. 10.10.2013, бюл. № 28.

95 Пери К.К. Основы тензометрирования / К.К. Пери, Г.Р. Лисснер. -М., 1957. - 235 с.

96 Пономарев С.Д. Динамика и прочность пружин / С.Д. Пономарев, С.В. Серенсен. М., 1950. - 367 с.

97 Пономарев С.Д. Расчет и конструирование витых пружин. - Москва, 1938. - 401 с.

98 Пригоровский Н.И. Экспериментальное определение деформаций, напряжений и усилий // Справочник машиностроителя. - М.: Машгиз, 1955. - Т. 3. - С. 322.

99 Пупонин А.И. Минимальная обработка почвы: обзорная информация. -М., 1978. - 47 с.

100 Раевский Н.П. Методы экспериментального исследования механических параметров машин / Н.П. Раевский. М.: Изд-во АНСССР, 1952. - 243 с.

101 Рогов В. А. Методика и практика технических экспериментов / В. А. Рогов, Г.Г. Позняк. - М: Издательский центр «Академия», 2005. - 288 с.

102 Рябцев Г.А. Влияние упругой подвески лап на энергетические и качественные показатели работы: дис. канд. техн. наук, Мелитополь, 1967. - 377 с.

103 Садриев Ф.М. Технология и комплекс техники фермерского хозяйства по производству зерна. - Казань, 2005. - 224 с.

104 Саклаков В.Д. Технико-экономическое обоснование выбора средств механизации / В.Д. Саклапов, М.П. Сергеев. - М.: Колос, 1973. - 234 с.

105 Сахапов Р.Л. Теоретические основы колебательных рабочих органов культиваторов. Казань: Изд-во КФЭИ, 2001. - 194 с.

106 Седашкин А. Н. Влияние вынужденных колебаний на разрушение почвы

/А. Н. Седашкин, С. Е. Федоров, С. Ю. Городсков // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 51-54.

107 Сергеев А.В. Рабочий процесс и параметры энергосберегающих рабочих органов культиваторов для сплошной обработки почв, засоренных камнями: автореферат дис. ... канд. техн. наук. - Л., 1989. - 16 с.

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

109 Современные сельскохозяйственные машины и оборудование для растениеводства: конструкция и основные тенденции развития: по материалам международного салона сельскохозяйственной техники SIMA-2001. - М.: ИН-ФРАМ, 2001. - 55 с.

110 Соколовский А.П. Жесткость в технологии машиностроения / А.П. Соколовский. М.: Машгиз, 1964. - 208 с.

111 Справочник агронома Нечерноземной зоны / под ред. Г.В. Гуляева. 2-е изд., доп. и перераб. -М.: Колос, 1980. - 576 с.

112 Справочник тракториста-машиниста / А.В. Ленский и др.. - М.: Рос-сельхозиздат, 1976. - 288 с.

113 Тарасенко Б.И. Обработка почвы. - Краснодар, 1987. - 235 с.

114 Тензометрия в машиностроении / под ред. Р.А. Макарова. - М.: Машиностроение, 1976. - 196 с.

115 Федоров С. Е. Моделирование пружинных стоек комбинированных культиваторов / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. С. Костин, С. Ю. Городсков // Тракторы и сельхозмашины. - 2013. - № 8. - С. 41-44.

116 Федоров С. Е. Исследование упругой Б-образной стойки комбинированного культиватора / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. С. Костин, Н. В. Колесников // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. № 3. - С. 12-12.

117 Федоров С. Е. Исследование динамики пружинной стойки методом «эк-

вивалентного бруса» / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2013. - С. 66-68.

118 Федоров С. Е. Обоснование параметров пружинных стоек комбинированных культиваторов / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. С. Костин // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. Сб. науч. тр. Междунар. конф. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. - С. 547-550.

119 Федоров С. Е. Классификация и анализ автоколебаний рабочих органов культиваторов / С. Е. Федоров, М. Н. Чаткин, А. С. Костин // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. Сб. науч. тр. Междунар. конф. -Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. - С. 550-552.

120 Федоров С. Е. Определение деформаций упругих стоек культиватора / С. Е. Федоров, А. С. Костин, М. Н. Чаткин // Сельский механизатор. - 2015. - №10. - С. 18 - 19.

121 Циммерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1978. - 295 с.

122 Чаткин М. Н. Обзор современных энергосберегающих технологий обработки почвы / М. Н. Чаткин, О. А. Ягин, С. Е. Федоров // Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. Межвуз. сб. науч. тр. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2010. - С. 40-43.

123 Чаткин М. Н. Обоснование параметров пружинных стоек комбинированных культиваторов / М. Н. Чаткин, С. Е. Федоров // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: IX Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 85-летию со дня рождения и памяти докт. с.-х. наук, профессора С. А. Лапшина. Ч. 2. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та. 2013. - С. 371-376.

124 Шумаев В.В. Исследования сошника сеялки-культиватора с бороздооб-разующим рабочим органом // Ресурсберегающие технологии и технические средства для производства продукции растениеводства и животноводства. Сб. статей Международной научно-практической конференции. Пенза, 2014. С. 219-223.

125 Щетинина А. С. Почвы Мордовии: справочник агронома. - Саранск: Мордов. кн. изд-во, 1990. - 256 с.

126 Щетинина А.С. Изменение агрохимических свойств некоторых почв Мордовии под влиянием окультуривания : автореферат дис. ... канд. биологических наук. - Ленинград, 1965. - 22 с.

127 Юртаев С.В. Обоснование параметров рыхлительных рабочих органов на пружинных стойках в комбинированной почвообрабатывающей машине для предпосевной подготовки почвы: дис. ... канд. техн. наук. - Саранск, 2005. - 153 с.

128 Ящерицин П. И. Планирование эксперимента в машиностроении / П.И. Ящерицын, Е.И. Махаринский. - М.: Высшая школа, 1985. - 286 с.

129 Agricultural and Forestry Machinery Catalogue of Exporters Czech Republic. Copyright: A.ZeT, Brno, 2005.

130 Eggenmuller A. Gruller mit schwingenlen Werkzeugen. «Grundlagen der Landtechnik», №11, 1959.

131 Colde A. W. Spring trip cultivator shanks, paper n.841 in the journal of series of Pennsilvania - "Agricultural Experiment Station ", July, 1938.

132 Stafford J. V., Tanner D. W. The friction characteristics of steel sliding on soil. DN 728. NIAE. 1978.

133 Stafford J.V. An application of critical state soil mechanics. DN 1042. Nov. 1980.

134 Техника для обработки почвы [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www. amazone .ru/8.asp

135 Культиватор ИМТ - 616. 15 [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://agro-sss.ru/produkt.php?id=709

136 Почвообрабатывающая техника [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.deere.ru/ru RU/regional home.page

137 Подготовка почвы [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.kongskilde.com/

138 Предпосевные культиваторы [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://ru.kverneland.com/Obrabotka-pochvy/Kul-tivatory

139 Обработка почвы [Электронный ресурс] / Режим доступа: https: //lemken.com/ru/obrabotka-pochvy/

140 Комбинированный дискокультиватор [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www.pk-agromaster.ru/di skokultivator/

141 Дисковаторы [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.salfordrus.ru/products

142 Модули АЦП и ЦАП [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www. zetlab. ru/catalog/platy-atsp-tsap/

ПРИЛОЖЕНИЯ

а

б

Максимальные перемещения стойки при нагрузке 250 Н: а - закрепление № 2; б - закрепление № 4

а

б

Максимальные напряжения в стойке при нагрузке 250 Н: а - закрепление № 1; б - закрепление № 5

Лабораторная установка: вид сбоку

Сушильный шкаф ШСвЛ-80 «Касимов».

Весы электронные - М-БЯ 326С

Комплекс 7БТ1аЬ

Экспериментальный агрегат: 1 - упругая Б-образная стойка; 2 - регулятор жесткости

Обработанная поверхность поля комбинированным культиватором ИМТ-616.16:

а -без регулятора; б - с регулятором

Тяговое тензозвено лабораторной установки.

Ширина разброса почвы после прохода Б - образной пружинной стойки.

и, мВ

Тарировочный график тензозвена

и, мВ

Тарировочный график тензодатчиков

Калькуляция на изготовление регулятора жесткости

Наименование операций Единица измерения Количество Разряды работы Тарифная ставка, руб. Выполнено, час. Заработная плата, руб.

1. Изготовить кронштейн (болгарка) шт 1 2 35,3 0,42 14,8

2. Просверлить в кронштейне отверстие 0 10 мм шт 1 2 22 0,15 3,3

Изготовить дополнительный кронштейн (болгарка) шт 1 2 38,42 0,52 19,9

Просверлить в дополнительном кронштейне отверстие и нарезать резьбу М 12 шт 1 1 35 0,45 15,75

Изготовить пластину 6*50*30 (болгарка) шт 2 2 21 0,32 6,72

Просверлить в пластине отверстие М 8 шт 4 2 20 0,15 3

Приварить пластину к шпильке шт 1 2 29,55 0,16 4,73

Сборка рабочего органа шт 1 2 24,72 0,32 7,91

И ТОГО 76,1

9

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

<,9) ки'"

(51) МПК

А01В35 24 (2006 01)

(15)

132940 111

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ. ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

"й ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

<211. <22| Заяе*« 20131207551 3, 06.05.2013 (72) Автор! ь К

Чаткин Михаил Николаевич (ЯЦ),

(141 Лат» кеч ел» опчета срс*а дялстц-а патент» Федоров Сергеи Евгеньевич (Я1)),

06-05.2013 Костим Александр Сергеевич (ЯЦ)

Присекттю (73) Потвкгообл «детали

(22) Дата подач* »всю 06.05.2013 Федеральное государственное бюджетное

1451 Оп*влимва»о 10.10.2013 образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Адрес для перегнет "Мордовский государственный университет

430006, Республика Мордовия, г. Саранск, уп. им. Н.П. Огарева- (Яи)

Большевистская. 6«. ФГБОУ В ПО "МГУ и и. МП.

Огарева", отдел управления интеллектуальной

собственностью

(54! КУЛЬТИВАТОР НА УПРУГИХ СТОИКАХ

Формула полезной модели Культиватор, содержащий раму с жестко закрепленными с помощью Э-образных упругих стоек лапами отличающийся тем что дополнительно введены регуляторы которые с одной стороны шарнирно соединены с рамой а с другой закреплены к в-образным упругим стойкам двумя пластинами с помощью болтов и гаек, одна из которых жестко соединена с регулятором

Культиватор на упругих стойках

Фнг.1

Продолжение приложения Д Культиватор на упругих стойках

Фиг. 2

Б-образная стойка с регулятор

Общий вид регулятора жесткости

/

АКТ

испытания рабочего органа на упругой стойке с регулятором жесткости комбинированного культиватора

Мы, нижеподписавшиеся, представители ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» Института механики и энергетики: зав. кафедрой «Сельскохозяйственных машин им. профессора А. И. Лещанкина» (СХМ), д.т.н., профессор Чаткин Михаил Николаевич, аспирант кафедры СХМ им. профессора А. И. Лещанкина Федоров Сергей Евгеньевич с одной стороны и представители предприятия ФГУП «1 Мая»: директор Иванов Юрий Максимович, инженер Давыдов Василий Викторович и агроном Захватов Николай Васильевич провели испытания рабочего органа на упругой стойке с регулятором жесткости комбинированного культиватора (пат. № 132940) для поверхностной обработки почвы.

Полевые исследования проводились на полях ФГУП «1 МАЯ» Октябрьского района г. Саранск РМ. Рельеф - ровный, фон - чистый пар. Испытания проводились при температуре +20°С на разных глубинах (4, 8 и 12 см) и повторялись по 4 раза для каждой глубины для выявления средних значений амплитуд. По результатам проведенного анализа выявлено: тип почвы выщелоченный чернозем с содержанием гумуса на глубине 20 см - 5,5 % Влажность почвы в процессе обработки варьировала в пределах от 20% до 26%.

Испытания рабочего органа на упругой стойке проводились с регулятором жесткости и без него на базе широкозахватного культиватора ИМТ-616.15.

Испытания показали, что благодаря наличию регулятора жесткости упругих стоек рабочие органы производят равномерную поверхностную обработку почвы на заданную глубину с соблюдение агротехнических требований (отклонение ±1 см), позволяют значительно снизить тяговое сопротивление. Трудоемкость механизированных работ уменьшилась на 15,9 % за счет более высокой производительности, удельный расход топлива снизился на 0,5 кг/га, себестоимость механизированных работ снизилась на 14%.

Таким образом, проведенными испытаниями установлено, что культиватор ИМТ-616.15, оснащенный рабочими органами на упругих стойках с регуляторами жесткости, имеет весьма важные преимущества по сравнению с базовыми рабочими органами.

Зав. кафедры сельскохозяйственных машин им. проф. А. И. Лещанкина, д.т.н., профессор Аспирант Инженер Агроном

М. Н. Чаткин С. Е. Федоров В. В. Давыдов Н. В. Захватов

Отхоьг, Ш ахиионы Лесг4 431832,:

с. Болы

С/ ; ЩТ^'

ВЕРЖДАЮ»

ОАО «Агрофирма «I илое

фа»

юрдовия, Атяшевский район, Задыши, ул. Молодежная, д. 1 тел. [phone]

АКТ

испытания рабочего органа на упругой стойке с регулятором жесткости комбинированного культиватора

Мы, нижеподписавшиеся, представители ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» Института механики и энергетики: зав. кафедрой «Сельскохозяйственных машин им. профессора А. И. Лещанкина» (СХМ), д.т.н., профессор Чаткин Михаил Николаевич, аспирант кафедры СХМ им. профессора А. И. Лещанкина Федоров Сергей Евгеньевич с одной стороны и представителей сельскохозяйственного предприятия ОАО «Агрофирма «Искра»: генеральный директор Шилов Павел Степанович, инженер Булутов Александр Алексеевич и агроном Воробьев Александр Васильевич провели испытания рабочего органа на упругой стойке с регулятором жесткости комбинированного культиватора (пат. № 132940) для поверхностной обработки почвы.

Испытания проводились на полях предприятия ОАО «Агрофирма «Искра» Атяшевского района РМ, на выщелоченных черноземах среднесуглинистого гранулометрического состава. Твердость почвы в горизонтах 0...0,5 м, 0,05...0,1 м находилась в пределах 0,85... 1,3 Мпа, а влажность 19,5...25,1 %. Рельеф - ровный, фон - чистый пар.

Испытания рабочего органа на упругой стойке проводились с регулятором жесткости и без него на базе широкозахватного культиватора ИМТ-616.15.

Испытания показали, что благодаря наличию регулятора жесткости упругих стоек рабочие органы производят равномерную поверхностную обработку почвы на заданную глубину с соблюдение агротехнических требований (отклонение ±1 см), позволяют значительно снизить тяговое сопротивление.

При расчете экономической эффективности было установлено, что себестоимость механизированных работ снизилась на 14%. Годовая экономия составила 78999,6 руб., при этом годовой экономический эффект от внедрения регулятора жесткости в упругую стойку составил 100671,6 руб. на 1720 га, а срок окупаемости дополнительных капитальных вложений не превысил 0,28 года.

Таким образом, проведенными испытаниями установлено, что культиватор ИМТ-616.15, оснащенный рабочими органами на упругих стойках с регуляторами жесткости, имеет весьма важные преимущества по сравнению с базовыми рабочими органами.

Зав. кафедры сельскохозяйственных машин им. проф. А. И. Лещанкина, д.т.н., профессор Аспирант Инженер Агроном

М. Н. Чаткин С. Е. Федоров А. А. Булутов А. В. Воробьев