Совершенствование технологического процесса и параметры орудия для глубокого рыхления склоновых земель тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат наук Ушаков Александр Евгеньевич

• Ушаков Александр Евгеньевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Ушаков Александр Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Динамика изменения площади пахотных земель

1.2 Рациональное состояние земель

1.3 Особенности обработки склоновых земель

1.3.1 Способы обработки пахотных склонов

1.3.2 Альтернативные способы использования склоновых участков

1.3.3 Технология безотвальной обработки почвы

1.3.4 Анализ орудий для безотвальной обработки

1.4 Проблема переуплотнения склоновых земель

1.4.1 Проблема эрозии склоновых земель

1.4.2 Способы повышения качества обработки склоновых земель

1.5 Оценка методов определения параметров орудия для глубокого рыхления склоновых земель

1.6 Краткий анализ методов определения нагрузок на рабочие органы и процессов перемещения и разрушения почвы

1.6.1 Методы определения нагрузок на рабочие органы

1.6.2 Процессы перемещения и разрушения почвы

1.7 Выводы по главе. Цель и постановка задач исследования

2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЯ

2.1 Объектно-ориентированный анализ и концептуальное конструирование глубокорыхлителя

2.2 Разработка глубокорыхлителя для обработки склоновых земель

2.3 Особенности эксплуатации глубокорыхлителей и действующих на них нагрузок

2.3.1 Алгоритм настройки разработанного почвообрабатывающего орудия

2.3.2 Выявленные неисправности глубокорыхлителей при нерациональном их использовании при обработки склоновых земель

2.4 Определение сил, действующих на рабочий орган

2.4.1 Определение сил, действующих на почворыхлящую пластину

2.4.2 Проектирование и прочностной расчет почворыхлящего элемента в виртуальной среде Autodesk Inventor professional

2.5 Деформация и реакции почвы под воздействием рыхлящих элементов глубокорыхлителя

2.5.1 Движение пласта по деформатору с образованием почвенных глыб

2.5.2 Разрушение глыб на почвенные комки при сходе с деформатора

2.5.3 Движение почвенного комка после схода с деформатора

2.5.4 Окончательное разрушение почвенного пласта

2.5.5 Алгоритм определения рациональных геометрических параметров деформаторов обеспечивающих максимально возможную степень дробления

2.6 Выводы по главе

3 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПАРНЫХ ПОВОРОТНЫХ СТОЕК ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ УСТОЙЧИВОСТЬ СКЛОНА

3.1 Обоснование параметров устойчивой внутрипочвенной стенки

3.2 Расчет устойчивости внутрипочвенной стенки в виртуальной середе GEO

3.3 Выводы по главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЯ

4.1 Исследования в виртуальной среде разработанной стойки глубокорыхлителя с почворыхлящими пластинами

4.2 Лабораторные исследования

4.2.1 Измерительная аппаратура и методика лабораторныхисследований

4.2.2 Рабочие органы типа стойки

4.2.3 Исследование почворыхлящих пластин разных видов

4.2.4 Определение усилий на стойке глубокорыхлителя с установленными рабочими элементами

4.2.5 Исследование почворыхлящих пластин в части углов их установки

4.2.6 Исследование процессов рыхления почвы элементами рабочего органа

4.3 Полевые испытания разработанного почвообрабатываемого орудия

4.3.1 Особенности конструкции экспериментального образца рабочего органа глубокорыхлителя с комплектом почворыхлящих элементов

4.3.2 Исследование экспериментального образца глубокорыхлителя на предмет качества и область разрыхляемой почвы

4.3.3 Оценка качества разрыхления склоновых земель разработанным глубокорыхлителем

4.4 Выводы по главе

5 ЭКОНОМИЧИСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОГО ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЯ

6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Методика отбора почвы

Приложение Б Результаты исследований образцов почвы

Приложение В Экономико - экологическая эффективность разработанного глубокорыхлителя

Приложение Г Полученные патенты по теме диссертационной работы

Приложение Д Акт внедрения результатов исследования диссертационной работы

Приложение Е Акт внедрения в учебный процесс результатов диссертационной работы

Приложение Ж Награды, дипломы, сертификаты и гранты, полученные за время подготовки диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологического процесса и параметры орудия для глубокого рыхления склоновых земель»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Общая площадь пахотных земель в Российской Федерации составляет более 116 млн. га. На 1 января 2021 года площадь сельскохозяйственных земель в Ростовской области составляет 8863,1 тыс. га, что соответствует 87.8 % от всей её площади. Свыше 40% этих земель являются склоновыми. Склоновые земли подвержены усиленному воздействию таких факторов деградации, как водная и ветровая эрозия, обесструктуривание, разрушения пахотного склона. Все это требует соответствующих орудий и технологий обработки склона. Обычно этому вопросу не уделяется должного внимания и обрабатывают склоновые и равнинные земли одинаково, что не позволяет использовать ресурс склоновых почв по максимуму. Так как пахота является одним из самых трудоемких процессов обработки почвы, то ее часто заменяют на менее энергоемкие, такие как дискование или культивация. Это приводит к тому, что нижние переуплотненные слои почвы так и остаются необработанными. При этом переуплотненные нижние слои нарушают водно -воздушный баланс почвы и усложняют нормальное развитие корневой системы растений. Что в комплексе приводит к ощутимому снижению урожая, особенно на склонах.

Наилучшие результаты с точки зрения качества разуплотнения, энергоемкости и экологической безопасности дают так называемые минимальные технологии, для реализации которых широко используются глубокорыхлители, которые теоретически могут обеспечить необходимые значения степени крошения продуктивного слоя почвы и плотности его сложения. Однако серийные орудия и способы основной обработки склоновых участков поля из-за своих конструктивных и технологических особенностей не в состоянии достичь всех предъявляемых агротехнических требований. В результате на обработанный участок поля начинают действовать дополнительные факторы деградации такие, как ветровая и водная эрозия и, как следствие, возникает сползание верхнего слоя обработанной почвы к подошве склона, что приводит к образованию заболоченных

участков. Несмотря на многочисленные исследования, окончательно не решена задача по достижению соответствия между расчетными параметрами рабочих органов, заданными физико-механическими свойствами почвы и необходимым качеством разрыхления оптимальной зоны. В этой связи проблема по разработке новых технологий и агрегатов, повышающих качество основной обработки склоновых земель глубокорыхлителями, является актуальной.

Соответствие диссертации плану работ ФГБОУ ВПО НИМИ Донской ГАУ и целевым комплексным программам. Диссертационная работа является частью исследований по госбюджетной теме «Разработка орудий, средств и технологий механизации строительства, восстановления и эксплуатации мелиоративных систем и объектов природообустройства», «Повышение эффективности функционирования технических средств механизации мелиоративных работ за счет разработки инновационных технологий и конструкций» рассмотрены и одобрены на ученом Совете института протокол № 6 от 24.02.2021 г. Работа выполнена при поддержке Фонда Содействия Инновациям в рамках договора 15324ГУ/2020 от 17.06.2020 код 0059271, заявка У-60408 УМНИК-19 (г) Ростовская область - 2019. Так же работа получила поддержку по программе Старт -1 Договор 4290ГС1/70521от 15.11.2021 Вн. код 0070521 заявка (С1-106429).

Степень разработанности темы. Разработкой эффективного способа обработки и восстановления склоновых земель, а также созданием почвообрабатывающих орудий занималось множество ученых: Горячкин В. П., Труфанов В.В., Гячев Л.В., Лурье Э.И., Беспамятнова Н.М., Борисенко И.Б, Ветохин В.И., Капов С.Н., Спирин А. П., Якубец А.И., Хацаева Ф.М., Матяшин Ю.И., Валиев А.Р., Анисимова Т.Ю., Старцев С.В., Токушев Ж.Е., и многие другие.

Анализ проведенных научных исследований по обработке склоновых земель глубокорыхлителями показал, что существующие орудия не формируют рациональную область разрыхления (поперечную проекцию) и не обеспечивают параметры, определяющие прочность создаваемой внутрипочвенной стенки. Предлагаемые способы и орудия для основной обработки склоновых земель в

большинстве своем носят общий характер и не могут быть использованы для всех климатических зон. Следует отметить и альтернативные способы решения данной проблемы, которые рассмотрены рядом ученых, таких как И.В. Горбачёв, В.С. Давыдова, И.Н. Матюшин. Одним из альтернативных способов является террасирование, которое требует специализированной техники и сталкивается с трудностями экспозиции при значительном уменьшении эффективной площади. При этом большинство этих способов введут к существенному удорожанию выращиваемой продукции.

Целью исследований является повышение качества основной обработки склоновых земель глубокорыхлителями с обеспечением гарантированной устойчивости склона за счет научно обоснованного выбора структуры и конструктивных параметров глубокорыхлителя. Задачи исследования:

1. Провести анализ существующих технологий обработки склоновых участков поля, обосновать и разработать оптимальную конструктивно-технологическую схему инновационного глубокорыхлителя.

2. Разработать модель разрушения почвенного пласта деформаторами и алгоритм определения их рациональных геометрических параметров.

3. Разработать метод определения геометрических параметров устойчивой внутрипочвенной стенки по её несущей способности, учитывающий физико-механические свойства почвы, зону разрыхления и угол склона.

4. Разработать парные стойки глубокорыхлителя обеспечивающие требуемые параметры внутрипочвенной стенки.

5. Провести имитационные и лабораторные исследования нового рабочего органа глубокорыхлителя.

6. Исследовать эффективность глубокого рыхления разработанным рабочим органом в полевых условиях и определить зоны разрыхления и параметры устойчивой внутрипочвенной стенки.

Научная новизна исследования.

Создана информационная модель системы обработки склоновых земель, объединяющая функциональную, статическую и эволюционную структуры. Получен базовый инвариант структуры глубокорыхлителя, реализующий поставленную цель.

Разработана математическая модель разрушения почвенных глыб, сходящих с рыхлящих элементов, на почвенные комки с заданным качеством дробления.

Установлены аналитические зависимости между максимальными нагрузками от активного давления разрыхленной почвы на подпорную стенку, её геометрическими характеристиками, определяющими несущую способность и параметрами стоек глубокорыхлителя.

Новизна технических решений подвержена патентами Российской федерации на изобретения № 2698280, 2742657 и полезную модель № 206164.

Теоретическая и практическая значимость работы.

На основе методологии концептуального конструирования системы обработки склоновых земель (СОСЗ) разработана структурная модель, позволяющая формализовать взаимосвязи целей, инициируемых конкретными технологическими задачами, с элементами технологического оборудования.

Обоснованы технологический процесс и конструкция орудия для глубокого рыхления почв на склоне.

Разработан и изготовлен глубокорыхлитель, обеспечивающий при работе на склоне рациональную форму внутрипочвенной стенки при требуемой конфигурации и качестве разрыхления деформируемой зоны почвы.

Определены рациональные параметры почворыхлящих пластин (деформаторов), получены зависимости степени разрыхления и тяговых сопротивлений от формы и угла установки рыхлящих элементов.

Изготовленные и установленные на раму разработанные рабочие органы глубокорыхлителя прошли испытания на склоновых землях и положительно оцениваются по результатам испытаний на полях ООО ПМК "Лабинский" Мостовского района Краснодарского края, общей площадью 14,4 га. Результаты

исследований и разработанная техническая документация по изготовлению нового глубокорыхлителя для обработки склоновых земель может быть использована при проектировании новых и модернизации существующих орудий.

Методология и методы исследования. Теоретические исследования основаны на положениях системного анализа, классической механики твердых тел и механики грунтов (почв), методов оптимизации, планирования полного факторного эксперимента, специальных программ CAD/CAM, DEM по определению силовых воздействий на рабочий орган. Экспериментальные исследования проводились по общепринятым методикам в соответствии с действующими ГОСТ и СТО АИСТ с использованием современных сертифицированных приборов. Обработка результатов экспериментальных исследований и их оценка, а также расчет статистической ошибки проводились на ЭВМ с соответствующим программным обеспечением.

Для повышения качества обработки и снижения трудоемкости в настоящее время используют так называемое «умное» сельское хозяйство, при котором количество используемой техники и её энергетическая мощь значительно возросли. При этом пропорционально возросло и выветривание верхних, и уплотнение нижних слоев почвы. Это приводит к нарушению структуры и физико-механических свойств почвы, повышенному воздействию водной и ветровой эрозии и, как следствие, потере потенциала используемых земель. Так, анализ земель Ростовской области, приведенный в [37] указывает на снижение плодородия, в том числе из-за недостаточной эффективности существующих методов обработки равнинных и склоновых земель. Основным фактором снижения плодородия склоновых земель является эрозия. По данным исследований [19,20,63,137] установлено, что значительного снижения ветровой и водной эрозии можно добиться путем рационального размещением лесных полос и использования противоэрозийных технологий обработки почвы. Для защиты склоновых участков почв разработаны такие мероприятия, как террасирование, мульчирование, щелевание, плужная обработка, но все они по своим показателям уступают глубокому рыхлению [54,79].

Объект исследований. Технологический процесс основной обработки почвы глубоким рыхлением.

Предмет исследований. Закономерности влияния режимных и конструктивных параметров глубокорыхлителя на энергоемкость и качество обработки почвы на склонах.

Положения, выносимые на защиту

- обоснование и синтез рациональной структуры глубокорыхлителя для обработки склоновых земель;

- математическая модель разрушения почвенных глыб рыхлящими элементами на почвенные комки с заданным качеством дробления и алгоритм определения их рациональных геометрических параметров;

- усовершенствованный технологический процесс обработки склоновых земель глубокорыхлителем и конструкция рабочего органа для его реализации;

- результаты лабораторно-полевых исследований технологического процесса глубокого рыхления склоновых земель разработанными рабочими органами.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается проведенными экспериментальными исследованиями, а также достаточной степенью сходимости теоретических и практических показателей функционирования рабочих органов глубокорыхлителя.

Материалы исследований рассмотрены и одобрены на научно-практических конференциях и выставках: ежегодная научно-практическая конференция Новочеркасского инженерно-мелиоративного института имени А.К. Кортунова филиала ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» (20192021 г.г), ежегодная международная выставка «Интерагромаш» (2019-2020 г.г.), научно- практическая международная конференция «Мелиорация земель и опустынивание» (2021 г.). Представленная диссертационная работа реализовывалась в рамках грантов «УМНИК» (2019 г., 15324ГУ/2020 от 17.06.2020 код 0059271) и «СТАРТ» (2021 г., 4290ГС1/70521от 15.11.2021 Вн. код 0070521 заявка С1-106429).

Публикации. По результатам проведенных исследований были опубликованы 12 научных работ из них 3 в рецензируемых журналах ВАК и получены 3 объекта интеллектуальной собственности 2 изобретения № 2698280, 2742657 и полезная модель № 206164.

Структура объем и диссертации. Диссертация, изложенная на 158 страницах, состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, и семи приложений на 28 страницах. Работа содержит 41 таблицу, 88 рисунков и список литературы из 148 источников.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Динамика изменения площади пахотных земель

Как показывает анализ динамики изменения площади земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации [35,37,131], в период с 1990 по 2019 год наблюдалось ежегодное снижение общей площади этих земель с 638 млн. га (1990 год) до 383 млн. га (2019 год) (рисунок 1.1). В настоящие время взят курс на увеличение посевных и земель за счет вовлечении в оборот заброшенных земель. Следует отметить, что площади пахотных и посевных земель сократились в меньшей степени. Основными факторами, которые негативно влияют на развитие сельского хозяйства в Российской Федерации является снижение гумуса и опустынивание на обрабатываемых землях, и как следствие снижение урожайности и вывод их из хозяйственного оборота.

800

700

600

500

400

300

200

100

R2 = 0,7977

1990 2010 2015 2019 2020 2021 2022

Площадь земель сельскохозяйственного назначения(млн.га)

Площадь пашни (млн.га)

Посевная площадь (млн. га)

2025

0

Рисунок 1.1 - Динамика сокращения сельскохозяйственных земель

Для оценки состояния почв сельскохозяйственных угодий в настоящее время ведется постоянный контроль посредством системы агропочвенного мониторинга

сельскохозяйственных угодий. С увеличением антропогенных нагрузок на почву мониторинг земель становится все более необходимым.

Ветровой эрозии подвержено большое количество обрабатываемых земель, что приводит к разрушению почвы и потери ее плодородного слоя. Из-за данного негативного фактора ежегодно вымывается или сдувается большое количество органических питательных веществ. Потери урожая составляют от 5-20%.

Ветровая эрозия характеризуется удалением мельчайших частиц почвы ветром и проявляется на всех типах рельефа. Ветровая эрозия может встречаться во все годовые сезоны, когда скорость ветра превышает 5 м/с. По результатам исследования и мониторинга земель [37,35] участки на которых обнаружились негативные последствия от ветровой эрозии, составили свыше 1 403,35 тыс. га, или 21,1% от общей площади пахотных земель. Спектр показателей ветровой эрозии представлен на рисунке 1.2 [37].

Рисунок 1.2 - Показатели подверженности ветровой эрозии

В настоящее время склоновые земли в большей своей степени теряют гумусовый слой именно из-за водной эрозии. Это явление характерно для всей территории Российской Федерации (рисунок 1.3).

Сибирский ФО (9,6%)

Пси I ра.1Ып.1Й ФО 144,45 тыс. га (9,6%)

Севера-)апа.1иын ФО 48,57 тыс. I а (3,2%)

Южный ФО 237,68 тыс. I а (15.7%)

Нршимжскнй ФО 828.25 тыс. ■ а (54,8%)

Сснсро-Кавк'аккнй ФО 64,11 I ыс. га (4,2%)

Рисунок 1.3 - Подверженность водной эрозии почв по федеральным округам

Выявленная общая площадь пахотных земель, подверженных водной эрозии, распределяется по степени эрозии следующим образом: слабосмытые почвы являются наиболее распространенными, занимая (по данным 2016 года) 1274,26 тыс. га, что составляет 84,2% площади пахотных земель, подверженных водной эрозии в Российской Федерации; среднесмытые почвы занимают площадь 197,55 тыс. га (13,1%); сильно смытые почвы обнаружены на площади 40,68 тыс. га (2,7%).

Целью любой обработки пахотных земель является создание необходимых условий для роста и развития корневой системы сельскохозяйственных растений при соблюдении соответствующих агротехнических требований. Для развития растений необходимо получение в достаточном количестве тепла, света, воды и минеральных веществ. Урожай сельскохозяйственных культур имеет прямую корреляцию с количеством получаемой влаги, что говорит об влагонасыщенности, как об основном факторе, влияющем на развитие растения. Южный Федеральный

Российской федерации

1.2 Рациональное состояние земель

Округ является благоприятным для выращивания культур, однако в большинство агрофонов отслеживается недостаток воды, что приводит к снижению урожая и повышению деградации. Вследствие чего необходимо проводить своевременную и правильно выбранную обработку почвы. П.И. Костылев [48] предлагает проводить обработку почвы, так, что бы поглощение воды было максимальным, а испарение длилось как можно больше. Это является аксиомой для районов с недостаточным уровнем влаги, а также важной задачей. Как известно накопление воды в почве происходит в осенние и весенние периоды из-за обилия естественных осадков. Поэтому именно в это время необходимо планировать проведение мероприятий по обработке земель [24,8].

В начале 20-го века ученые пришли к выводу, что снижению роста корневой системы растения способствует повышенная плотность почвы. Негативными показателями являются величины от 1,3 г/см3, когда в почве начинают исчезать некапиллярные поры, которые сохраняют необходимый воздушный режим почвы. При повышении плотности до 1,6 г/см3 корни растений перестают получать влагу из почвы из-за ее связности с поверхностными силами почвенных частиц [39,7].

Одним из основных агротехнических требований при обработке почвы является сохранение гумусового слоя, т.е. снижение водной и ветровой эрозии. На склоновых землях особое внимание должно уделяться устойчивости склонов в процессе и после его обработки, от которой напрямую зависит урожайность возделываемой культуры.

Независимо от исходного состояния экспозиции и крутизны поля, плотности и кислотности почвы при ее обработке требуется приблизиться к естественной структуре посредством соблюдения всех агротехнических и агроэкологических требованиям к агрофонам. Это позволит в полной мере реализовать потенциал обрабатываемой земли.

1.3 Особенности обработки склоновых земель

В российской практике обработки пахотных земель недостаточное внимание оказывают агрофонам, имеющим уклон, хотя более 50% пахотных земель имеют

склон от 3-5 градусов и выше [35] и испытывают дополнительные факторы деградации, такие как переуплотнение, засоление, заболачивание, эрозия (рисунок 1.4). Это приводит к потере потенциально возможной продуктивности обрабатываемых склоновых участков.

Заболачивание

Рисунок 1.4 - Факторы деградации склоновых земель Поля с уклоном имеют ряд особенностей, таких как экспозиция, устойчивость и повышенная переуплотнённость, которые необходимо учитывать при их противоэрозионной обработке и выборе культуры выращивания [105,124]. В связи с развитием сельскохозяйственной отрасли, в частности сельхозмашиностроения, наблюдаются тенденции повышения мощностей агрегатов, что приводит к соответствующему увлечению их масс. На сегодняшний день переуплотнение, возникающее при взаимодействии движителей технологических машин с почвой, является одним из важнейших факторов снижения плодородия почв.

В работах [133,134] обращают внимание на прямую зависимость между мощностью трактора и его массой. Видно, что за последние 50 лет тренд был в увеличении тяговой мощности тракторов, не учитывая при этом неблагоприятные последствия влияния веса трактора на уплотнение земель.

Вес тракторов. т.

4,5 4 3,5 3

/

2,5

2

мтз-50 мтз 80 мтз 90 Беларус 922 МТЗ 952

Беларус

1950 1974 1997 2000 2010

Рисунок 1.5 - Динамика возрастания веса тракторов на примере тракторов

тягового класса 1,4 МТЗ

Однако последние 20 лет эта тенденция значительно изменилась из графика, приведенного на рисунке 1.5 следует, что последние разработки направлены на повышении мощности трактора при сохранении его массы и, соответственно, давления на грунт. Это позволяет снизить уплотнение при обработке земель энергонасыщенными тяговыми машинами.

1.3.1 Способы обработки пахотных склонов

Процесс основной обработки почвы один из самых трудоемких и энергоемких. Цель основной обработки почвы — это создание благоприятных условий для развития корневой системы растений с помощью механического воздействия на почву различными орудиями [84]. Существует несколько видов

механической обработки: отвальный, безотвальный, роторный, комбинированный (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Преимущества и недостатки существующих обработок склоновых земель

Вид механической обработки Преимущества Недостатки

отвальный - улучшает физнко-механическую структуру грунта, его плотность, пористость, воздухо-водопроннцаемость. - подрезаются подземные, корневые части растений. - заделываются на нужную глубину растительные остатки культур-предшественников и минеральные удобрения. - перемешивание слоев - под воздействием солнечных лучей и иссушающих весенних ветров теряются не только ценные элементы питания растений, но и содержащаяся в почве влага. - не обрабатывается подпахотный слой, низкая глубина обработки. - энергоемкость, трудозатратность.

Безотвальная - обеспечивает обработку почвы на глубину до 40 см и свыше (с помощью глубокорыхлителей) - улучшение физнко-механических свойств ПОЧЕЫ. - улучшает механическую структуру грунта путем разрушения грубых, жестких комьев, без повреждения верхнего плодородного слоя, углубления пахотного горизонта и разрыхления нижних слоев почвы. предотвращение эрозийного (водного) и дефляционного (ветрового) разрушения грунтов на равнинных н склонных участках. - сохранение влажности в почвенных горизонтах, а также повышение плодородия сельскохозяйственных угодий. - возможность использования при большей влажности почвы (осенний-весенннй период). - трудность заделки органических и минеральных удобрений - слабое крошение обрабатываемого слоя почвы - недостаточно эффективная борьба с сорняками, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур - важность соблюдения глубины обработки. скорости движения тракюра и настройки орудия в соответствии с состоянием почвы. Несоблюдение любого из выше перечисленных условий нивелирует все преимущества возделывания и делает его неэффективным.

Фрезерная - улучшение физнко-механических свойств верхнего слоя. устранения дифференциации обрабатываемого слоя по плотности его сложения и плодородию активным крошением и перемешиванием почвьг и растительных остатков. - чем ниже глубина обработки, тем менее однородное перемешивание слоев почвы. - глубина обработки до 20 см. - невозможность использования при повышенной влажности. перемешивание удобрении с образованием однородного слоя.

Комбннирова - повышение фнзнко-механическнх - сложность конструкции.

иная свойств ПОЧЕЫ. - повышение сюнмости агрегата.

- возможность сочетания нескольких - необходимо профессиональное

операции в одну. обучение для применения

экономия энергетических н комбинированных оораооток.

временных ресурсов.

Почти все рассмотренные механические обработки почвы объединяет то, что при схеме обработки проходящей поперек склона рабочие органы в виде плуга, щелевателя, глубокорыхлителя, ротора жестко закреплены на раме орудия. Однако данные орудия не гарантируют сохранность склона, что не позволяет в полной мере реализовать потенциал плодородных склоновых земель, поскольку только за один ливень, в зависимости от крутизны склона с поля может быть смыто с гектара от 10 до 50 тонн почвы [119,103]. Таким образом, возможно полное обеструктуривание склона смыва гумусового слоя. Увеличение уклона почвы от 2 до 4 градусов повышало количество смытого слоя почвы в 1,8 раз, а при 4-8 градусов до 7,2 раз [53,119,103]. Поэтому без применения соответствующих технологий и орудий обработки склоновые земли продолжат снижать количество плодородного слоя. Существует множество способов повышения урожая при сохранении структуры склоновых земель. Рассмотрим наиболее значимые из них.

3

Рисунок 1.6 - Способ безотвальной обработки склоновых земель щелеванием

Одним из способов обработки склоновых участков является вертикальное щелевание на глубину до 0.3 м и последующее мульчирование (рисунок 1.6) [98].

Известны способы предпосевной обработки склоновых участков, когда производят нарезку траншей вписываемых в рельеф местности и вносят в них удобрения [1,2,87]. Данные технологии являются безотвальными и основаны на создание дополнительных степеней свободы крошащих элементов при движении их в почве. [89].

К общим недостаткам вышеприведенных способов для безотвальной обработки почвы следует отнести то, что они не обеспечивают весь комплекс рациональных условий для роста и развития растений. При этом используемые способы обработки склоновых участков поля не обеспечивают их устойчивость, что приводит к сползанию верхнего слоя почвы к основанию склона, появлению болотистых участков и смыву плодородного слоя.

Одним из наиболее приемлемых способов обработки склоновых земель является обработка почвы, которую проводят попрёк склона с глубиной разрыхления до 60 см, с одновременным созданием устойчивых внутрипочвенных стенок, предотвращающих сток вод и повышающих устойчивость склона [91,94]. Однако существующие орудия глубокой обработки не способны в полной мере реализовать данный способ. В связи с этим необходимы дальнейшие исследования по совершенствованию и созданию новых технологий и соответствующих рабочих органов, повышающих эффективность обработки склоновых земель.

1.3.2 Альтернативные способы использования склоновых участков

Сложность обработки плодородных склоновых земель приводит не только к ее удорожанию, но и к разрушению плодородного слоя, повышению факторов деградации, снижению количества пахотных земель и, как следствие, уменьшению урожайности. В настоящий момент потери урожая на склонах Алтайского и Краснодарского краях составляют около 8-12%, в других районах 3.5-7%. Это только на зерновых культурах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ушаков Александр Евгеньевич, 2022 год

7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А. с. 1395163, МПК A01B 79/00. Способ обработки почвы / Я.С. Гуков, Л.К. Литвинюк, В.П. Островский, Н.П. Могилевский. - № 3873882/30-15 ; заявл. 19.02.1985 ; опубл. 15.05.1988.

2. А. с. 895316, МПК A01C 21/00. Способ повышения плодородия почвы на склонах перед посадкой сельскохозяйственных культур / С.С. Исламходжаев, Н.Н. Боев, И.Д. Зяблов. - № 22581622/30-15 ; заявл. 16.02.1978 ; опубл. 07.01.1982.

3. Аббасов, З. М. Полосовое возделывание сельскохозяйственных культур на склонах / З. М. Аббасов, С. Ш. Велиев // Евразийский союз ученых. - 2016. - № 1-2(22). - С. 7-9.

4. Александров, А.С. Модификация критерия Кулона - Мора для расчета конструкций лесных дорог по сопротивлению сдвигу. Ч. 2. Трехосные испытания и определение величины третьего параметров материала / А.С. Александров // Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 2-3 (56). - С. 8389.

5. Александров, А.С. Учет влияния усталости на параметры материала критерия Кулона-Мора Ч. 1. Вывод математических моделей / А.С. Александров, Н.П. Александрова, Г.В. Долгих // Вестник научных конференций. - 2016. - № 6-3 (10). - С. 7-8.

6. Арсентьев В.А. Методы динамики частиц и дискретных элементов как инструмент исследования и оптимизации процессов переработки природных и техногенных материалов / В.А. Арсентьев, Л.И. Блехман, Л.А. Вайсберг // Обогащение руд. - 2010. - № 1. - С. 30-35.

7. Ахметов, Ш.И. Влияние механического уплотнения и средств химизации на развитие корневой системы сельскохозяйственных культур / Ш.И. Ахметов, Д.И. Иванов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2014. -№ 4 (114). - С. 33-38.

8. Бакиров Ф.Г., Нестеренко Ю.М., Поляков Д.Г., Халин А.В., Васильева Т.Н. Влияние способов обработки почвы на запасы почвенной влаги в учебно-опытном поле Оренбургского ГАУ. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2015. 4: 1-6 [Электронный ресурс] (URL: http://elmag.uran.ru:9673/magazine/Numbers/2015-4/Articles/MYN-2015-4.pdf).

9. Баловнев, В.И. Определение сопротивлений и энергии при измельчении материала / В.И. Баловнев // Строительные и дорожные машины. - 1988. - № 1. - С. 24-24.

10. Бартенев, И.М. Ударное разрушение и активный оборот почвенного пласта при вспашке / И.М. Бартенев // Лесотехнический журнал. - 2013. - № 1. - С. 98-110.

11. Божко И. В. Расчет тягового сопротивления чизельного рабочего органа для послойной безотвальной обработки почвы // Научный журнал КубГАУ. 2014. №98.

12.Бебутов, Н. С. Определение площади поперечного сечения разрушенного слоя почвы. Молодой ученый. - 2019. - № 4(242). - С. 18-21.

13. Белоусов С.В. Параметры и технологические режимы работы отвального плуга с дополнительными плоскорежущими рабочими органами. Дисс. канд. техн. наук. Ростов-наДону-2020 г - 161 с.

14. Бенькович, Е.С. Практическое моделирование динамических систем / Е.С. Бенькович, Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сениченков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2002. - 464 с.

15. Беспамятнова Н.М. Научно-методические основы адаптации почвообрабатывающих и посевных машин. — Ростов-на-Дону: ООО «Терра», 2002. - 176 с.

16. Блум, Д. Изучаем АМшпо: инструметы и методы технического волшебства: пер. с англ. / Д. Блум. - СПб.: БХВ-Петербург, 2015. - 336 с.

17. Божко, И.В. Методика выбора схемы и параметров рабочего органа для безотвальной послойной обработки почвы в условиях недостаточного увлажнения / И.В. Божко // Омский научный вестник. - 2014. -№ 3 (133). - С. 111-114.

18.Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений: пер. с англ. / [и др.]. - 3-е изд. - М. [и др.] : Вильямс, 2008. - 718 с.

19.Борисенко И. Б., Е. А. Иванцова, Ю. Н. Плескачев, А. Н. Сидоров Новые технологии обработки почвы, известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - № 1(25). - С. 14-16.

20.Борисенко П.И. Совершенствование технологического процесса чизелевания за счет применения рабочего органа для минимальной обработки почвы с полосным углублением. Дисс. канд. техн. наук. Волгоград-2016 г - 190 с.

21.Борисова Л.В. К вопросу построения нечеткой экспертной системы продукционного типа для технологической регулировки машин / Л.В. Борисова, В.П. Димитров, А.К. Тугенгольд // Вестник ДГТУ. - 2008. -Т.8. - №№3(38). - С.278-287.

22.Борисова Л.В., Димитров В.П. Оценка параметров лингвистических переменных факторов внешней среды // Искусственный интеллект в XXI веке. Решения в условиях неопределенности: сб. ст. V междунар. науч.-техн. конф.-Пенза, 2007.- С.30-32.

23.Борисов А.Н Обработка нечеткой информации в системах принятия решений., А.В. Алексеев, Г.В. Меркурьев и др. - М.: Радио и связь, 1989. - 394 с.

24. Васильев, С.А. Методика проектирования компенсационных мелиоративных мероприятий с применением гидродинамической характеристики водного потока на склоновом агроландшафте / С.А. Васильев // Природообустройство. - 2016. -№ 3. - С. 84-89.

25.Ветохин В. И. Обоснование формы и параметров рыхлительных рабочих органов с целью снижения энергозатрат на обработку почвы. Диссертация .кандидата технических наук : - Москва, 1991. - 330 с.

26.Ветохин В. И. Системные и физико-механические основы проектирования рыхлителей почвы. Дисс. доктора. техн. Киев - Москва 2010

27. Волкова В.Н. Концепции современного естествознания: от физикализма к интегральным подходам / В.Н. Волкова // Прикладная информатика. 2010, №2 1(25). - С. 119-125.

28. Горячкин, В.П. Собрание сочинений: в 3-х т. / [Под ред. действ. чл. Всесоюз. акад. с.-х. наук им. В.И. Ленина проф. д-ра с.-х. наук Н.Д. Лучинского]. - М. : Колос, 1965. - Т. 1. - 1965. - 720 с.

29. Гостев, А.В. Эффективность технологий различного уровня интенсивности при возделывании озимой пшеницы и ячменя на типичном черноземе Центрального Черноземья : дис. ... канд. с.-х. наук. - Курск, 2009. - 167 с.

30. Григораш О.В. Методология экспериментальных исследований / О.В. Григораш // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ. -2017. - № 127. - С. 849-864.

31. Гячев, Л.В. Теория лемешно-отвальной поверхности / Л.В. Гячев. -Зерноград, 1961. - 317 с.

32.Димитров В.П, Борисова Л.В, Нурутдинова И.Н Методика оценки согласованности моделей нечетких экспертных знаний/ Вестник ДГТУ, 2010. Т.10. №2(45)

33.Димитров, В.П. Программная система для ввода экспертных знаний / В.П. Димитров, Л.В. Борисова, И.Н. Нурутдинова Е.В. Богатырёва // Вест-ник Дон. гос. техн. ун-та. -2011. - № 1 (52). - С. 83 - 90.

34. Данелян Т.Я. Формальные методы экспертных оценок / Т.Я.Данелян // Статистика и экономика. - 2015. - № 1. - С. 183-187.

35. Доклад «О состоянии и использовании земель в Ростовской области в 2019 году», стр. 38.).

36. Доклад о климатических рисках на территории Российской Федерации. -Санкт-Петербург. 2017 - 106 с.

37. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации в 2017 году. - М: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. - 196 с.

38. Долгов, С.И. О некоторых закономерностях зависимости урожая сельскохозяйственных культур от плотности почвы / С.И. Долгов, С.А. Модина // Теоретические вопросы обработки почв. - Л., 1969. - Вып. 2. - С. 54-64.

39. Домасевич А.А. Закономерности пространственного распределения корневых систем древесных растений в лесных культурах, на бывших сельскохозяйственных землях, созданных при различных способах обработки почвы / А.А. Домасевич // Труды БГТУ. Сер. 1. Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. - 2012. - № 1. - С. 165-167.

40. Доценко А.Е. Совершенствование технологического процесса глубокой обработки почвы за счет разработки комбинированного рабочего органа : дис. канд. техн. наук / Доценко Алексей Евгеньевич. - Волгоград, 2017. - 166 с.

41. Дринча, В.М. Технологические особенности эксплуатации МТА с чизельными плугами / В.М. Дринча, А.Х. Бекев, И.Б. Борисенко // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2004. - № 2. - С. 16-19.

42. Емельянов, П.А. Эффективность применения передвижного почвенного канала при проведении лабораторных исследований / П.А. Емельянов, А.В. Сибирёв, А.Г. Аксенов // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2013. - № 10. - С. 216-219.

43. Ермольев Ю. И., Основы проектирования сельскохозяйственных машин и предприятий: учебник / А. Д. Чистяков, В. И. Пахомов, А. В. Бутовченко ; под общ. ред. Ю. И. Ермольева ; Донской государственный технический университет. -Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2016. - 553 с.

44. Желиговский, В.А. Элементы теории почвообрабатывающих машин и механической технологии сельскохозяйственных материалов / В.А. Желиговский. - Тбилиси : Изд-во Груз. с.-х. ин-та, 1960. - 146 с.

45. Жилейкин М.М. Прогнозирование значений определяющих показателей при формировании технического облика особо легких высокоподвижных колесных транспортных средств / М.М. Жилейкин, М.Р. Калимулин, А.В. Мирошниченко // Инженерный журнал: наука и инновации. - 2012. - № 10. - С. 1-18.

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

47. Заяц, А.Н. Минимальная обработка почвы под озимые / А.Н. Заяц // Земледелие. - 1996. - № 3. - с.12-13.

48.Костылев П.И., Е.В. Краснова, А.В. Аксенов Анализ элементов структуры урожайности и других количественных признаков у образцов риса // Зерновое хозяйство России. - 2018. - № 1. - С. 12-17.

49.Капов С.Н. Механико-технологические основы разработки энергосберегающих почвообрабатывающих машин: дисс. доктора техн. наук - Челябинск, 1999. - 356 с.22106

50. Извеков В.П. Предотвратить экологическую катастрофу / В.П. Извеков // Земледелие. - 1991. - № 4.

51. Иодко Л.Н., Г.Е. Иодко, О.В. Калмар, Ю.В. Зяблицев // Чизельная -эффективнее Земледелие. - 1992. - № 3. - С. 23.

52. Каличкин, В.К. Безотвальная и комбинированная обработка почвы Западной Сибири / В.К. Каличкин, С.А. Ким // Земледелие. - 1996. - № 6. - С. 14.

53. Карпович, К.И. Противоэрозионный комплекс на ландшафтной основе в техногенно нарушенных территориях / К.И. Карпович // Ульяновский медико-биологический журнал. - 2012. - № 1. - С. 114-118.

54. Касьянов Александр Евгеньевич (2015). Экологически безопасное глубокое мелиоративное рыхление. Природообустройство, (4), 19-21.

55. Квашин В.П. Способы экономии топлива в агропромышленном комплексе / В.П. Квашин, А.Г. Щербакова, С.В. Захаров // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2018. - № 2 (30). - С. 109-115.

56. Кирпичев, В. Л. О подобии при упругих явлениях // Журнал Русского физико-химического общества. - 1874. -Т. 6, вып. 9. - С. 90-120.

57. Кирякина, Ю.Ю. Агроэкологическая типизация пахотных земель на основе ландшафтно-структурного анализа территории / Ю.Ю. Кирякина, Л.М/ Татаринцев

// Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2009. - № 9. -С. 23-26.

58. Кленов, Б.М. Гумус в условиях антропогенного воздействия / Б. М. Кленов // Гео-Сибирь. - 2005. - Т. 5. - С. 97-100.

59. Крылов К.С. Методика проведения стендовых испытаний привода машиннотракторного агрегата с использованием нагруженности в реальных производственных условиях / К.С. Крылов, В.Е. Харламов // Труды Инсторфа. -2015. - № 11 (64). - С. 39-43.

60. Культин Н. Б, Жиляева А. С. Экспертиза инновационных проектов на основе аппарата нечеткой логики // Материаловедение. Энергетика. 2013. №4-2 (183).

61. Леоненков А.В. Самоучитель ЦМЬ 2 / А.В. Леоненков. - Россия : БХВ-Петербург, 2007. - 576 с.

62. Леоненков, А. В. Нечеткое моделирование в среде МАТЬАВ и fuzzyTECH. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 736 с.

63. Леонтьев Ю.П. Влияние параметров мелиоративного рыхления на рабочие процессы / Ю.П. Леонтьев, А.А. Макаров // Природообустройство. 2013. № 2. -С.97-101.

64.Липкович Э.И. Аналитические основы систем машин. — Ростов-на-Дону: Кн. изд-во, 1983. - 112 с.

65.Липкович Э. И. Некоторые стратегические перспективы АПК России // Вестник аграрной науки Дона. 2017. №37.1.

66. Лурье А.В., Громбичевский А.А. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. — Л.: Машиностроение, 1977. — 528 с.

67. Максимов, В.П. Исследование изменения твёрдости сменных зубьев, как фактора определяющего работоспособность машин природообустройства / В.П. Максимов, С.А. Иванов, А.Е. Ушаков // Мелиорация и водное хозяйство. Пути повышения эффективности и экологической безопасности мелиораций земель Юга России: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Новочеркасск, 2017. - С. 28-34.

68. Максимов, В.П. Концептуальное конструирование инновационных проектов подпокровных агрегатов / В.П. Максимов, В.П. Свечкарев // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2005. - № ^ (129). - С. 8-14.

69. Максимов, В.П. Концептуальное конструирование инновационных рабочих органов канатных экскаваторов / В.П. Максимов, Ю.В. Максимов // Инженерный вестник Дона. - 2013. - № 4 (27). - С. 132.

70. Максимов, В.П. Концептуальное конструирование орудий для основной обработки склоновых земель / В.П. Максимов, А.Е. Ушаков // Вестник аграрной науки Дона. - 2020. - № 1 (49). - С. 53-59.

71. Максимов, В.П. Проблемы иммитационного моделирования динамики почвообрабатывающих агрегатов / В.П. Максимов // Мелиорация и водное хозяйство : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (Шумаковские чтения) с междунар. участием, посвящ. 130-летию со дня рождения акад. Б.А. Шумакова. -Новочеркасск : Лик, 2019. - Вып. 17, ч. 1. - С. 243-248.

72. Максимов, В.П. Современные проблемы обработки склоновых земель глубокорыхлителями / В.П. Максимов, А.Е. Ушаков // Агроинженерия в XXI веке: проблемы и перспективы : материалы Национальной (всерос.) науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 30-летию инж. фак-та им. А.Ф. Пономарева. - п. Майский, 2020. - С. 132-136.

73. Максимов, И.И. Обоснование параметров рабочего органа для глубокой безотвальной обработки почвы на склонах : дис. ... канд. техн. наук. - Чебоксары, 1984. - 180 с.

74. Маслов Б.С. Справочник по мелиорации / Б.С. Маслов, И.В. Минаев, К.В. Губер. - М. : Росагропромиздат, 1989. - 383 с.

75. Мацяшек, Л.А. Практическая программная инженерия на основе учебного примера / Л.А. Мацяшек, Б.Л. Лионг. - М. : Бином. Лаборатория знаний, 2009. - 956 с.

76. . Каманин, А.С. Трубин, А.В. Паничкин, Р.А. Ределин. Механика грунтов / Ю.Н- Орёл : ОГУ имени И.С. Тургенева, 2017. - 134 с.

77. Михайлин, А.А. Анализ устойчивости глубоко разрыхленных склонов / А.А. Михайлин, С.В. Филонов // Инженерный вестник Дона. - 2014. - № 2 (29). - С. 122.

78. Михайлин, А.А. Влияние технических характеристик орудия на показатели качества глубокого разрыхления орошаемых земель / А.А. Михайлин, В.П. Максимов, И.В. Клименко // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2013. - № 3 (11). - С. 134-147.

79. Михайлин, А.А. Глубокое рыхление мелиорируемых земель как способ повышения продуктивности сельскохозяйственных культур / А.А. Михайлин // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2012. - № 4 (8). - С. 2031.

80. Михайлин, А.А. Обоснование рациональной формы наральника стоек глубокорыхлителей / А.А. Михайлин, В.П. Максимов // Вестник НГИЭИ. - 2021. -№ 8 (123). - С. 21-32.

81. Михайлин, А.А. Разработка новой ресурсосберегающей технологии обработки склоновых земель / А.А. Михайлин // Инженерный вестник Дона. - 2013.

- № 1 (24). - С. 31.

82. Мударисов, С.Г. Совершенствование конструкции и управление качеством работы почвообрабатывающих дисковых орудий в целях повышения их эффективности: дис. ... канд. техн. наук. - Уфа, 2006. - 211 с.

83. Новая философская энциклопедия [Текст]: в 4 т. / Ин-т философии Рос. акад. наук, Нац. обществ. -науч. фонд; Науч.-ред. совет.: В. С. Степин [и др.].

- Москва: Мысль, 2000-2001. - 26 см.; ISBN 5-244-00961-3

84. Плескачев Ю. Н., Ксыкин И. В., Басакин М. П., Кандыбин С. С. Способы обработки светло-каштановых почв // Известия НВ АУК. 2013. №4 (32). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposoby-obrabotki-svetlo-kashtanovyh-pochv (дата обращения: 18.04.2022).

85. Мирзаев Б.С., Обоснование параметров рыхлительной пластины двухъярусного рыхлителя с наклонными стойками / Ф.М. Маматов, Ш.У. Буранова, Х.А. Файзуллаев // Молодой ученый. - 2015. - № 21 (101). - С. 198-201.

86. Панов, И.М. Физические основы механики почв : монография / И.М. Панов, В.И. Ветохин. - Киев : Феникс, 2008. - 265 с.

87. Пат. 2042298, МПК А01В13/16 А01В79/02. Способ освоения эродированных склонов / И.Г. Зыков, В.И. Антонов, С.П. Помещиков. - № 5038500/15 ; заявл. 13.03.1992 ; опубл. 27.08.1995.

88. Пат. 206164, МПК А01В35/00. Адаптивный глубокорыхлитель / В.П. Максимов, А.Е. Ушаков. - № 2021104819 ; заявл. 25.02.2021 ; опубл. 26.08.2021.

89. Пат. 2158068, МПК А01В 79/00. Способ безотвальной обработки почвы / В.И. Медведев, В.П. Мазяров. - № 99105151/13 ; заявл. 15.03.1999 ; опубл. 27.10.2000.

90. Пат. 2232489, МПК А01В13/16, А01В 79/00. Способ устройства террас / Х.Ж. Балкаров, В.Н. Бербеков, А.М. Хатухов. - № 2001129648/13 ; заявл. 01.11.2001 ; опубл. 20.07.2004.

91. Пат. 2255450, МПК А01В13/16. Способ обработки склоновых почв / А.А. Михайлин. - № 2002108073/12 ; заявл. 29.03.2002 ; опубл. 10.07.2005.

92. Пат. 2269880, МПК Л01Б11/00, А01В 9/00, А01В 39/10. Машина для основной обработки почвы способом копания / А.Ф. Кислов, Д.Л. Марков, А.А. Кислов. - № 2004124100/12 ; заявл. 06.08.2004 ; опубл. 20.02.2006.

93. Пат. 2281634, МПК А01В37/00. Рыхлитель почвы с газодинамическим интенсификатором / А.Н. Пикушов, О.В. Цыганок, В.В. Драгуленко. - № 2005103165/12 ; заявл. 08.02.2005 ; опубл. 20.08.2006.

94. Пат. 2284092, МПК А01В 79/00, А01В 79/02. Способ полосной безотвально-нулевой зяблевой обработки на черноземных почвах в зонах с недостаточным увлажнением / А.Н. Власенко, В.Н. Слесарев, В.Е. Синещёков и др. - № 2004104563/12 ; заявл. 05.02.2004 ; опубл. 27.09.2006.

95. Пат. 2321195, МПК А01В11/00. Почвообрабатывающее орудие для безотвальной обработки почвы / Ю.И. Матяшин, А.В. Матяшин, И.М. Салахов. - №2 2005131826/12 ; заявл. 13.10.2005 ; опубл. 10.04.2008.

96. Пат. 2404559, МПК А01В35/00. Орудие для безотвальной обработки почвы / Б.Ф. Тарасенко, А.Н. Медовник, В.Д. Карпенко. - № 2009119969/21 ; заявл. 26.05.2009 ; опубл. 27.11.2010.

97. Пат. 2449522, МПК А01В 35/32. Вибрационный глубокорыхлитель почвы / А.В. Гостев, В.А. Плотников. - № 2010128595/13 ; заявл. 09.07.2010 ; опубл. 10.05.2012.

98. Пат. 2487518, МПК А01В 79/02, А01В 13/16, А01В 35/16. Способ безотвальной обработки склоновых земель / Ю.И. Матяшин, А.Р. Валиев, Р.И. Сафин, А.П. Мартьянов, А.В. Матяшин. - № 2011140904/13 ; заявл. 07.10.2011 ; опубл. 20.07.2013.

99. Пат. 2540558, МПК А01В49/02. Комбинированное орудие для основной обработки почвы / С.Л. Дёмшин, В.Л. Андреев, Р.Р. Нуризянов, Д.А. Черемисинов. - № 2012152592/13 ; заявл. 06.12.2012 ; опубл. 10.02.2015.

100. Пат. 2698280, МПК A01B13/08, A01B 13/16. Глубокорыхлитель для обработки склоновых земель / В.П. Максимов, А.Е. Ушаков. - № 2018119797 ; заявл. 29.05.2018 ; опубл. 27.08.2019

101. Пат. 2742657, МПК A01B 13/08. Безотвальный чизель-разрыхлитель навесной / А.А. Михайлин, В.П. Максимов, С.В. Филонов, А.Е. Ушаков. - № 2019130102 ; заявл. 24.09.2019 ; опубл. 09.02.2021.

102. Переуплотнение почв - один из важнейших факторов её деградации / М.В. Канделя, Н.М. Канделя, В.Л. Земляк, И.В. Бумбар // Дальневосточный аграрный вестник. - 2019. - № 3 (51). - С. 105-115.

103. Подлесных, И.В. К усовершенствованию методики проектирования базовых элементов противоэрозионной организации территории в адаптивно-ландшафтном земледелии / И.В. Подлесных, Т.Я. Зарудная, С.В. Надеин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 7. - С. 57-62.

104. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. - М.: Машиностроение, 1988. — 368 с.

105. Празина, Е.А. Влияние экспозиции склонов и степени смытости на плодородие черноземов лесостепной зоны / Е.А. Празина, С.В. Лукин // Агрохимический вестник. - 2018. - № 3. - С. 44-47.

106. Феоктистов А.Ю., Каменецкий А.А., Блехман Л.И Применение метода дискретных элементов для моделирования процессов в горно-металлургической промышленности // Записки Горного института. - 2011. - Т. 192. - С. 145-149.

107. . Чукин М.В, Рааб А.Г., Семенов В.И. Применение полного факторного эксперимента в процессе волочения со сдвигом // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2012. - № 4 (40). -С. 33-37.

108. Яцук Е.П., Ротационные почвообрабатывающие машины: конструкция, расчет и проектирование / И.М. Панов, Д.Н. Ефимов [и др.]. - М.: Машиностроение, 1971. - 255 с.

109. Свечкарев, В.П. Системный анализ высокотехнологичных систем: информационный подход. - Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2006. - 264 с.

110. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021613297 Российская Федерация. "Программа прогнозирования уровней определяющих параметров технических объектов новых поколений" (DSJ) : № 2021612389 : заявл. 25.02.2021: опубл. 04.03.2021 / П. В. Сиротин, Н. А. Дробязко, М. М. Жилейкин.

111. Сергеева, И.Г. Построение современных управленческих решений на базе применения методов Design of Experiments (DOE) для определения значений факторов оптимизации в лёгкой промышленности / И.Г. Сергеева, А.Д. Поцулин, О.А. Чуднова // Научный журнал НИУ ИТМО. Сер. Экономика и экологический менеджмент. - 2020. - № 1. - С. 121-131.

112. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. — М.: Машиностроение, 1977. — 328 с.)

113. Синеоков, Г. Н. Деформации, возникающие в почве под воздействием клина / Г. Н. Синеоков // Сб. науч. трудов ВИСХМ. Вып. 33. - М.: Машгиз, 1962. - С. 327.

114. Кретинин О.В., Система автоматизированной оптимизации структурно-параметрических моделей по технико-экономическим критериям в виртуальной среде / А.Ю. Сизов, А.А. Туманов, Л.О. Федосова // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2014. - № 5 (107). - С. 271-275.

115. Советов, Б.Я. Моделирование систем / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. — 7-е изд.

- Москва: Издательство Юрайт, 2012.

116. Соколовский, В.В. Статика сыпучей среды / В.В. Соколовский. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Физматгиз, 1960. - 243 с.

117. Соловьев, Н.М. Прочностные расчеты лемеха из высокопрочного чугуна / Н.М. Соловьев, М.С. Баган, И.Р. Рахимов // Вестник ЧГАУ. - 2005. - Т. 46. - С. 188191 с.

118. Сурмач, Г.П. Рельефообразование, формирование лесостепи, современная эрозия и противоэрозионные мероприятия / Г.П. Сурмач. - Волгоград, 1992. - 174 с.

119. Сухомлинова, Н.Б. Эколого-мелиоративные мероприятия в районах с развитой эрозией почв / Н.Б. Сухомлинова, А.С. Чешев // Экономика и экология территориальных образований. - 2019. - Т. 3, № 1. - С. 35-45.

120. Сборник агротехнических требований на сельскохозяйственные машины / ЦНИИТЭИ. - М., 1981. Т. 27. - 295 с.

121. Сборник агротехнических требований на сельскохозяйственные машины / ЦНИИТЭИ. - М., 1983. Т. 39. - 253 с.

122. Тихонов, В.В. Совершенствование рабочего органа чизеля для дополнительного крошения почвы и обоснование его параметров: дис. канд. техн. наук. - Уфа, 2012. - 162 с.

123. Токушев, Ж.Е. Теория и расчет орудий для глубокого рыхления плотных почв / Ж.Е. Токушев. - М. : Инфра-М, 2003. - 300 с.

124. Учебное пособие по разделу: «Региональное землеустройство» для студентов по направлению подготовки «Землеустройство и кадастры»: учеб. -метод. пособие / Сост. М.М. Брантова. - Майкоп: издатель А.А. Григоренко, 2016. - 118 с.

125. Фомин, А.А. Анализ переработки сельскохозяйственной продукции в России и законодательное обеспечение развития отрасли / А.А. Фомин // Московский экономический журнал. - 2017. - № 3. - С. 25.

126. Цытович, Н.А. Механика грунтов: крат. курс / Н.А. Цытович. - 3-е изд., доп.

- М.: Высш. шк., 1979. - 272 с.

127. Швебс, Г.И. Формирование водной эрозии стока наносов и их оценка (на примере Украины и Молдавии). - Л.: Гидрометеиздат, 1974. - 184 с.

128. Шилен, В. Прикладная динамика. Численное моделирование механических систем в машиностроении / В. Шилен, П. Эберхард. - Ижевск-М.: Ин-т компьютер. исслед. ; [б. и.], 2018. - 245 с.

129. Штовба, С. Д. Проектирование нечетких систем средствами МАТЬАВ. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 288 с.

130. Шушкевич, В.А. Основы электротензометрии / В.А. Шушкевич. - Минск: Вышэйш. шк., 1975. - 351 с.

131. Щедрин, В.Н. Состояние и перспективы развития мелиорации земель на юге России / В.Н. Щедрин, Г.Т. Балакай // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2014. - № 3 (15). - С. 1-15.

132. Яблонев, А.Л. Применение средств современного цифрового тензометрирования при исследовании нагруженности элементов торфяных машин / А.Л. Яблонев, Ю.В. Крутов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2016. - № 8. - С. 200-205.

133. Яровой, В.Г. Обоснование сбалансированного соотношения между мощностью двигателя и массой сельскохозяйственного трактора / В.Г. Яровой,

H.В. Сергеев, Л.Ю. Шипик // Вестник аграрной науки Дона. - 2011. - № 3 (15). - С. 27-30.

134. Яровой, В.Г. Оптимальное соотношение мощности двигателя и массы сельскохозяйственного трактора / В.Г. Яровой, Н.В. Сергеев, Л.Ю. Шипик // Вестник Орловского государственного аграрного университета. - 2011. - № 2 (29).

- С. 61-62.

135. Яушева, С.В. Пример практического применения GEO5 при проектировании подпорной стены из габионов / С.В. Яушева, К.С. Дятлова // E-Scio. - 2019. - № 6 (33). - С. 335-340.

136. Autodesk Inventor 2013 и Inventor LT 2013: Autodesk Official Training Guide Том Трембли Издательство: ДМК Пресс. Официальный учебный курс

137. Bieniek J. Straty ziarna w zespole czyszcz^cym wyposazonym w sito daszkowe / J. Bieniek, J. Banasiak, B. Lewandowski // Inzynieria Rolnicza. - 2010. - № 3(63). - Р. 71-79.

138. David Melvin P.E. Autodesk Inventor 2014: Assemblies and Advanced Concepts.

- 2014.

139. GEO5. Руководство пользователя [Электронный ресурс]. - [Б.и.] : Fine Ltd,

2018. - URL: https://www.twirpx.club/file/2718654/

140. Introduction to the Design and Analysis of Composite Structures: An Engineers Practical Guide Using OptiStruct / by Wollschlager. - Second Edition. - 2014. - 338 p.

141. Jacobson I. Object-oriented Sftware Engineering / I. Jacobson, M. Christerson, P. Johnson, G. Overgaard. - Workingham, England: Addison-Wesly Publishing Company, 2002. - 524 p.

142. Papaiordanidis S. Soil erosion prediction using the Revised Universal soil loss equation (rusle) in Google Earth Engine (Gee) cloud-based platform / S. Papaiordanidis,

I.Z. Gitas, T. Katagis // Бюллетень Почвенного института им. В. В. Докучаева. -

2019. - Вып. 100. - С. 36-52.

143. Pulle Duco W. J. Applied Control of Electrical Drives: Real Time Embedded and Sensorless Control using VisSim™ and PLECS™ / Duco W. J. Pulle, Pete Darnell, André Veltman. - 2015. - 438 p.

144. Rayo J. D. Simulation of block caving operation using a discrete element method (DEM) / J. D. Rayo, J. M. Mercado, V. Encina // Minin 2016. 6th International Conference on Innovation in Mine Operations. - Santiago, Chile, 2016. - P. 21-23.

145. Wischmeier, W. H. Predicting Rainfall Erosion Losses: A Guide to Conservation Planning / W. H. Wischmeier, D. D. Smith // DC: Science and Educational Administration, US department of Agriculture. - Washington, 1978. -400 p.

146. Yuan Y. Annualized Agricultural Non-Point Source model application for Mississippi Delta Beasley Lake watershed assessment / Y. Yuan, M.A. Locke, R.L. Bingner. // Journal of soil and water conservation. - 2008. - Vol. 63(6). - P. 542-551

147. Zadeh, L. A., The concept of a linguistic variable and its application to approximate reasoning. Information Sciences, Vol. 8, pp. 199—249, 301—357; Vol. 9, pp. 43—80. (1975).

148. Zhiwei Zeng, Ying Chen, Xirui Zhang, Modelling the interaction of a deep tillage tool with heterogeneous soil, Computers and Electronics in Agriculture, Volume 143, 2017,Pages 130-138, ISSN 0168-1699.

Приложение А Методика отбора почвы

ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ

Необходимый инструмент: лопата (оез ржавчнны). таз. 2 полиэтиленовых

пакета

Выбор площадки для отбора пробы методом конверта

Выбирают 5 точек на местности, так чтобы мысленно соединенные прямыми линиями, они давали рисунок запечатанного конверта

Отбор средней пробы

- при наличиЕ удаляем растительный или дзрновый слой почвы; -иг каждой :очки отбираем около 1 кг (по объему около 0,5 л), ео не менее 0,5 кг почвы с глубины 0-20 см, ч:о соответствует штыку лопаты. - единичные пробы помещаем в таз. измельчаем, удаляем инородные включения и

тщательно перемешиваем.

Отбор лабораторной пробы

Переносим 1 кг усредненной прегы в полиэтиленовый пакет. Помещаем пакет с пробой в другой полиэтиленовый пикет. Между пакетами помещаем вкладыш с информацией, содержащей ФИО заказчика и порядковый номер пробы (при отборе нескольких проб).

Транспортирование

Пробы желательно хранить в темном н прокладном месте (2-10 градуосов), не допускать рззкогг теплового воздейс:Еия (не замораживать, не допускать перегрев: в багажнике автомобиля!). Для определения токсикантов просу необходимо транспортировать в лабораторию в течение 1 суток посче о:оэра. для агрохимического исследования про5а

Ш

0

0

Приложение Б Результаты исследований образцов почвы.

Российская ф едер аиия Новочеркасска!! мелиоративный институт ДГАУ Учебно-научная испытательная лаборатория г Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111 Сертификат соответствии -YiPOCC RU. ФК04.ШШ88 от 27.112 013 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ № 5 5 июля 2021 г

Наименование заказчика Ушаков А.Е.

Адрес места нахождения

Наименование пробы, образца, продукции Почва Нормативные документы на продукт.

регламентирующий объем их исследований и оценку отсутствует Акт отбора пробы, образца (номер, цата и мено отвара) отсутствует г Кем отобрана проба Ушаков А.Е.

У словил доставки образца автотранспорт

Обоснование для исслщювашш договор № 5

Масса пробы (образца) п/зт. пакеты

Дага выработки отсутствует дата поступления образца б ИЛ 14.00 ч. 29.06.2021 Номер про5ы 2S-34 шифр образца (пробы)_ 28-34

Регистрационный номер в журнале: 28-34.

Наименование НД. регламентирующих методику проведения - ГОСТ 12536-79

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

№ Наименование >10 >7 >5 >3 >2 > 1 >0,5 >0,25

п/п образца MIL % мм, мм, мм, мм, мм. мм, мм,

% % % % % % %

1 Пах. 1 9,7 16.6 26,10 18.70 15,30 4.10 4.60 4.90

2 Пах. 2 9.4 18,0 25,20 17,S0 15J0 4.40 4.20 5.S0

3 Пах. 3 9,7 16 В 25.60 13.50 15.10 4,00 4,50 5,SO

4 Глуб. Рыхл. 1 5,6 4.90 11,20 25,00 26.90 14.40 5,20 6,00

5 Глуб рыхл. 2 7,73 14.22 23,90 25.40 13.75 4,40 4,SO

6 Глуб. РыхлЗ 5.6 6,49 14,S0 23,95 26.50 13.« 5,01 4,03

7 Целина контр. 10,0 13.6 17,40 21,50 21,90 3.00 S.30 4.30

Инженф 1 категории Начальник УНИЛ

Кузне цс>бя. Н _В.

Кокпна Т.Ю.

Российская федерация Новочеркасский мелиоративный институт ДГАУ Учебно-научная испытательная лаборатория I Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111 Сертификат соответствия №РОСС Ш!. ФК04.К00188 от 27.11.2018

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИИ № 7

Наименование заказчика Ушаков А.Е.

Адрес места нахождения

Наименование пробы, образца, продукции Почва Нормативные документы на продукт, регламентирующий объем их исследований и оценку Акт отбора пробы, образца (номер, дата и место отбора) Кем отобрана проба Условия доставки образца Обоснование для исследований Масса пробы (образца) Дата выработки отсутствует дата поступления образца в ИЛ Номер пробы 28-34 шифр образца (пробы)

Регистрационный номер в журнале: 28-34..

5 июля 2021 г

отс\тств\ет отсутствует г Ушаков А.I:.. автотранспорт договор № 5 п/эт. пакеты

4.00 ч. 29.06.2021 28-34

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

№ п/п 11аименова- ние показателя 11аименова-ние нд Пах. 1 Пах, 2 Пах 3 Глуб. рыхл. 1 Глуб рыхл. 2 Глуб рыхл. 3 1 (слип контр.

1 М.д. общий азот ГОСТ 26488 85 47.40 46,8 48.2 16.4 16,00 15.8 15.90

2 М.д. фосфор подв. ГОСТ 2620491 11.30 1 и 11.6 16.00 16.40 16.80 16.80

3 М.д. калий подв. ГОСТ 2620491 306,90 308.0 308.8 320,9 310.2 314.20 311.30

Инженер 1 кате Начальник

Кузнецова II.В. Кокина Т.Ю.

Приложение В Экономико - экологическая эффективность разработанного

глубокорыхлителя

Выявление конструктивных и эксплуатационных преимущества разработанного глубокорыхлителя

- использование 2- стоек с верхней и нижней системой деформаторов позволяет увеличить зону обработки на 20%, что приводит к увеличению производительности на 20% по сравнению с глубокорыхлителем РН - 3-1,8

- использование латерально-медальных почворыхлящих пластин и разработанного наральника позволяют снизить тяговые сопротивление на 7-13%

- использование механизма для выставления позволяет трактору работать в

оптимальном режиме при нагрузке двигателя 85-95%

Определение капитальных затрат на РН - 3-1,8 и разработанный

глубокор ыхл ит ель

Капитальные вложения в почвообрабатывающую технику цену машины Ц и затраты на ее первоначальную доставку с завода изготовителя

К = ЦКа ,

где Ка - переходный коэффициент, равный 1,07.

Для РН - 3-1,8 цена машины устанавливается по прейскурантной цене, равной (по ценам 2020 года) 211 000 руб., следовательно, капитальные вложения в базовую технику равны

Кбт = Цбт'1,07 = 2650000 1,07 = 225 770 руб. Цену разработанного глубокорыхлителя с учетом налога на добавленную стоимость машины рассчитывают по формуле

Цнт = Цбт + Сп(1+И)-(1+ЛН), где СП - полная стоимость изготовления дополнительного оборудования машины;

И - норматив рентабельности, на предприятиях машиностроения равен И = 0,15-0,20;

dн - доля налога на добавленную стоимость в цене изделия dн = 0,18.

Продолжение приложения В

Полную себестоимость изготовления изделий СП определяем укрупненным

методом.

Укрупненный расчет выполняется в следующем порядке: Сп = (Зр-кд-кпр-ксс + М)- ксЕР + М1 + Н, где Зр - основная (тарифная) заработная плата производственных рабочих;

кд, кПР, ксс - коэффициенты, учитывающие дополнительную заработную плату, премии и расходы на социальное, медицинское и пенсионное страхование, (кд = 1.2; кпР= 1.4; ксс = 1.4);

М - стоимость сырья и материалов, технологического топлива, технологической энергии и т.д. на изготовления НТ, руб.;

М1 - стоимость комплектующих изделий и полуфабрикатов, включая расходы по доставке (последние принимаются равными 7% от стоимости доставляемого оборудования), руб;

ксЕР - коэффициент, учитывающий серийность;

Н - накладные расходы принимаются в размере 300% от заработной платы производственных рабочих, руб.

М - стоимость сырья и материалов, технологического топлива, технологической энергии и т.д. на изготовления разработанного глубокорыхлителя.

Стоимость комплектующих изделий

Полная себестоимость одной стойки с полным комплектом дформаторов глубокорыхлителя при изготовлении на базе Новочеркасского инженерно-мелиоративного института им. А.К. Кортунова ФГБОУ ВО Донской ГАУ будет состоять из затрат на сырье и материалы, на энергоносители, амортизационные отчисления, Заработная плата основного персонала, заработная плата управленческого и вспомогательного персонала (таблица В.1).

Продолжение приложения В

Таблица В.1 - Смета себестоимости разработанного глубокорыхлителя

Себестоимость стойки Себестоимость Себестоимость

глубокорыхлитлея (Цст) Механизма поворота стойки глубокорыхлитлея (Цмп) рамы глубокорхлитлея (ЦР)

№ Наименование статей Сумма всего в рублях.

1 Материалы 3800 940 38 000

2 Крепежные элементы 600 500 2000

2.Трудозатраты

Резчик плазмы 1280.00 640

Слесарь 2356 4032

Сварщик 2 840.00 840.00 6000

разряда

Сборщик 700.00 500.00 2100

З.Амортизация

Амортизация оборудования 500 200 1500

Расходные 1000 200 2000

материалы

Итого 11076 3820 55632

Для работы глубокорыхлителя понадобиться 2 опорных колеса стоимостью 7000 рублей (Цок) так же минимальная комплектация составляет 2 рабочих органа и 2 механизма поворота. Заработная плата составила 19 288 рублей.

Стоимость доставки комплектующих равна ЦМ = (2Цст+2Цмп+ЦР+ 2Цок)0.07 = 5427 руб.

Итого с учетом доставки М1 =77528+ 5427 = 82955 руб.

Накладные расходы Н = 19288 3 = 57864 руб.

Полная себестоимость НТ равна Сп = (19 288 1.2 1.4 1.4 + 12500) 1.0 + 51809.4 + 11990.52 = 81000.20 руб.

Оптовая цена новой машины Цнт = Цбт + Сп(1+И)-(1+С1н) = 2650000 + 81000.2(1 + 0.15)(1 + 0.18) = 228924.

Исходные данные для выполнения расчета энергетической оценки эффективности использования почвообрабатывающей техники в составе трактора МТЗ-80 разработанным глубокорыхлителем и серийным.

Продолжение приложения В

Рассмотрим расчёт годового экономического эффекта от применения

новой машины, который производится по следующей формуле:

Эг _ (Зп — Зп)Ап,

где ЗП-приведенный затраты на единицу продукции при использовании старой (базовой) машины ;

ЗН -тоже новой машины;

АН-годовой объём продукции, произведенной новой машиной. Для того, чтобы приступить к выполнению экономического расчета необходимо знать основные технико-экономические показатели сравниваемых машин (таблица В. 2)

Таблица В.2 - Основные технико-экономические показатели.

Наименование показателей Обозначение Базовая машина Разработанная машина

1 2 3 4

Тип машины Почвообрабатыв ающая техника Рн-3-1.8 Разработанный Глубокорыхлитель

Рабочая скорость V, м/с 0,167 0,167

Мощность двигателя К, кВт 60 60

Обслуживающий персонал п, чел 1 1

Часовая производительность Пт, га/ч 2,1 2,54

Число часов работы в году Тг, час 160 160

Масса т, т 0,3 0,25

Стоимость машины Цм, руб 1 025 770 1 028 924

трактора Цт, руб 800 000 800 000

оборудования Цоб, руб 225 770 228924

Расчет экономической эффективности

Расчёт экономической эффективности ведётся в табличной форме.

Продолжение приложения В

Таблица В. 3 - Расчёт экономической эффективности

Наименование и расчёт затрат Значение величин

Базовой машины Модернизированной машины

1 2 3

1. Годовой объём работ, га Аг. 336 406,4

2. Удельные капиталовложения, руб/м3 Цоб + Цтр Ку" Аг , 225 770 + 800000 Т/-0 _ Ку = 336 228924 + 800000 1ГН _ Ку 406,4 3053 2532

3. Величина отчислений на амортизацию, руб/м3 Ку • а с — у Са = 100 й 3053 • 0,2 Са " 100 2532 • 0,2 рн _ ' Са " 100 , где а —норма амортизационных отчислений,% 1 а = -, где Т - срок эксплуатации оборудования, Т=5 лет. 6,1 5,06

4. Затраты на труд машиниста, руб/га Ст ^ Тр Кт Сз= Аг й 107,3 • 1 • 160 • 1,3 • 1,4 Сб = 3 336 107,3 • 1 • 160 • 1,3 • 1,4 Сн = 3 406,4 где Ст - часовая тарифная ставка механизатора,руб/час; п- количество обслуживающего персонала,чел; Кт- тарифный коэффициент; 92,9 76,8

5. Затраты на горючее, руб/га Цт • • Тг • ^дв • Кв Аг й 47,3 • 0,238 • 160 • 60 • 0,98 Сб = г 336 47,3 • 0,238 • 160 • 60 • 0,87 Сп = г 406,4 где Цт - стоимость 1 кг горючего, руб; ^у- удельный расход горючего, кг/кВт-ч; Кв- коэффициент использования двигателя; Мдв- мощность двигателя,кВт; 315,2 231,3

6. Удельные эксплуатационные затраты, руб/га С = Сз + Са + Сг Сб = 92,9 + 6,1 + 315,2 Сп = 76,8 + 5,06 + 231,3 414,2 313,1

7. Удельные приведенные затраты, руб/га Зп — С + Ен • Ку ЗП — 414,2 + 0,2 • 3053 ЗН — 313,1 + 0,2 • 2532 Ен — нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений 1024,8 819,5

8. Годовой экономический эффект, руб Эг = (Зп — Зп)Аг Эг — (1024,8 - 819,5)406,4 - 83 434

9.Срок окупаемости,лет РР — /С / Эг 2,74 года

/С сумма первоначальных -

инвестиций; 228924/83434=2,74

Экологический расчет

Важным аспектом при проведении почвообработки является количество нефтегазовых материалов, требуемых на данную операцию. Увеличение горючего связанно с такими факторами, как низкая заинтересованность оператора, некачественное топливо, работа двигателя не в оптимальных режимах, а также качество агрегируемой техники. Так при затуплении режущих элементов почвообрабатывающей техники происходит повышение тяговых усилий, приводящих к перерасходу топлива и повышенному износу двигателя. Повышение

горючего может составить до 15-20%. Оптимальный режим загрузки двигателя определяется составом агрегата, режимом работы трактора и составляет 85-95% нагрузки по мощности. [55]

Экологический эффект достигается за счет уменьшения расхода топливных материалов и рассчитывается согласно ГОСТ Р 53056-2008.

Ээк = ЛрГ • Нэк(Срн - з — Сгр), руб. Ээк = 406,4 • 0,15(9 — 7,52) = 90,2 руб. где ЛН - годовой объем работ новой техники, ед. наработки; Нэк - норма затрат на охрану окружающей среды, 0,15 руб./кг; @Рн - 3, @Гр - расход топлива трактора МТЗ-80 с глубокорыхлителем Рн - 3 и разработанным агрегатом, кг/ед. наработки.

Годовой экологический эффект согласно данной методике составил 90.2 рублей с одного трактора МТЗ-80. При использовании более мощных тракторов экологический эффект будет возрастать, как и от увеличения количества выполняемых работ.

1. Использование разработанного глубокорыхлителя агрегатируемый трактором МТЗ-80 позволило добиться повышенной производительности, и снижения потребляемых нефтегазоматериалов, посредством уменьшения тяговых усилий. Так Годовой экономический эффект составил 83 434 рублей.

2. За счет использования двигателя в рациональном режиме при нагрузке на 87% расход топлива значительно снизился, что позволило уменьшить затраты на топливо до 231,3 рублей на гектар.

3. Окупаемость вложений составила 2.74 года.

4. Экологический эффект, за счет снижения потребляемого топлива составил 120 рублей в год на 1 трактор МТЗ-80.

Приложение Г Полученные патенты по теме диссертационной работы

Приложение Д Акт внедрения результатов исследования диссертационной

работы

Утверждаю Директор Кузьмин ИновиЬцЦваевич

(¡/¡/¿.С}

« 5 )>

апреля 202I г

Aicr

внедрения результатов исследовании кандидатской диссертации на тему <со ВЕРШЕНСТВОВА!ШЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ПАРАМЕТРЫ ОРУТНя ДЛЯ ГЛУБОКОГО РЫХЛЕНИЯ С [СЛОНОВЫХ ЗЕМЕЛЬ.»

Автор: Ушаков Александр Евгеньевич

Наименование организации: Организация ООО "ПКЗ "ЛАБИНСКИЙ" п. Восточный, ул. Базарная 25, Краснодарский край, Мостовой район.

Описание внедряемой разработки Глубокорыхлителя с возможностью адаптации под обработку склоновых земель с шириной захвата 1,2 м и глубиной обработки почвы до 0,6 м. Адаптация сто о к иод обработку склоновых земель осуществляется посредством поворота стоек специальным механизмом на угол, равный углу склона. При этом на стойках закреплялось дополнительное оборудование в виде почворыхлявдих пластин и нижних уширителен.

Форма внедрения:

5 апреля 2021 г в организации ООО "ПКЗ "ЛАБИНСКИЙ" Краснодарского края. Мостовского района, поселка Восточного был внедрен и испытан глубокорыхлптель с возможностью адаптации под обработку склонов. В процессе внедрения выполнялись следующие работы. В 2021 г было произведено глубокое рыхление на глубину -15 см к з 5 см о о щей площадью 14.4 га, часть этих земель являлись склоновыми.

Эффективность внедрения Применение глубокорыхл ителя для безотвальной основной обработки почвы

ОС» П'ССТЬ ' л

-ось вез выноса нижележащих слоев на дневную поверхность, количество IU° размеР°м б°лее i 0 см не превышало 30%. Подплужная подошва была полностью

- • ¿огненна, сохранение стерни составило свыше 80 %. зона обработки увеличилась на 15%.

Дата писдрснип

5 апреля 2021 г.

Предложения, замечании организации, осуществляющей внедрение

Разработанный глубокорыхлителя рекомендуется для производства и широко] я применения в районах Ростовской области и Краснодарского края. Так же рекомендуется использовать разработку ж склоновых землях при уклоне свыше 4 градусов и по-Бъшенных негативных факторах таких как водная и ветровая эрозия.

Генеральный директор Кузьмин Игорь Дмитриевич

--(ФИО )

(ФИО)

а.

Приложение Е Акт внедрения в учебный процесс результатов

диссертационной работы

Приложение Ж Награды, дипломы, сертификаты и гранты, полученные за время подготовки диссертационной работы

«СТАРТ» 2021г 4290ГС1/70521от 15.11.2021 Вн. код 0070521 заявка (С1-106429).

С1-1ШП •070521

Ллрсса н банковские рскшгнгты сторон

ФОНД:

Федеральное I осударсIнсннос бюджетное учреждение «Фонд содействия ранни ню Ма.1Ы\ форм предприятий н нау•чно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям) ИНН/КПП-. 7736004350/770401ООI ЛОрес:

119034. г. Москва. 3-ий Обыденский переудок. д. 1. стр. 5

Тег. [phone]. Факс: [phone]

Банковские рекви шты

Л/с 21956002260 в Межрсшональном

операанонном УФК

ОперанионныЙ департамент Банка России

г.Москва

Ы1К 024501901

Единый камачейскнй счет

40I02Х10045370000002

Казначейский счет 03214643000000019500

ГРАНТОПОЛУЧАТЕЛЬ: < )ЫЦ| с ПК) с (И РЛНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ -САБС01ЕЧ" (ООО "САБСОНЛ")

ИНН/ШШ.Ь 150101654 615001ОО 1

ЮриОический аОрес:

346429. РОСТОВСКАЯ ОБЛ.. Г. О. ГОРОД НОВОЧЕРКАССК. Г. НОВОЧЕРКАССК. АЛЕКСАНДРОВСКАЯ УЛ.. Д.65. КВ. 9 КОМ

Фактический аОрес:

346429. РОСТОВСКАЯ ОБЛ.. Г. О. ГОРОД НОВОЧЕРКАССК. Г. НОВОЧЕРКАССК. АЛЕКСАНДРОВСКАЯ УЛ.. Д.65. КВ. 9 КОМ. I.

Ге.г: +790X17X20X5 (моб.)

Панковские рекви тты: Расчетный счет Грантоподучателя: 40702К1062600000X036 в банке ФИЛИАЛ "РОСТОВСКИЙ" АО "АЛЬФА-БАНК" (РОСТОВ-НА-ДОНУ).

ЬПК 046015207. кс 30101X 10500000000207

Заместитель генерального директора МнкигасьА. В.

Генеральный директор Ушаков А. Е.

"ч

кумемт падписа« У^ил^ой

•И ^ЛифииироВ^Иной }Г№«ЛрОМИОМ под.

Впадо >ПЛП| ФОНД содействия ЛЯМ КЫямтлсл,

•мч

ДРЙС1 11 »КГ О ертифмката с 17 08 2021 по 2С 1 08 2022

с-

Документ ПОЛРИСЛИ уем пеииой

яаапифмиироваимои зпестро иной ГКУ

Сер»**~ый момер 0 ААО4С010СА0068647ВРЗ£ЗСВОЕ УЬЬУ1

Впадопеч ООО "САЬСОИГГ Уш шел

Действие сертификата с 10 11 2 по » О 11 '2022

СЕРТИФИКАТ

№ ^У-14-09-2020 - 0072 Выдан: 06/10/2020

Настоящий сертификат подтверждает, что

прошел(ла) интенсивную программу Открытого университета Сколково по обучению предпринимательству «Навигатор инноватора. Астрахань»

Дата: 14 сентября - 6 октября 2020

Александр Ушаков