Обоснование конструктивной схемы плуга для снижения энергозатрат основной обработки почвы

Колебание тягового сопротивления лемешно-отвального плуга при смене условий работы можно уменьшить, усовершенствовав конструктивную схему орудия. (Цель исследования) Снизить или исключить изменения тягового сопротивления плуга при помощи автоматических регуляторов глубины вспашки, что позволит уменьшить энергозатраты агрегата и, следовательно, повысить его производительность. (Материалы и методы) Рассмотрели две группы лемешно-отвальных плугов, отличающихся способом соединения рамы с осью подвеса трактора. Изучили их достоинства и недостатки. Для определения рациональных конструктивных параметров плуга оценили влияние взаимного расположения рабочих органов (корпусов) на тяговое сопротивление и глубину обработки почвы, а также на изменение формы и поперечной площади почвенного пласта. (Результаты и обсуждение) Представили расчетные зависимости, по которым видно, что при увеличении угла постановки рабочего органа в поперечной плоскости происходит скачок тягового сопротивления, зависящий от величины перекрытия рабочих органов. Выявили зависимость тягового сопротивления от положения оси вращения плуга: чем меньше величина отклонения положения плуга от оси вращения, тем интенсивнее падает тяговое сопротивление. Проанализировали три схемы плугов на почве с удельным сопротивлением 0,8 килограмма на сантиметр квадратный и выбрали предпочтительную. Определили, что изменение тягового сопротивления на единицу изменения средней глубины вспашки составляет для плуга первой схемы 146 килограммов на сантиметр, для второй – 128, для третьей – 210 килограммов на сантиметр. (Выводы) Выявили, что наилучшая конструктивная схема – у полунавесного плуга, имеющего шарнирное соединение с трактором в поперечной плоскости и опорные колеса, установленные на поверхности поля. На испытаниях плуг с данной схемой показал высокую технологическую надежность, существенное увеличение производительности (при силовом регулировании до 10-11 процентов) без ухудшения условий труда тракториста и агротехнических показателей.

почвообработка, конструктивная схема, лемешно-отвальный плуг, тяговое сопротивление, почвенный пласт

1. Рахимов Р.С., Мударисов С.Г., Рахимов И.Р. Разработка ресурсосберегающей технологии и обоснование параметров комплекса машин для возделывания сельскохозяйственных культур в зоне Урала // Вестник БГАУ. 2018. N2(46). С. 121-134.

2. Рахимов Р.С., Свечников П.Г., Мухаматнуров М.М., Граков Ф.Н. Универсальное орудие для возделывания картофеля // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. N9. С. 19-20.

3. Рахимов Р.С. Определение металлоемкости орудий при их проектировании // АПК России. 2015. Т. 74. С. 110-117.

4. Гордеев О.В., Саврасова Н.Р. Применение теории удара для определения процента поврежденных клубней картофеля // Агропродовольственная политика России. 2015. N1. С. 62-65.

5. Mudarisov S.G., Gabitov I.I., Lobachevsky Y.P., Mazi tov N.K., Rakhimov R.S., Khamaletdinov R.R., Rakhimov I.R., Far khut dinov I.M., Mukhametdinov A.M., Gareev R.T. Modeling the technological process of tillage. Soil & Tillage Research. 2019. 190. 70-77.

6. Ani O.A., Uzoejinwa B.B., Ezeama A.O., Onwualu A.P., Ugwu S.N., Ohagwu C.J. Overview of soil-machine interaction studies in soil bins. Soil Tillage Research. 2018. 175. 13-27.

7. Armin A., Fotouhi R., Szyszkowski W. Experimental and finite element analysis for mechanics of soil-tool interaction. International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics. 2017. 11(2). 433-439.

8. Sun J., Sun Y. Wang, Ma Y., Tong J., Zhang Z. DEM simulation of bionic subsoilers (tillage depth& 40 cm) with drag reduction and lower soil disturbance characteristics. Advances in Engineering Software. 2018. 119. 30-37.

9. Ucgul M., Fielke J.M., Saunders C. Defining the effect of sweep tillage tool cutting edge geometry on tillage forces using 3D discrete element modelling. Information Processing in Agriculture. 2015. Vol. 2. Issue 2. 130-141.

10. Ucgul M., Fielke J.M., Saunders C. Three-dimensional discrete element modelling (DEM) of tillage: accounting for soil cohesion and adhesion. Biosystems Engineering. 2015. 129. 298-306.

11. Ucgul M., Saunders C., Fielke J.M. Discrete element modelling of tillage forces and soil movement of a one-third scale mouldboard plough. Biosystems Engineering. 2017. 155. 44-54

12. Gabitov I.I., Mudarisov S.G., Gafurov I.D., et al. Evaluation of the efficiency of mechanized technological processes of agricultural production. Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. Vol. 13. Issue 10. 8338-8345.

13. Лобачевский Я.П., Старовойтов С.И., Чемисов Н.Н. Энергетическая и технологическая оценка почвообрабатывающего рабочего органа // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. N5. С. 10-13