Пятница, 09.12.2016, 14:34
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

КУЛЬТИВАТОР-РАСТЕНИЕПИТАТЕЛЬ ДЛЯ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ ПОСЕВОВ ТЫКВЫ

КУЛЬТИВАТОР-РАСТЕНИЕПИТАТЕЛЬ ДЛЯ МЕЖДУРЯДНОЙ ОБРАБОТКИ ПОСЕВОВ ТЫКВЫ

В.А Моторин, В.Г.Абезин
Волгоградский государственный аграрный университет

Рыхление поверхностного слоя почвы и подрезание сорняков в междурядьях тыквы в период вегетации растений проводят для уничтожения сорняков, накопления и сохранения почвенной влаги, улучшения воздушного режима почвы и питательного режима растений, активизации жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов. Для поддержания почвы в рыхлом и чистом от сорняков состоянии за вегетацию проводят несколько обработок междурядий тыквы. Число и глубина зависят от засорённости посевов, биологических особенностей возделываемых культур, степени уплотнения почвы. На хорошо окультуренных почвах с рыхлым сложением и чистых от сорняков можно сократить число междурядных обработок почвы. Качественные показатели междурядной обработки почвы — своевременность выполнения работы, соблюдение глубины рыхления и её равномерности, степень крошения, отсутствие повреждённых и засыпанных растений в рядках, полнота подрезания сорняков и прямолинейность рядков.

Loosening of the surface layer of soil and cropping of weeds between rows of pumpkins during the growing season is carried out to control weeds, accumulation and preservation of soil moisture, improve air regime of soil and plant nutrient regime, activate vital activity of beneficial soil microorganisms. To keep the soil loose and clean of weeds during the growing season spend several treatments between rows of pumpkin. The number and depth of clogging depends on the crop, the biological features of crops, the degree of soil compaction. The well-cultivated soils with a loose constitution and clean from weeds can reduce the number of row cultivation of soil. Qualitative indicators inter- row tillage - the timeliness of performance, compliance with the loosening depth and its uniformity, degree of chopping, the absence of damaged and covered with plants in rows, full of weeds and trimming the straightness of rows. Based on test results of modern instruments and working bodies, it was concluded that the existing instruments for inter-row cultivation of crops pumpkin does not meet agro- technical requirements described above.

Ключевые слова: штанга, стрельчатая лапа, упругое звено, параллелограммный механизм, тяговое усилие, перемещение почвы, силы трения, абсолютная скорость.
 

Введение. На основе результатов испытаний современных орудий и рабочих органов был сделан вывод, что существующие орудия для междурядной обработки посевов тыквы не отвечают агротехническим требованиям, приведенным выше. В результате работы авторского коллектива предложен культиватор-растениепитатель для междурядной обработки посевов тыквы [4, 5, 10, 7, 11].

Материалы и методы. Междурядная обработка почвы посевов тыквы предназначена для рыхления почвы и уничтожения сорняков [9]. Одним из важнейших требований, предъявляемых к междурядной обработке, является предотвращение иссушения почвы. Рабочие органы культиватора должны выполнять рыхление почвы без выноса нижних влажных слоев на поверхность [1, 3].

Таким требованиям в наибольшей степени отвечают стрельчатые плоскорежущие лапы и односторонние плоскорежущие лапы (бритвы).
Для междурядной обработки пропашных и бахчевых культур необходимо использовать разработанный нами культиватор-растениепитатель [8].

Результаты и обсуждение. Культиватор-растениепитатель содержит брус 1, штангу 2 с рабочими органами 3, кронштейн понизителя 4 и предколесную стойку 5. Кронштейн понизителя 4 и предколесная стойка 5 соединены между собой упругим верхним звеном 6 и нижней тягой 7 параллелограммного механизма. Верхнее звено 6 одним концом жестко связано с валом качалок 8, а другим размещено в вертикальных пазах 9 предколес- ной стойки 5. Опорное колесо 10 шарнирно соединено с предколесной стойкой 5 и штангой 2 посредством механизма 11 для изменения глубины хода рабочего органа 3. Рабочий орган 3 установлен в направляющей 12, смонтированной на штанге 2, и к упору 13 в исходном положении поджат пакетом тарельчатых пружин 14. Тарельчатые пружины 14 размещены на штанге 2 между направляющей 12 и упорной гайкой 15.
Верхнее звено 6 параллелограммного механизма снабжено упругим элементом 16. Упругий элемент 16 размещен в полости стяжной гайки 17. Резьбовая часть 18 гайки 17 соединена с поводком 19 через вал качалок 8 кронштейна понизителя 4. В полости стяжной гайки 17 между упругим элементом 16 и отъемной резьбовой крышкой 20 стяжной гайки 17 размещен подвижный упор 21 штока 22 предколесной стойки 5.

Кроме описанных узлов, культиватор-растениепитатель снабжен смонтированными на брусе 1 пневматическими опорными колесами, кронштейном автоматической сцепки, туковысевающими аппаратами и комплектами сменных рабочих органов 3.

Культиватор-растениепитатель работает следующим образом.

При движении культиватора-растениепитателя вдоль междурядий лаповым рабочим органом 3 в междурядье подрезаются сорняки и слой почвы на глубине Q1 (рисунок 1а). Сопротивление лапы на органе 3-R1. При увеличении сопротивления за счет более толстых корней рабочий орган 3 перемещается вместе с направляющей 12 вдоль штанги 2 в сторону упорной гайки 15, сжимая пакет тарельчатых пружин 14.

При достижении определенной величины деформации пружин 14 последними с большей скоростью направляющая 12 вместе с лаповым рабочим органом 3 перемещается в сторону опорного колеса 10, одновременно срезая нависшие корни на левом и правом лезвиях рабочего органа 3. Часть корней на крыльях лап органа 3 при этом сползает. Таким образом, лаповый рабочий орган 3 работает в режиме «автоколебаний». Одновременно с этим упругий элемент 16 верхнего звена 6 удерживает четырехзвенный параллелограммный механизм вместе со штангой 2 в строго определенном положении, а опорное колесо 10 перемещается по поверхности поля, обеспечивая глубину рыхления Q1 (рисунок 1а).

При встрече опорного колеса 10 с препятствием опорное колесо 10 перемещается вверх с локальным участком через предколесную стойку 5, поднимается штанга 2, а вместе с ней и изменяет свое положение верхнее звено 6. Подвижный упор 21 штока 22 касается резьбовой крышки 20 и упирается в торец стяжной гайки 17 звена 6.

Этому способствует также упругий элемент 16. Рабочий орган 3 изменяет глубину обработки на величину Q2, соответственно реакции сил на режущей кромки рабочего органа 3 изменились на величину R2, так же, как на ободе опорного колеса с R^ на R^, а сила упругого элемента 16 составила С'2 при изменившейся величине реакции С'1 тарельчатых пружин 14. Представленная динамическая система в виртуальных перемещениях удерживается в равновесном состоянии тяговым усилием секции Рс2 (рисунок 1в).

 

Рисунок 1 - Культиватор-растениепитатель для пропашных и бахчевых культур: 1 - брус; 2 - штанга; 3 - рабочие органы; 4 - кронштейн понизителя; 5 - подколёснаястойка; 6 - верхнее упругое звено; 7 - нижняя тяга; 8 - вал качалок; 9 - пазы вертикальные; 10 - опорное колесо; 11 - механизм изменения глубины хода рабочего органа; 12 - направляющая; 13 - упор; 14 - тарельчатые пружины; 15 - упорная гайка; 16 -упругий элемент; 17 - стяжная гайка; 18 -резьбовая часть гайки; 19 - поводок; 20 - резьбовая крышка; 21 - подвижный упор; 22 - шток
 
При качении колеса в понижении глубина хода лапы рабочего органа 3 увеличивается на величину Q3 (рисунок 1с). При увеличении глубины культивации направляющая 12 удаляется по штанге 2 на величину l3, сжимая пакет тарельчатых пружин 14 с усилием С"1.

Увеличение плеча сил относительно оси опорного колеса 10 приводит к реактивному моменту, который уравновешивается благодаря реакции С'з упругого элемента 16 верхнего звена 6.

Таким образом, упругие элементы 14 и 16 на штанге 2 и в верхнем звене 6 па- раллелограммного механизма обеспечивают глубину хода рабочего органа 3 в пределах агродопуска и самоочищение его лезвий. Этими перемещениями стойки рабочего органа снижается тяговое сопротивление культиватора, исключается нависание сорной растительности и повышается качество крошения почвы в верхнем слое.

Рисунок 2 – Взаимодействие передней части сошника с почвой

 

Рисунок 3 – Скорости перемещения частиц почвы по лапе сошника

 

Передняя часть стрельчатой плоскорежущей лапы имеет форму прямого плоского клина (рисунок 2), воздействие которого на почвенные частицы рассмотрено академиком В.П. Горячкиным [6].

При работе лапа погружена в почву на глубину h и движется в ней с постоянной скоростью V (рисунок 2).
Клин в каждой точке соприкосновения с почвой давит на ее частицы по нормали [1].

На частицу «а», находящуюся на поверхности клина, действуют силы: N - нормальное давление лапы и F - сила трения. Разложим силу N на составляющие Pxv и Рхт, действующие по направлению скорости движения лапы к ее рабочей поверхности.
При угле а между нормалью и направлением скорости движения лапы частица «а» будет скользить по поверхности рабочего органа под действием силы Рхт или Рхт >F.

Угол при вершине клина будет больше угла трения ф, т.е. а > ф. Касательная составляющая будет равна:
Рхт = N tg a,    (1)
а сила трения о рабочую поверхность:
F = N tg ф.    (2)
Так как а > ф, то N tga > N tg ф и F < Рхт , частица почвы при движении будет перемещаться по направлению R, полученному от действия сил (N tga > N tg ф )и N, которые образуют равнодействующую R. По направлению R перемещается частица почвы при движении лапы.

Дифференциальное уравнение движения частицы «а» имеет вид:
(3)
Преобразование выражения (3) даёт:
или
(4), (5)
Интегрируя это уравнение, получаем:
    (6)
При t = 0, x = 0, Vx= 0 и С1 = 0. В этом случае:
   (7)
Из уравнения (7) найдем х:
(8), (9)
 
Из начальных условий С2=0, а перемещение частицы:
   (10)

После того, как частица почвы при перемещении достигнет точки «а» сошника, она будет перемещаться вдоль крыла лапы сошника. Абсолютная скорость Vа является диагональю параллелограмма, составляющими которой будут Vr, (скорость перемещения частиц параллельно направлению движения сошника) и V6, (скорость перемещения частиц параллельно лезвию лапы) (рисунок 3).

Заключение. Из схемы (рисунок 3) видно, что абсолютная скорость движения частиц по наклонной плоскости крыла лапы направлена под углом 8 к направлению движения, что обеспечивает возможность рыхления пласта без выноса нижних влажных слоёв на поверхность.

Библиографический список

1. Абезин, В.Г. Механизация возделывания бахчевых культур на основе ресурсосберегающих почвозащитных технологий [Текст]: дисс. докт. техн. наук/ В.Г. Абезин. - Волгоград, 2004. - 409 с., ил.
2. Абезин, В.Г. Поверхностная обработка почвы в регионах, подверженных ветровой эрозии [Текст]/ В.Г. Абезин / Поволжский НИИ эколого-мелиоративных технологий. - Волгоград, 2001. - 17с. : ил-Рус-Дел. В ВИНИТИ 15.0.01 №1248- В 2001.
3. Абезин, В.Г. Ресурсосберегающая почвозащитная технология механизированного возделывания и уборки бахчевых культур [Текст] : уч. пособие / В.Г. Абезин/ Калм. гос. ун-т. - Элиста, 1993. - С. 9-30.
4. Белик В.Ф. Бахчевые культуры [Текст] /В.Ф. Белик. - 2-е изд., перер. и доп. - М.: «Колос», 1975. - 271 с. с ил.
5. Буриев, Х.Ч. Справочная книга бахчевода [Текст] / Х.Ч. Буриев; под ред. В.Ф. Белика. - М.: «Колос», 1984. - 143 с.
6. Горячкин, В.П. Собрание сочинений в трех томах [Текст]/ В.П. Горячкин. - М.: Изд-во «Колос», 1965. - Т. 2. - 450 с.
7. Клёнин, Н.И. Сельскохозяйственные машины [Текст] / Н.И. Клёнин, С.Н. Киселёв, А.Г. Левшин. - М.: Колос, 2008. - 816 с.: ил. - (учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений)
8. Культиватор-растениепитатель [Текст] : патент № 2188525 Российская Федерация С1, МПК А01В 35/02, 35/20 /Абезин В.Г., Пындак В.И., Карпунин В.В., Салдаев А.М. (RU) - заявка № 2001103680/13, заявлено 07.02.2001; опубл 10.09.2002, бюл.№25.
9. Уход за бахчевыми [Текст]/ В.Г. Абезин, М.Н. Шапров, А.Н. Цепляев, В.П. Бороменский //Картофель и овощи. - 1984. - №6. - С. 17-21.
10. Фурса, Т.Б. Культурная флора СССР [Текст] / Т.Б. Фурса, А.И. Филав. - Т.21. Тыквенные. - М.: «Колос», 1982. - 279 с.
11. Халанский, В.М. Сельскохозяйственные машины [Текст]/ И.В. Горбачев, В.М. Ха- ланский. - М.: КолосС, 2004. - 624 с.: ил.
 

Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование № 4 (40), 2015

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (16.02.2016)
Просмотров: 154 | Теги: штанга, стрельчатая лапа | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016