Публикации автора

При деградации почвы возникает необходимость создания рабочих органов, пригодных для обработки эродированной почвы, не приводя к дальнейшему ухудшению её структуры. Обработка почвы характеризуется различными качественными показателями, из которых гребнистость – один из наиболее значимых. Рабочие органы для предпосевной обработки почвы зачастую не всегда отвечают предъявляемым требованиям к выровненности фона ввиду повышенной гребнистости после основной обработки почвы. Цель исследований – выбор варианта элементно-агрегатной комплектации рабочего органа глубокорыхлителя, соответствующего агротехническим требованиям по гребнистости после обработки почвы. Исследования проведены в отделе механизации растениеводства Аграрного научного центра «Донской» в 2024–2025 гг. Методика исследований включала определение в полевых условиях качественных показателей гребнистости для различной элементно-агрегатной комплектации рабочего органа глубокорыхлителя и сравнение их с допустимыми по агротребованиям. Установлено, что на стерневом без предварительной обработки и после дискования фонах все варианты элементно-агрегатной комплектации рабочего органа соответствуют агротехническим требованиям по гребнистости и устойчивости хода. У варианта с прутками вверх превышение допуска по гребнистости (5,75 см в среднем при требуемом до 5 см на глубине 30 см) оправдано наличием крупных комков почвы, извлечённых из глубины пласта для дальнейшего измельчения дополнительными приспособлениями. Превышающее допускаемое агротехническими требованиями увеличение гребнистости до 8,0–10,25 см по глубине и 20–22 см по ширине вследствие сильного разброса почвы на высокой скорости (2,93 м/с) наблюдается на фоне чёрный пар у чизеля. При наклоне прутков глубокорыхлителя вправо и влево неравномерность глубины обработки почвы возрастает до недопустимо высоких пределов (±4,0–4,20 см при допускаемом отклонении на глубине 30 см, не превышающем ±3,0 см, и ±4,01–4,50 см при допускаемом до ±4,0 см).

Показали, что одна из основных задач обработки почвы паровых полей в летний период и подготовительных операций предпосевной подготовки почвы заключается в создании наиболее благоприятных условий по сохранению и накоплению влаги внутри слоев почвы. (Цель исследования) В зависимости от типа применяемых рабочих органов для сплошной обработки почвы паровых полей изучить процесс накопление влаги внутри слоев почвы. (Материалы и методы) Проведены исследования в полевых условиях с использованием экспериментального образца парового культиватора с катком шириной захвата 3 метра и стандартного культиватора для сплошной обработки почвы КСОП-4. (Результаты и обсуждение) За период наблюдений в июне-августе подтверждено отсутствие выноса влажных слоев на поверхность почвы (16,42-17,37 процента объемной влажности в слое 5 сантиметров) при использовании экспериментального образца парового культиватора с катком. Установили накопление объемной влажности почвы по слоям (28,40-30,48, 30,18-32,82 и 26,90-29,38 процента соответственно в слое 10, 15 и 20 сантиметров). Для сравнения, при сплошной обработке почвы стандартным культиватором наблюдался вынос влажных слоев на поверхность почвы, накопление объемной влажности уменьшилось (соответственно 18,57-21,57, 14,09-15,58 и 22,75-22,21 в слое 10, 15 и 20 сантиметров). (Выводы) Доказали, что применение рабочих органов для сплошной обработки почвы в летний период позволит создать условия для накопления влаги внутри слоев почвы и осуществлять обработку на небольшую глубину 4-6 сантиметров без выноса влажных слоев на поверхность.

Отметили, что существующие паровые культиваторы не всегда соответствуют требованиям по качественным показателям технологического процесса поверхностной обработки почвы, в частности, при использовании стрельчатых лап. Совершенствование рабочих органов парового культиватора может осуществляться путем коренной модернизации конструкции, при полном отказе от стрельчатых лап. (Цель исследования) Выбор рационального размещения рабочих органов на раме парового культиватора. (Материалы и методы) Предлагаемая конструкция нового рабочего органа парового культиватора, без стрельчатых лап, состоит из стойки с долотом и последовательно установленных на ней лево- и правосторонних плоскорезов. (Результаты и обсуждение) Выявлены виды сред, влияющие на тяговое сопротивление рабочего органа парового культиватора: при отсутствии разрушенной почвы с боковых сторон среда сплошная; при наличии разрушенной почвы с одной стороны – полусплошная, с двух сторон – свободная. Определена наиболее рациональная схема размещения четного количества рабочих органов на раме парового культиватора, т. е. двухрядная с изменяемой шириной захвата. При этом половина рабочих органов функционирует в условиях сплошной среды, один – полусплошной, а остальные – свободной среды с наименьшим тяговым сопротивлением. (Выводы) В результате расчетов определены следующие параметры размещения на раме парового культиватора: схема двухрядная с четным количеством рабочих органов; количество рабочих органов 6; ширина захвата машины 3 метра; расстояние вдоль рабочего органа 52-54 сантиметра; поперечное расстояние между рабочими органами 48-50 сантиметров.

Отмечено; что при использовании рабочих органов плоскорежущего типа важно учитывать изменение сопро­тивления разрыву почвы в зависимости от ее относительной влажности; изменение сопротивления резанию ножами с ромбическим поперечным сечением и сопротивления резанию в зависимости от числа плоскостей резания. Работа по­священа аналитическому исследованию влияния угла заточки ножа на удельное сопротивление резанию плодородного слоя почвы. (Цель исследования) Изучение процесса разрушения слоя почвы рабочими органами плоскорежущего типа. (Материалы и методы) Предложен новый почвообрабатывающий орган; проведены его предварительные теоретические исследования. Методика опыта предусматривает измерение только вертикальной составляющей давления пласта почвы на рабочий орган. При этом боковые стойки; удерживающие нож; перемещаются по заранее подготовленным направля­ющим. (Результаты и обсуждение) Научная новизна исследований заключается в использовании зависимостей; которые отражают взаимосвязь параметров и режимов функционирования нового рабочего органа в процессе взаимодействия его c почвой. Предложена методика инженерного расчета рабочего органа при взаимодействии его с почвой. При ширине зуба на плоскорежущем рабочем органе 5 сантиметров и длине 7 сантиметров наименьшее сопротивление на тяжелом суглинке будет получено при отношении ширины зуба на рабочем органе к расстоянию между зубьями 2-3;5. (Выводы) Установлено; что длину зубьев следует задавать приблизительно равной расстоянию между зубьями. Определено влияние заточки на техническое состояние рабочих органов на производительность агрегата в целом. Приведены аналитические данные; которые позволяют сделать вывод; что для ножей с большой шириной захвата выгоднее увеличивать глубину ре­зания; так как удельное сопротивление резанию при этом уменьшается.

Отметили, что при разработке нового рабочего органа параметры и режимы его функционирования необходимо определять комплексно с использованием согласованных между собой зависимостей. Должны быть учтены не только форма рабочего органа, но и физико-механические свойства почвенной среды, которые не однородны, устойчивый ход работы, а также выполнены требуемые качественные и энергетические показатели технологического процесса. (Цель исследования) Разработка противоэрозионного глубокорыхлителя, извлекающего комки на поверхность почвы. (Материалы и методы) Рабочий орган нового типа предназначен для основной обработки почвы и глубокого (свыше 25 сантиметров) рыхления без оборота пласта с образованием кротовин при противоэрозионной обработке почвы. Представлена схема взаимодействия рабочего органа с почвой. (Результаты и обсуждение) Научную новизну исследований представляют зависимости взаимосвязи параметров и режимов функционирования нового рабочего органа в процессе взаимодействия с объектом. С использованием этих зависимостей разработана методика инженерного расчета рабочего органа в виде усиленных прутков при взаимодействии с поверхностями. Обоснованы способ движения пласта почвы и варианты его разрушения при взаимодействии с вторичными плоскостями разрушения, которые возникают в процессе подъема почвы. (Выводы) Установлены параметры и режимы функционирования нового рабочего органа глубокорыхлителя: проходной размер между прутками в начале процесса схода пласта должен быть не более 50 миллиметров. Для оптимальной траектории комка почвы форма прутка должна соответствовать уравнению брахистохроны первого порядка (циклоиды), длина прутка рабочего органа глубокорыхлителя составляет от 0 до 0,4 метра.