Обоснование параметров и режимов работы многофункциональной сеялки-культиватора на междурядных обработках сои

Основным направлением в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока является возделывание сои. Основные посевы этой культуры в России сосредоточены на Дальнем Востоке и составляют 70% всей сои, производимой в нашей стране [49]. Однако урожайность этой белковой и масличной культуры в среднем не превышает 1,1 — 1,5 т/га, что далеко не отвечает возможному потенциальному уровню ее урожайности.

Многие исследователи [10,12,13,22,40] утверждают, что урожайность сои низка потому, что не выполняются агротехнические приемы по ее возделыванию. По нашему мнению низкие урожаи вызваны еще тем, что применяемая технология и средства механизации не вполне отвечают почвенно-климатическим условиям и биологическим особенностям сои.

Соя наиболее полно реализует свой биологический потенциал при посеве ее широкорядным способом. Согласно исследованиям ВНИИ сои, ширина междурядий должна составлять 0,45 м [121]. Общие требования к технологии производства сои определяются ее биологическими свойствами как бобовой, пропашной культуры.

Соя — культура пропашная и ее урожайность в значительной мере зависит от своевременного посева и качественного проведения междурядных обработок. Сложившаяся в последние годы в соесеющих хозяйствах региона технология возделывания сои и, особенно, ее техническое обеспечение не вполне отвечает особенностям этой культуры, природно-производственным условиям и экологическим требованиям.

Работа выполнена в соответствии с тематическим координационным планом на 2001;2005 гг. по научно-технической проблеме IX РАСХН «Научные основы формирования эффективной инженерно-технической системы АПК», задание 01, этап 02. 01. «Разработать новое поколение экологически безопасных ресурсосберегающих машинных технологий и создать комплекс конкурентоспособных технических средств для устойчивого производства приоритетных групп сельскохозяйственной продукции для растениеводства» и плана НИР ДальГАУ на 2001;2005 гг. по теме 13.2 «Агроэнергетическая модернизация технологических комплексов в растениеводстве Амурской области».

Цель данной работы — совершенствование технологического процесса междурядных обработок сои путем обоснования параметров и режимов работы многофункциональной сеялки-культиватора.

В качестве объекта исследования рассматривается технологический процесс междурядной обработки посевов сои многофункциональной сеялкой-культиватором.

Предмет исследований — закономерности изменения устойчивого движения секции рабочих органов многофункциональной сеялки-культиватора в зависимости от скорости движения и тягового сопротивления рабочих органов на междурядных обработках сои.

Методы исследований — при теоретических исследованиях применялись методы теоретической и прикладной механики, физики и механики грунтов. Тяговое сопротивление рабочего органа определялось методом тен-зометрирования. При теоретических исследованиях и обработке результатов экспериментов расчеты производились на ПЭВМ с использованием программ EXCEL, Math CAD.

Достоверность результатов — достоверность проведенных исследований обеспечивается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также результатами испытаний в научно-производственной бригаде отдела семеноводства ДальГАУ и в ОПХ ВНИИ сои.

Научная новизна:

— предложены аналитические зависимости коэффициента устойчивости движения агрегата при переменных (вероятностных) значениях тягового сопротивления рабочего органа;

— разработана секция рабочих органов с параллелограммной подвеской со спаренными копирующими колесами, повышающая устойчивость движения машины на междурядных обработках посевов сои;

— получена регрессионная модель устойчивого движения секции рабочих органов многофункциональной сеялки-культиватора.

Практическая значимость работы — результаты теоретических и экспериментальных исследований получили практическую реализацию в совершенствовании технологии междурядных обработок сои. Доказана возможность увеличения урожая сои без применения экологически опасных средств химической борьбы с сорняками. На основе теоретических и экспериментальных исследований определены параметры многофункциональной сеялки-культиватора и ее оптимальные режимы работы при проведении междурядных обработок посевов сои, обеспечивающие наибольшую устойчивость движения секции рабочих органов, что позволяет снизить подрезание культурных растений сои и уменьшить защитную зону до 0,06 м.

Разработанный рабочий орган сеялки-культиватора позволяет снизить тяговое сопротивление на 28,8% и качественно обработать почву.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований рекомендуются применять в конструкторских бюро при разработке многофункциональной машины и использовать в учебном процессе высших учебных заведениях и в хозяйствах всех форм собственности при возделывании сои.

Внедрение — многофункциональная машина ММУ-3,6 включена в «Зональную систему технологий и машин для растениеводства на Дальнем Востоке на 2006;2015 гг.». Внедрена в научно-производственной бригаде отдела семеноводства ДальГАУ с. Дроново (2004 г.) и в ОПХ ВНИИ сои (2005 г.).

Апробация работы — основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Дальневосточного государственного аграрного университета в период с 2004 по 2005 гг. (г. Благовещенск) — на региональных научно-практических конференциях: «Молодежь 21 века: шаг в будущее» в период с 2004 по 2005 гг. в Благовещенском филиале.

Московской академии предпринимательства и в Дальневосточном высшем военном командном училище имени Маршала Советского Союза К. К. Рокоссовского (г. Благовещенск). Многофункциональная сеялка-культиватор ММУ-3,6 экспонировалась на организованной Министерством сельского хозяйства РФ и РАСХН межрегиональной конференции «Развитие производства высокобелковой культуры сои».

Публикации — по результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе получено положительное решение о выдаче патента РФ. Общий объём публикаций 2,2 печатных листа.

Структура и объём работы — диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 40 рисунков, 3 приложения. Список использованной литературы содержит 170 наименований.

Выводы и рекомендации производству.

1. Выявлено, что щелевание междурядий сои способствует сокращению смыва почвы ливневыми осадками с 16,5 до 7,1 м /га и улучшению условия произрастания сои в условиях Амурской области. Максимальная глубина щелевания при ширине междурядия 0,45 м составляет 0,16 м, если глубина щелевания будет больше этой глубины, то линии скола почвы будут проникать в корневую систему растений сои и повреждать их.

2. Обоснованы параметры секции рабочих органов и оптимальные режимы работы многофункциональной сеялки-культиватора ММУ-3,6 на междурядной обработки сои. Наибольшая устойчивость движения секции рабочих органов обеспечивается при скоростях движения от V=l, ll м/с до 2,22 м/с, глубина хода рабочих органов от а=0,05 м до 0,15 м, при расстоянии от точки крепления секции до центра рабочих органов ё=1,2 м и защитной зоне 0,06 м. Отклонения от заданной глубины обработки почвы не превышает ± 0,0085 м.

3. Секция сеялки-культиватора с параллелограммной подвеской со спаренными копирующими колесами, позволяет повысить устойчивость движения на междурядных обработках посевов сои. Это обеспечивается тем, что многофункциональная сеялка-культиватор ММУ-3,6 при агрегатировании с тракторами класса 2 на скоростях движения: при защитной зоне 0,06 м — до 2,36 м/спри защитной зоне 0,08м — до 2,57 м/спри защитной зоне 0,12 м — до 2,64 м/с качественно проводит технологический процесс, в пределах 3%-ной повреждаемости растений сои. Производительность агрегата за час основного времени составляет 2,83 га при погектарном расходе топлива 3,2 кг/га.

4. Установлено, что разработанный рабочий орган позволяет снизить тяговое сопротивление по сравнению с жесткозакрепленной стойкой рабочего органа при скоростях движения: V = 1,6 м/с на 28,9%- V = 2,4 м/с на 28,3%.

5. Доказана экономическая и энергетическая эффективность применения многофункциональной машины ММУ-3,6. Стоимость комплекса машин снизилась на 632,5 тыс. руб. или 11,3% по сравнению с базовой 1 технологией. Снижены прямые эксплуатационные затраты на 13,8% (базовая 1) и на 6,6% (базовая 2), расход ГСМ на 9% (базовая 1), на 11,4% (базовая 2) и металлоемкость МТП на 18,6%. Годовой экономический эффект составляет 261,5 тыс. руб.