Энергетическая и агротехническая оценка работы плугов с ромбовидными и серийными рабочими органами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

поступательная режущих элементов при варьировании значениями конструктивных параметров (г и к) в диапазоне г е (0,05—0,075) м и к е (55—60) мм, что практически обеспечивает образование промежуточного продукта соломины стебля с технологическим параметром по длине в диапазоне 0,10—0,15 м.

Из вышеизложенного вытекает следствие, что в перспективе целесообразно разрабатывать жатку как адаптер комбайна в виде технологического модуля, в котором обеспечивается изменение технологических свойств зерновых культур по такому показателю, как соотношение соломы и зерна по массе перед подачей в молотильный аппарат.

Литература

1. Ловчиков А.П., Ловчиков В.П., Иксанов Ш.С. Методический подход к разработке процесса прямого комбайнирования зерновых культур с двойным срезом стеблей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 87-90.

2. Ловчиков А.П., Ловчиков В.П., Иксанов Ш.С. Теоретический аспект технологического процесса прямого комбайнирова-ния зерновых культур с двойным срезом стеблей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 92-95.

3. Ловчиков А.П., Минин П.С. К обоснованию конструктивных параметров режущего аппарата бесподпорного резания для комбайновых жаток с поступательным движением режущих элементов // Вестник Красноярского агроуниверситета. 2013. Вып. 8. С. 161-167.

4. Долгов И.А. Уборочные сельскохозяйственные машины (конструкция, теория и расчёт). Красноярск: Изд-во Крас-ГАУ, 2005. 724 с.

5. Босой Е.С. Режущие аппараты уборочных машин. М.: Машиностроение, 1967. 167 с.

Энергетическая и агротехническая оценка работы плугов с ромбовидными и серийными рабочими органами

Б.Н. Нуралин, д.т.н., профессор, С.В. Олейников, к.т.н., НАО Западно-Казахстанский АТУ; АЖ Мурзагалиев, к.т.н, РГП Актюбинский ГРУ; М.М. Константинов, д.т.н., профессор, И.В. Трофимов, аспирант, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ

Для объективной оценки энергетических и агротехнических показателей работы плугов с ромбовидными и серийными рабочими органами были проведены испытания пахотных агрегатов, состоящих из трактора Т-150К, оборудованного измерительной аппаратурой, и плуга ПЛП-6-35, на котором менялись рабочие органы. В обоих вариантах плуг работал без предплужников. При испытаниях измеряли общее тяговое сопротивление плуга, скорость движения агрегата, время опыта, частоту вращения вала двигателя, расход топлива [1-3].

Условия испытаний показаны в таблице 1. Результаты сравнительных испытаний по энергозатратам представлены в таблице 2.

Анализ полученных данных свидетельствует, что тяговое сопротивление плуга с ромбовидными корпусами меньше, чем у серийного, почти на 10% [4]. За счёт снижения тягового сопротивления снизилось буксование трактора и повысилась рабочая скорость с 2,13 до 2,25 м/с. Увеличение скорости движения агрегата обеспечило прирост его производительности на 5,4%. Затраты мощности на перемещение плуга с опытными рабочими органами уменьшились по сравнению с серийными на 4,92%. Сокращение затрат мощности на пахоту и рост производительности обусловили снижение погектарного расхода топлива для опытного агрегата на 11,09%.

Одновременно с оценкой опытного плуга по энергозатратам проводили и агротехническую оценку, результаты которой сведены в таблицу 3.

1. Условия проведения испытаний

Показатель Значение показателя

Вид работы вспашка зяби

Тип почвы и название её чернозём, выщелоченный,

по механическому составу среднесуглинистыи

Рельеф ровный

Микрорельеф слегка волнистый

Влажность почвы, %

в слоях Х10"2 м

0-10 20,4

10-20 18,2

20-30 18,0

среднее значение 18,9

Твёрдость почвы, МПа

в слоях х10-2 м

0-10 1,45

10-20 2,47

20-30 3,00

среднее значение 2,30

Плотность почвы, кг/м3

в слоях х10-2 м

0-10 1,40

10-20 1,45

20-30 1,54

среднее значение 1,46

Количество пожнивных

остатков на 1 м2

штук 475

х10-3 кг 585

Высота пожнивных 0,20-0,25

остатков, м

Количество сорняков на 1 м2

штук 35

х10-3 кг 47

Высота сорняков, м 0,20-0,25

Ботанический состав овсюг

сорняков

Агрофон стерня пшеницы

Предшествующая вспашка зяби (глубина 0,25-

обработка 0,27 м), ранневесеннее за-

крытие влаги, посев, уборка

2. Результаты сравнительных испытаний плуга ПЛП-6-35 с опытными и серийными рабочими органами по энергозатратам

Показатель Плуг, рабочие органы

опытные серийные

Марка трактора Т-150К Т-150К

Передача II II

Фактическая скорость движения, м/с 2,25 2,13

Тяговое сопротивление, кН 30,08 33,42

Тяговая мощность, кВт 67,68 71,18

Частота вращения вала двигателя, с-1 35,14 34,84

Глубина обработки *10"2, м 25,26 25,27

Ширина захвата, м 2,16 2,16

Сечение пласта х10-1, м2 5,46 5,46

Удельное сопротивление, кПа 55,09 61,21

Часовая производительность, га/ч 1,75 1,66

Часовой расход топлива, кг/ч 31,86 33,98

Погектарный расход топлива, кг/га 18,20 20,47

3. Результаты сравнительных испытаний плуга ПЛП-6-35 с опытными и серийными рабочими органами по качественным показателям

Показатель Плуг, рабочие органы

опытные серийные

Марка трактора Марка плуга Рабочие органы Скорость движения, м/с Т-150К ПЛП-6-35 ромбовидный 2,25 Т-150К ПЛП-6-35 ПЛЖ-31 2,13

Глубина обработки - математическое ожидание *10"2, м 25,26 25,27

- среднее квадратическое отклонение *10"2, м - коэффициент вариации, % 3,48 13,77 2,30 9,12

Ширина захвата, м

- математическое ожидание, м 2,165 2,156

- среднее квадратическое отклонение *10"2, м - коэффициент вариации, % 5,9 2,71 4,0 1,89

Гребнистость поверхности пашни, средняя высота гребней *10"2, м 6,4 8,1

Выравненность, среднее квадратическое отклонение*10"2, м

- до прохода плуга 0,83 0,84

- после прохода плуга 3,12 5,51

Заделка растительных и пожнивных остатков, % 94,4 93,9

Глубина заделки растительных остатков *10"2, м 5,44 4,88

Угол наклона отваленного пласта, град. 44 45

Качество крошения по весу, % размеры фракций: свыше 200 мм 200-100 мм 3,4 13,5 3,6 14,4

100-50 мм 30,2 28,6

менее - 50 мм 52,9 53,4

Забивание и залипание рабочих органов не наблюдалось

По таблице 3 видно, что плуг с ромбовидными рабочими органами по крошению на старопахотных почвах почти не уступал обычному. Однако некоторое снижение степени крошения все-таки наблюдалось. Но в целом плотность почвы, характеризуемая объёмной массой, после пахоты ромбовидными рабочими органами не превышала 0,9—1,1 ■ 103 кг/м3, что в большей степени соответствовало оптимальной плотности почвы под яровую пшеницу (1,1—1,2-103 кг/м3).

Мало изменились и такие показатели, как заделка и глубина заделки растительных остатков. Вместе с тем уменьшилась гребнистость поверхности пашни, увеличилась выравненность.

На рисунке показан профиль сечения борозды и поверхности пашни сравниваемых плугов. Поверхность вспаханного поля после ромбовидных корпусов, как видно по рисунку, была более ровная. Угол наклона отваливаемого пласта в обоих случаях был практически одинаковый.

Эффективность новой техники характеризуют следующие показатели:

1. Сезонная производительность пахотного агрегата:

^а = Щ • , га, (1)

где 1Ф — фактическая годовая загрузка, ч (по нормативным данным 1Ф =480 ч);

Рис. - Поперечный профиль пашни:

а) ромбовидным плугом; б) серийным плугом

ЖСс = 1,66-480 = 796,8 га Жс = 1,75-480 = 840 га

СО '

где С - серийный; О - опытный плуг.

2. Затраты труда на выполнение единицы работы:

т М / Т =-, чел- ч/га,

т,

(2)

где М - количество механизаторов, обслуживающих агрегат.

Т =

1

1,66

= 0,60 чел- ч/га

Тп =-

1,75

= 0,57 чел- ч/га

(3)

Снижение затрат труда составляет:

АТ = °,6° - °,57 .100 = 5%%. 0,60

3. Энергоёмкость процесса вспашки: N

Ф =—-, кВт- ч/га

т

121 5

ФС =-= 73,19 кВт- ч/га

С 1,66

1 21

ФО = -— = 69,43 кВт- ч/га О 1,75

Снижение энергоёмкости пахоты составляет:

73,19 - 69,43 1АА „.

АФ = —----100 = 5%.

73,19

Проведённые сравнительные испытания и экономический расчёт показали:

1. Разработанный ромбовидный плужный рабочий орган обеспечивает качественную гладкую вспашку по сравнению с серийными рабочими органами:

- снижение гребнистости поверхности пашни на 21,0%;

- повышение производительности плуга на 5,5%;

- снижение погектарного расхода топлива на 11,1%;

- уменьшение тягового сопротивления на 10%.

2. Применение ромбовидных рабочих органов на плуге ПЛП-6-35 позволяет повысить его производительность, снизить энергозатраты при наилучших агротехнических показателях качества обработки почвы. Внедрение плуга с ромбовидными рабочими органами в сельскохозяйственном производстве экономически целесообразно.

Литература

1. ГОСТ 20915-75. Методы определения условий испытаний. Введён 01.01.77 - 01.01.82. М.: Изд-во стандартов, 1977.

2. ГОСТ 24055-88. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения. Введён 01.01.89 - 01.01.94. М.: Изд-во стандартов, 1988.

3. Нуралин Б.Н. Техническое обеспечение гладкой вспашки отвальными рабочими органами / Б.Н. Нуралин, С.В. Олейников, А.Ж. Мурзагалиев, М.М. Константинов, И.В. Трофимов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 6 (56). С. 72-75.

4. Милюткин В.А. Технические решения для технологий N0-тШ и зМр-тШ / В.А. Милюткин, Н.Ф. Стребков, С.А. Соловьёв, З.В. Макаровская // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 6 (50). С. 61-63.

1