Совершенствование технологических процессов и технических средств для возделывания и уборки картофеля - Автореферат

Теоретически исследовать процессы взаимодействия рабочих органов и машин для предпосадочной обработки почвы и внесения удобрений, обосновать их рациональные параметры, режимы работы, технологические и энергетические показатели. Провести полевые исследования рабочих органов и машин для предпосадочной обработки почвы и внесения удобрений, экспериментально подтвердить их конструктивные параметры, режимы работы, технологические и энергетические показатели. Предложена структурная модель подготовки почвы и внесения удобрений, теоретически установлены и экспериментально подтверждены функциональные связи между показателями систем, позволяющие проектировать орудия, режимы использования и выбирать технологии, обеспечивающие повышение урожайности и сокращение ресурсного потенциала при производстве картофеля. Для разработки структурной модели системы подготовки почвы и внесения удобрений требуется учет следующих положений: - при любом способе обработки почвы и внесения удобрений объектами являются почва, удобрения, клубни и растения картофеля; Решение задачи о напряженно-деформированном состоянии почвы позволяет определить значение равнодействующей предельного сопротивления рабочего органа и величину тягового сопротивления орудия в целом: , Н (3) где ?пр - предельное (разрушающее) значение касательного напряжения; ? - угол наклона рабочего органа, град; L - длина рабочего органа фрезы, м; - площадь подвергаемая обработке, м2; l - расстояние от центра фрезерного барабана до места приложения равнодействующей предельного сопротивления, м; G - сила тяжести вырезаемого блока, кг; С - расстояние до центра масс отрезаемой стружки, м; Z - число рабочих органов в одной плоскости, шт.Изучением практической реализации процессов производства картофеля в зоне Южного Урала, научно-исследовательскими работами по их совершенствованию установлено, что одним из важнейших факторов определяющих эффективность возделывания и уборки картофеля на средних по механическому составу почвах является процесс создания и сохранения требуемого по агротехническим требованиям фракционного состава клубненесущего слоя и обеспечение в ней необходимой для растений питательной среды. Высокая энергоемкость сепарации почвы при уборке и ее недостаточная эффективность предопределяют одновременно вынос с поля плодородного слоя почвы и повышение затрат ресурсного потенциала. Структурная модель подготовки почвы и внесения удобрений, включающая в себя агробиологическую (АБС), механико-технологическую (МТС), техническую (ТС), агротехнологическую (АТС) и энергетическую (ЭС) системы позволяет раскрыть их функциональные связи, позволившие обосновать направления совершенствования технологии возделывания и уборки картофеля, характеризующие эффективность процесса предпосадочной подготовки почвы и внесения удобрений, которое позволяет применять механизированную уборку картофеля. Впервые смоделирован процесс взаимодействия рабочего органа с почвенной средой на основе решения задачи методом конечных элементов в системе PATRAN, что позволяет устанавливать зависимости равнодействующей предельного сопротивления на рабочем органе, определить энергетику процесса обработки почвы, величину тягового сопротивления орудия в целом и на стадии проектирования обеспечить разделение и управление потоками мощности энергетического средства, повысить эффективность его использования при возделывании картофеля, обосновать рациональные режимы работы МТА, снизить энергозатраты на выполнение технологических операций и как результат - снизить энергоресурсы на единицу продукции. Экспериментальные рабочие органы при рабочих скоростях Vп = 2,0-2,2 м/с обеспечивают требуемое качество крошения почвы, коэффициент вариации по выровненности обработанной поверхности не выше 10%.