Ступінь подрібнення ґрунту ротаційним розпушувачем

Abstract

Дуже важливе значення для отримання оптимальних сходів і створення найкращих умов для розвитку рослин має якісна підготовка ґрунту під сівбу різних сільськогосподарських культур. Для цього необхідно мати у верхньому шарі ґрунту не менше 50...60 відсотків структурних агрегатів із розміром частинок 0,25...10 міліметрів. Для зменшення енергомісткості процесу і підвищення якості обробітку на основі знання про фізико-механічні властивості ґрунту необхідно застосовувати такі способи його деформації, щоб опір різанню був якнайменший, а робочі органи створювали різнонаправлені деформації за рахунок декількох способів руйнування ґрунтового моноліту Сьогодні для поверхневого обробітку ґрунту дуже широко застосовуються ґрунтообробні знаряддя з активними робочими органами. Найбільш поширені ротаційні розпушувачі ґрунту. Тому при проєктуванні цих знарядь і їх робочих органів слід враховувати, що вони повинні в першу чергу забезпечувати високу якість обробітку ґрунту, можливість зміни режиму різання ґрунту в широкому діапазоні. Проведений аналіз конструкційно-технологічних схем ротаційних розпушувачів ґрунту і процесу їх роботи показав, що найбільший вплив на технологічний процес розпушування мають такі параметри: ширина захвату, робоча швидкість, частота обертання вала ротора, кількість робочих ножів, крок витка розміщення ножів, ширина ножа та інші його геометричні характеристики. Саме від цих параметрів в першу чергу залежить деформація ґрунту і зменшення опору різанню. Якщо порівняти ґрунтообробні знаряддя для поверхневого обробітку ґрунту то кращу якість підготовки ґрунту під посів зернових культур забезпечують активні робочі органи, але й вони мають певні недоліки: недостатня заробка стерні і пожнивних решток в ґрунт, велика енергомісткість, складна конструкція. Тому дослідження конструкційних параметрів розпушувача і їх залежності від фізико-механічних властивостей ґрунту є сьогодні актуальним питанням. Метою наших досліджень є аналіз та оптимізація конструкційно-технологічних параметрів ротаційного розпушувача ґрунту і впливу їх на ступінь подрібнення ґрунту при його поверхневому обробітку під посів різних сільськогосподарських культур. Дослідження спирається на методи математики та теоретичної механіки. Результатом досліджень є оптимізація параметрів ротаційного розпушувача і їх впливу на ступінь подрібнення ґрунту.

Очень важное значение для получения оптимальных всходов и создания наилучших условий для развития растений имеет качественная подготовка почвы под посев различных сельскохозяйственных культур. Для этого необходимо иметь в верхнем слое почвы не менее 50…60 процентов структурных агрегатов с размером частиц 0,25…10 миллиметров. Для уменьшения энергоемкости процесса и повышения качества обработки на основе знания о физико-механических свойствах почвы необходимо применять такие способы его деформации, чтобы сопротивление резке было наименьшим, а рабочие органы создавали разнонаправленные деформации за счет нескольких способов разрушения грунтового монолита. Сегодня для поверхностной обработки почвы широко применяются почвообрабатывающие орудия с активными рабочими органами. Наиболее распространены ротационные разрыхлители почвы. Поэтому при проектировании этих орудий и их рабочих органов следует учитывать, что они должны в первую очередь обеспечивать высокое качество обработки почвы, возможность изменения режима резки грунта в широком диапазоне. Проведенный анализ конструкционно-технологических схем ротационных разрыхлителей грунта и процесса их работы показал, что наибольшее влияние на технологический процесс разрыхления имеют следующие параметры: ширина захвата, рабочая скорость, частота вращения вала ротора, количество рабочих ножей, шаг витка размещения ножей, ширина ножа и другие его геометрические свойства. Именно от этих параметров в первую очередь зависит деформация грунта и уменьшение сопротивления резке. Если сравнить почвообрабатывающие орудия для поверхностной обработки почвы, то лучшее качество подготовки почвы под посев зерновых культур обеспечивают активные рабочие органы, но и у них есть определенные недостатки: недостаточная заработка стерни и пожнивных остатков в грунт, большая энергоемкость, сложная конструкция. Поэтому исследование конструкционных параметров разрыхлителя и их зависимости от физико-механических свойств почвы сегодня является актуальным вопросом. Целью наших исследований является анализ и оптимизация конструкционно-технологических параметров ротационного разрыхлителя почвы и влияния их на степень измельчения почвы при его поверхностной обработке под посев различных сельскохозяйственных культур. Исследование опирается на методы математики и теоретической механики. Результатом исследований является оптимизация параметров ротационного разрыхлителя и их влияние на степень измельчения почвы

High-quality preparation of the soil for sowing various crops is very important for obtaining optimal seedlings and creating the best conditions for plant development. For this purpose it is necessary to have in the top layer of soil not less than 50...60 percent of structural units with the size of particles of 0,25 ... 10 millimeters. To reduce the energy consumption of the process and improve the quality of tillage based on knowledge of the physical and mechanical properties of the soil, it is necessary to use such methods of deformation so that cutting resistance is minimal, and working bodies create multidirectional deformations due to several methods of soil monolith destruction. Today, tillage implements with active working bodies are widely used for surface tillage. The most common rotary soil looseners. Therefore, when designing these tools and their working bodies should be borne in mind that they must primarily provide high quality tillage, the ability to change the mode of cutting the soil in a wide range. The analysis of structural and technological schemes of rotary soil looseners and the process of their work showed that the greatest influence on the technological process of loosening have the following parameters: width, working speed, rotor shaft speed, number of working knives, pitch of knives its geometric characteristics. It is from these parameters primarily depends on the deformation of the soil and the reduction of cutting resistance. If we compare tillage tools for surface tillage, the best quality of soil preparation for sowing cereals is provided by active working bodies, but they also have certain disadvantages: insufficient earning of stubble and crop residues in the soil, high energy consumption, complex design. Therefore, the study of structural parameters of the leavening agent and their dependence on the physical and mechanical properties of the soil is a topical issue today. The aim of our research is to analyze and optimize the design and technological parameters of the rotary soil loosener and their impact on the degree of grinding of the soil during its surface cultivation for sowing of different crops. The study is based on the methods of mathematics and theoretical mechanics The result of the research is the optimization of the parameters of the rotary ripper and their influence on the degree of soil grinding.