Scientific journal

Scientific Review. Biological science

ISSN 2500-3399

ПИ №ФС77-57454

Для установления влияния глубины обработки почвы, шага ступни, скоростей вращения фрезерного барабана и поступательного движения фрезы на производительность движителя, проведены экспериментальные исследования на полях хозяйства ООО «Зарайский картофель» Московской области весной 2014 г. на среднесуглинистых почвах, влажностью 16…20 %, коэффициентом объемного смятия почвы (6…8)·106 Н/м3 при обработке почвы под посадку клубней картофеля на комковатых полях. Погодные условия при исследованиях: переменная облачность, кратковременный дождь, ветер северо-восточный 6…8 м/с, температура 15…17°С, атмосферное давление 780 мм ртутного столба, влажность воздуха 82…85 %.

Программа исследований включала:

– разработку методики экспериментальных исследований в соответствии с ГОСТ 7057-2001;

– выбор объектов и места проведения экспериментальных исследований согласно ГОСТ 20915-75;

– определение планов проведения исследований и оптимальных пределов изменения рассматриваемых факторов на основании ГОСТ 24026-80;

– подготовку приборов к работе, определение их погрешностей измерения;

– проведение экспериментальных исследований и регистрации измеряемых факторов (параметров) согласно ГОСТ 30745-2001, ГОСТ 3481-79, ГОСТ 24026-80;

– подготовка и обработка полученного экспериментального материала в соответствии с ГОСТ 8.207-76.

Интервал варьирования шага ступни ts определялся конструктивными особенностями ножей и глубиной обработки почвы ho, число оборотов фрезы n определялось технической характеристикой трактора МТЗ-82 и условиями работы фрезы, глубина обработки определялась агротехническими требованиями, поступательная скорость движения Vп определялась кинематическим показателем работы фрезы. В табл. 1, 2 представлены уровни и интервалы варьирования факторов, результаты исследований.

Таблица 1

Уровни и интервалы варьирования факторов

Переход фактических уровней к кодированным производился по формулам:

; ;

; .

Таблица 2

Результаты значений производительности агрегата

Таким образом, модель, отражающая в закодированном виде влияние значимых факторов на подталкивающую силу от МТА, будет иметь вид

Wч=0,745 – 0,013Х1 +0,008Х2 +
+0,007Х3 + 0,378Х4 +0,004 Х12 +
+0,004Х22 +0,008Х1 Х4 , (1)

где Х1 – шаг ступни; Х2 – число оборотов; Х3 – глубина обработки фрезы; Х4 – поступательная скорость.

В результате анализа математической модели (1) установлено, что с увеличением шага ступни производительность независимо от числа оборотов снижается по экспоненциальной зависимости (рис. 1). При числе оборотов n=100 об/мин и с увеличением шага ступни ts в диапазоне 0< ts < hо/2 производительность снижается на 0,019 га/ч, а при 0< ts < hо – на 0,010 га/ч.

При числе оборотов n=300 об/мин и с увеличением шага ступни ts в диапазоне 0< ts < hо/2 производительность снижается на 0,017 га/ч, а при 0< ts < hо – на 0,009 га/ч. При числе оборотов n=500 об/мин и с увеличением шага ступни ts в диапазоне 0< ts< hо/2 производительность уменьшается на 0,016 га/ч, а при 0< ts < hо – на 0,07 га/ч.

Снижение производительности МТА при увеличении шага ступни связано со снижением действия подталкивающей силы в системе МТА, что приводит к повышению буксования агрегата.

На рис. 2 представлена графическая зависимость влияния числа оборотов фрезы на производительность. Установлено, что с увеличением числа оборотов производительность независимо от шага ступни увеличивается по экспоненциальной зависимости. При шаге ступни ts = 0 производительность для интервала 100< n<300 об/мин, увеличивается на 0,03 га/ч а при 300

Рис. 1. Изменение производительности в зависимости от параметров почвообрабатывающей фрезы: 1 – n = 100 об/мин; 2 – n = 300 об/мин; 3 – n = 500 об/мин

Рис. 2. Влияние числа оборотов на производительность в зависимости от шага ступни:
1 – ts = 0; 2 – ts = hо/2; 3 – ts = hо

Повышение производительности с увеличением числа оборотов фрезы объясняется повышением действия подталкивающей силы, что приводит к снижению буксования агрегата.

На рис. 3 представлена графическая зависимость влияния глубины обработки фрезы на производительность. Установлено, что с увеличением глубины обработки фрезы производительность независимо от шага ступни увеличивается по параболической зависимости. При шаге ступни ts = 0 производительность для интервала 0,1< hо <0,15 м, увеличивается на 0,013 га/ч, а при 0,15< ts = hо/2 производительность для интервала 0,1< hо <0,15 м, увеличивается на 0,007 га/ч, а при 0,15< hо <0,2 м – на 0,009 га/ч.

Рис. 3. Влияние глубины обработки на производительность в зависимости от шага ступни:
1 – ts = 0; 2 – ts = hо/2; 3 – ts = hо

Рис. 4. Влияние поступательной скорости на производительность в зависимости
от шага ступни: 1 – ts = 0 м; 2 – ts = hо/2; 3 – ts = hо

При шаге ступни ts = hо производительность для интервала 0,1< hо <0,15 м, увеличивается на 0,002 га/ч, а при 0,15< hо <0,2 м – на 0,002 га/ч.

Повышение производительности агрегата объясняется снижением буксования колес, повышением действия подталкивающей силы за счет увеличения параметров и объема стружки

На рис. 4 представлена графическая зависимость влияния поступательной скорости на производительность. Установлено, что с увеличением поступательной скорости производительность независимо от шага ступни увеличивается по линейной зависимости.

При шаге ступни ts = 0 производительность для интервала 0,5< Vп <1,0 м/с, увеличивается на 0,39 га/ч, а при 1,0< Vп <
<1,5 м/с – на 0,39 га/ч. При шаге ступни
ts =ho/2 производительность для интервала 0,5< Vп <1,0 м/с, увеличивается на 0,38 га/ч, а при 0,15< Vп <0,2 м/с – на 0,38 га/ч. Для интервала 0,5< Vп <1,0 м/с и при шаге ступни ts =ho производительность увеличивается на 0,39 га/ч, а при 1,0< Vп <1,5 м/с – на 0,39 га/ч.

Проверка с помощью критерия Фишера и Стьюдента (Ft=2,30) гипотезы (Fp=2,27) адекватности модели (1) показала пригодность ее использования в качестве прогнозирования производительности МТА с доверительной вероятностью 95 %.