Совершенствование рабочих органов машин и орудий для обработки почвы на основе реологической модели почвенного состояния

Аннотация

Причиной высоких затрат энергии на обработку почвы является использование традиционных методов построения рабочих поверхностей почвообрабатывающих рабочих органов. Ввиду отсутствия количественных соотношений между параметрами рабочих поверхностей и значениями показателей технологических операций, при расчетах принимаются основные технологические свойства обрабатываемого слоя, а также свойства конструкционных материалов. При этом в недостаточной степени учитываются внутрипочвенные реологические процессы, позволяющие проводить оценку затрат энергии, необходимой для деформации и разрушения обрабатываемого почвенного слоя. В основе теоретических исследований лежала реологическая модель почвенного состояния, система уравнений которой позволяет описать механизм создания формы рабочей поверхности, а также выбирать параметры и режимы функционирования рабочих органов. Установлено, что разрушение почвенного пласта происходит на основе закономерностей, установленных теорией прочности Мора, которая учитывает различие в свойствах материала при растяжении и сжатии. Натурные экспериментальные исследования проводились с целью сравнительной оценки качества выполнения технологических процессов рабочими органами с серийной и усовершенствованной формой рабочей поверхности, а также затрат энергии на обработку почвы. Оценка результатов проводилась с использованием статистических методов с учетом случайного в вероятностно-статистическом смысле характера полученной информации. Представленная методология совершенствования формы рабочей поверхности с использованием реологической модели позволяет интенсифицировать процессы разрушения почвенного пласта почвообрабатывающими рабочими органами. При использовании рыхлительных лап с усовершенствованной формой рабочей поверхности рабочей поверхности математические ожидания твердости почвы в обработанных слоях имеют меньшие значения по сравнению с состоянием почвы после прохода лап со стандартной формой рабочей поверхности: в почвенном горизонте 5 см снижение составило 30%, а на глубине 35 см – 8%, т.е. почва имеет более рыхлую структуру за счет повышения интенсивности крошения обрабатываемого пласта, глубокорыхлителя и подкапывающего лемеха картофелеуборочной машины.