Обоснование состава агрегатов и сроков проведения глубокой вспашки в инженерных рисовых оросительных системах (стр. 2 из 4)
Недостатком такого рыхлителя является то, что в севооборотах требуется по агротехнике заделка растительных остатков с помощью отвальных плугов или дисковыми боронами. У этого типа рыхлителя отсутствуют отвалы. После боронования следует прицепной выравниватель, превосходящий по ширине захвата, что дает при обработке по сплошной и полосовой схеме захватывать впереди идущий и прошедший загон.
Важное значение в глубоком рыхлений играет тип рыхлителя и глубина обработки, которая большую часть энергоресурсов расходует именно на рыхление, т.е. на преодоление сил сопротивления смятения, без растяжения. Проведение предлагаемого глубокого рыхления осуществляется без изменения конструкции путем раздельного эшелонированного расположения глуборыхлителя, бороны БДТ-7 и выравнивателя МВ-6. При этом глуборыхлитель производит основную обработку почвы без оборота пласта на разную глубину в зависимости от ее потребности, одновременно может вносить на дно борозды дозу удобрений. В составе комплекса борона БДТ-7 разбивает почву в крупные и мелкие комья после рыхлителя. Выравниватель МВ-6, идущий после бороны, заравнивает поверхность и подготавливает для следующих операции.
При предлагаемом способе наблюдается уменьшение суммарных удельных технологических энергозатрат. Исследованиями в области проблем переуплотнения почвы ходовыми системами тракторов и сельхозмашины доказано, что наиболее опасное воздействие с отрицательными последствиями происходит на предварительно обработанном поле во время прохода посевного МТА. Проведение обычной технологии основной и предпосевной обработки почв под рис (такие исследуемые операции как зяблевая вспашка, дискование, боронование, планировка поверхности почвы) в течении длительного периода способствует образованию негативных явлений в почве как переуплотнение и засоление. Такая тенденция роста уплотненности и засоленности имеет место и в Кызылординской области. Для приостановления этих негативных тенденции раньше предлагалось использовать сам один рыхлитель на глубину до 0,8 м в результате чего появляется возможность разрушать подпахотный слой.
Основным недостатком такого проведения операции основной безотвальной обработки почвы будет его высокая энергоемкость, неспособность заделывать растительные остатки и использование на определенный период. Опыт использования операции объемного рыхления и его адаптация под рисовые севообороты требует особого подхода. Это дает основание на научное обоснование такого периода применения объемного рыхления при которой соответствующие затраты не должны превосходить те, которые имеют место при обычных операциях. Такого рода исследования не проводились применительно к условиям рисосеяния Казахстана, включая Кызылординскую область.
Наиболее приемлемым критерием при определении оптимального периода проведения глубокого рыхления и ее режима чередования может стать минимум суммы удельных технологических энергозатрат на единицу урожайности.
E mu ® min (1)
При этом в (1) будут учитываться суммарные усредненные показатели при существующей технологии обработки почвы с рыхлителем, но без комплекта бороны и выравнивателя и предлагаемый вариант, где в комплекте рыхлителя будут борона БДТ-7 и выравниватель МВ-6. В таком случае, с учетом вышеуказанного, критерия оптимальности (1) будет выглядеть в более наглядной форме и примет вид
(2)где
- энергетические затраты по годам:
- урожайность, т/гаИзменяя в (2) значений энергозатрат численным методом можно определить соответствующие оптимальные периоды ( годы) чередования объемного рыхления, боронования, выравнивания и соответствующее число операции
Внедрение технологии глубокого рыхления, позволяющей аэрацию почвы и повысить урожайность, зависит от многих условий и факторов, характеризующих эффективность затрат как на производство, так и на эксплуатацию рыхлителя и соответствующих агрегатов в течении определяемого периода.
По предъявляемым требованиям агротехники агрегатный состав почвы перед посевом должен иметь оптимальную структуру для посева и дальнейшего всхода зерен риса. Рыхлитель за один проход совместно и бороной и выравнивателем удовлетворяет этим требованиям. При этом создаются предпосылки к ресурсосбережению топлива путем аэрации и увеличения
урожайности. Такая технология обработки почвы во всей технологии обработки как было вышеуказано, оправдывается требованиями агротехники и ресурсосбережения машин.
После обоснования методики определения оптимальной периодичности применения глубокого рыхления исследуется и обосновывается потребная мощность рыхлителя. Мощность представляет собой обобщенный параметр, характеризующий весь агрегат по чисто экономическим критериям.
В качестве обобщенного параметра для разрыхлительного агрегата принята чистая производительность в единицу чистого времени П, м2/с или соответствующая потребная мощность двигателя N0. При расчетах по критерию Сп ®min производительность рыхлителя W определяется из равенства
W=0,1 b × Vp ×Á0 ® min, (3)
где W – производительность рыхлителя,
,B –рабочая ширина захвата, м.
Vp- рабочая скорость, м/с.
Á0- коэффициент использования времени смены.
Для выявления обобщенного параметра необходимо определить значение Á из баланса времени смены.
Тсм= Тр +Тпн +Тол+ Тн+ Тх+ Тт+ Тто+ Ттн+ Теэ+ Тем+ ТпрПпр+ ТерПер+
+ (ТппПпп+Теп)Пеп; (4)
где Тр- время основной чистой работы, с;
Тпн, Тол, Тн – нормативное время соответственно на получение наряда, отдых и личные надобности и другие возможные потери времени, связанные с погодными условиями и другими особенностями технологического процесса;
Тх, Тт, Тто, Ттн- время потерь, связанное непосредственно с технологическиим процессом- холостых поворотов, технологического обслуживания, устранение технологических неисправностей и возможных регулировок;
Теэ, Тем – время технического ежесменного облуживания трактора и рабочих машин, входящих в состав агрегат, с;
Тпр, Ппр- время одной подготовки агрегата к переезду из бригады до поля или обратно и число таких подготовок за смену, с;
Тер, Пер- средняя продолжительность переезда до поля или обратно и количество переездов, с;
Тпп, Теп – время подготовки и время переезда агрегата с поля на поле внутри смены, с;
Ппп, Пеп – число подготовок к переезду и число таких переездов.
В качестве эквивалентных обобщенных параметров могут быть приняты также проектное (номинальное) значение чистой производительности По (м2/с) и потребная для реализации П номинальная мощность Nн (Вт). Соотношение между По, Пн и Nн устанавливаются на основании равенств:
По = Пн Еп (5)
(6)где
- коэффициент использования производительности;
- допустимый коэффициент загрузки двигателя;Ка – суммарное удельное сопротивление машин, Н/м
Н=В/Тэ – отношение ширины захвата рыхлителя к массе трактора, м/кг;
ηМ, ηd - КПД, учитывающие соответственно потери мощности в приводах движителей и на буксование.
a- угол склона;f-коэффициент сопротивления качению трактора;
PN – удельная потребная (на единицу чистой производительности) мощность Вт/(м2/с).
На основании (3, 4, 5, 6,) коэффициент использования времени смены Á в функции обобщенного параметра П комбинированного агрегата получен в виде
(7)где коэффициент h характеризует постоянные составляющие потери времени смены, а коэффициенты a, d и К – потери времени смены, зависящие от обобщенного параметра и внешних факторов. Численные значения указанных коэффициентов определены на основании типовых норм и экспериментальных исследований. На основании (3, 4, 5, 6, 7,) производительность рыхлителя определяется из равенства
(8)Прямые эксплуатационные затраты, как критерий оптимальности, определяются из равенства
СПО=СGO+CЗО+САРТ ®min, (9)
где СGO- затраты на топливо и смазочные материалы, тг/м2;
СЗО- расход на заплату, тг/м2;
Сapt- отчисления на амортизацию, ремонт и техническое обслуживание, включая хранение, тг/м2;
Для обоснования оптимальной рабочей скорости и ширины захвата глубокого рыхлителя принят критерий оптимальности минимум удельных энергозатрат при рабочем ходе агрегатов для основной обработки почвы