Решение проблемы механизации садоводства и виноградарства



РУБРИКИ	Решение проблемы механизации садоводства и виноградарства	РЕКЛАМА

Главная

Бухгалтерский учет и аудит

Военное дело

География

Геология гидрология и геодезия

Государство и право

Ботаника и сельское хоз-во

Биржевое дело

Биология

Безопасность жизнедеятельности

Банковское дело

Журналистика издательское дело

Иностранные языки и языкознание

История и исторические личности

Связь, приборы, радиоэлектроника

Краеведение и этнография

Кулинария и продукты питания

Культура и искусство

ПОИСК

Решение проблемы механизации садоводства и виноградарства

|бел- |[pic] |[pic] |78,5 |210,0|262,0|283,0|267,0|244,0|205,0|

|ла |[pic] |[pic][pic|4,2 |11,2 |14,0 |15,15|14,3 |13,0 |11,0 |

| | |] | | | | | | | |

| |[pic] |[pic] |19,2 |96,0 |178,0|255,0|292,0|312,0|299,0|

| |[pic] |[pic] |2,04 |5,85 |9,56 |13,43|13,43|16,0 |- |

|Али- |[pic] |[pic] |163,0|250,0|277,0|293,0|239,0|245,0|- |

|готе |[pic] |[pic][pic|6,46 |10,0 |11,0 |11,67|9,5 |9,75 |- |

| | |] | | | | | | | |

| |[pic] |[pic] |33,0 |94,0 |154,0|217,0|215,0|258,0|- |

| |[pic] |[pic] |3,1 |8,9 |14,0 |14,5 |- |- |- |

|Кле- |[pic] |[pic] |248,0|380,0|419,0|317,0|- |- |- |

|рет |[pic] |[pic][pic|11,1 |17,0 |18,7 |14,2 |- |- |- |

| | |] | | | | | | | |

| |[pic] |[pic] |56,4 |160,0|250,0|259,0|- |- |- |

Из табл. 11 следует, что жёсткость изгиба и модуль упругости

виноградной лозы растут с увеличением степени деформации до определённого

момента, а затем уменьшаются, что соответствует показательной функции (21).

У виноградной лозы заметна разница в интенсивности наращивания жёсткости

изгиба [pic] и модуля упругости [pic]. Наибольшая интенсивность наращивания

и спада у сорта Клерет. Плавнее - у Изабеллы. Это говорит о том, что нельзя

пользоваться усреднёнными данными о физико - механических свойствах

виноградной лозы при создании рабочих органов машин. В машинах должны быть

предусмотрены узлы настройки рабочих органов на допустимые резонансные

параметры амплитуды и частоты обрабатываемого сорта.

Результаты испытаний прибора ДЛ-3 показали, что он обеспечивает

высокую точность измерений и стабильность показаний на всём диапазоне

нагрузок.

Прибор ДТ-1 (динамометр торсионный) предназначен для определения

крутящего момента в черенке по шкале отсчёта угла закручивания

оттарированной пружины. В приборе применена пружина диаметром Д = 80 мм с

6,75 витками стальной проволоки [pic]= 4 мм. Напряжение в сечении проволоки

при передаче наибольшего крутящего момента равно

[pic],

где [pic] и [pic] определялись прибором ДЛ-3.

Расчётная деформация пружины равна [pic].

В принципе прибор состоит из тормозной и нагрузочной головок, между

которыми в специальные зажимы вставляется испытыва-емый черенок лозы

диаметром от 5 до 20 мм и длиной от 200 до 500 мм. Испытания черенка на

приборе заключаются в закручивании его с помощью нагрузочной головки в

прямом и обратном направлениях. Осевые деформации образца при этом

измеряются с помощью индикатора часового типа, связанного с валом

нагрузочной головки через коническую поверхность. Величины нагрузочного

момента и угла закручивания отсчитываются по специальным шкалам, а осевая

деформация - по шкале индикатора.

Пределы измерения: крутящего момента [pic], угловой деформации [pic]

и осевой деформации - не более 2 мм .

Точность измерения: крутящего момента [pic], угловой деформации [pic]

и осевой деформации [pic] мм.

С помощью прибора ДТ-1 испытывалась виноградная лоза для

определения предельных параметров в формах нагрузки 5 и 6 (рис. 11).

Прибор ПТЛ-1 предназначен для двухопорного изгиба черенков с

индикацией на цифровых шкалах величин деформаций и усилий,

возникающих при этом в черенке. Форма нагрузки 2 и 5 (рис. 11).

Расстояние между опорами переменно с позициями 200, 250 и 300 мм. Величина

деформации черенка измеряется от 0 до 200 мм с точностью [pic] мм. Усилие

деформации - от 0 до 10 кг с точностью [pic] кг.

Прибор ПУВЛ предназначен для записи на диаграммной ленте усилий и

деформаций, возникающих при нагружении образований в кроне по форме 1, 4, и

6 (рис. 11). Форма 1 аналогична консольному изгибу побегов в направлении

штамба (развилок). Пределы измерений: усилия от 0,5 до 5 кг, деформации -

до 150 мм. Точность измерения: усилия [pic] кг, деформации [pic] мм.

Пользуясь теми же теоретическими предпосылками, были созданы приборы:

навесной на трактор ПЛ-50-5 для исследования жёсткости изгиба пучка лоз на

корню с записью на бумажной ленте механизмом, аналогичным механизму

плотномера Ревякина; накидной МД-1 (матрица динамометрическая) для изучения

жёсткости изгиба пучка лоз по его длине (форма 4, рис. 11) и модель лозы

постоянной жёсткости при многократном нагружении по формам 1, 2, 3, 5 и 6

(рис. 11), предназначенной для изучения стыка рабочих органов с лозой в

лабораторных условиях. Более подробно о методологии и приборах изложено в

работах [31, 32, 38, 44, 56, 65, 67, 68, 94].

6. Создание и обоснование оптимальных параметров механизированных

технологий, рабочих органов и машин для приоритетных направлений

многолетних культур

Разработка морфологических матриц отличительных функций стыка

параметров форм насаждений и средств ухода (табл. 1), вариантов исполнения

основных функций архитектоники многолетних растений (табл. 3), ранговой

иерархии ветвления крон (табл. 4) и обнаружение идентичности влияния на

среду факторов природного (рис. 5) и антропогенного (табл. 5) происхождения

в почвообрабатывающем, удобренческом , мелиоративном и защитном модулях

даёт основание надеяться на выявление однообразных тенденций и в габитусном

и в уборочном модулях.

Создание и обоснование

оптимальных параметров габитусного модуля

Установлено [16, 23, 26, 31, 37, 38, 41, 43, 44, 56, 60, 65, 67, 68,

79, 80, 83, 92, 94, 96], что в модуле объективен стык растения с почвой,

растения со шпалерой, шпалеры с почвой и растения и шпалеры со средствами

ухода. Этот набор стыкующихся пар возможен и в садоводстве и в

виноградарстве. Поэтому, с целью рациональности рассмотрим наиболее

вероятные стыки, использовав морфологию форм нагрузок (рис. 11).

Стык растения с почвой обусловлен природной связью корней, поэтому

повреждение их в бесшпалерных формах насаждений на подвоях типа М9 приводит

к опрокидыванию растений от нагрузок, создаваемых ветром, гололёдом,

урожаем (формы 1 ... 4, рис. 11). Для сведения до минимума отрицательного

влияния нагрузок потребовалось исключить повреждение корней при обработке

почвы в приствольных полосах и при внесении удобрений в корнеобитаемый

горизонт.

Проблема щадящей почвообработки решалась заменой режущих рабочих

органов фрезы ФА-0,76А на молотковые, а у дисковых - заменой технологии

подрезки сорняков на технологию окучивания и разокучивания, чередование

которых должно начинаться с осеннего окучивания ряда и весеннего его

разокучивания. В роли молотковых рабочих органов использовались цепные

шлейфы, смонтированные на фланцах барабанов фрез по спиралям

четырёхзаходной схемы с провисанием от центробежных сил по форме цепной

линии в пределах внешних параметров фрезбарабанов. Спиральное закрепление

цепных шлейфов позволило решить проблему управления движением в ряд или из

ряда, сбивающегося до глубины 0,03 м цепями слоя почвы с прорастающими

сорняками. Цепные рабочие органы на фрезах ФА-0,76А позволили

распространить их внедрение на каменистых почвах [97]. Выносной нож на

секции культиватора КСГ-5 заменён аналогичным имеющемуся у ФА-0,76А цепным

фрезбарабаном с гидроприводом. Для внесения удобрений в корнеобитаемый

горизонт (глубина 0,30 ... 0,50 м) рыхлящие рабочие органы заменены

игольчатым колесом, а твёрдые удобрения - на жидкие минеральные [37, 40,

45, 47, 50, 52, 61, 63, 66]. При внесении растворов в зону ряда игольчатое

колесо самоустанавливается по изоплоскостям твёрдости пахотного горизонта

(рис. 15.1) [114], а при внесении в междурядьях игольчатое колесо

устанавливается за рыхлящим рабочим органом глубже его хода на 0,20 ...

0,25 м между экранами, не допускающими контакта раствора с почвой пахотного

горизонта (рис. 15.2) [110].

| | |

Рис. 15. Рабочие органы для внесения растворов

минеральных удобрений в корнеобитаемый горизонт:

1) зоны ряда;

2) междурядья

Базовой машиной для этих рабочих органов является любой прицепной

опрыскиватель, имеющий нагнетательную систему. Разработки [110 и 114]

послужили основой создания машин МГУС-2,5 и МВУ-2000, выпуск которых

организован на Львовагрохиммаше в 1984 и 1986 гг. Экспериментальные

материалы использования удобрителей приведены в доказательстве

работоспособности методологии (разд. 3, табл. 7, 8, 9).

Стык растения со шпалерой в связи с почвенно - климатическими

условиями многовариантен: в неукрывной зоне виноградарства по формам 4 и 5;

в укрывной - по формам 2, 3, 4, 6; в садоводстве - по формам 1 и 4 (рис.

11).

С позиции архитектоники кроны неукрывного виноградного куста штамб и

кордоны являются однотипными элементами, которые продолжают рост

темпоральными слоями: апикально и латерально (рис. 1). На первый параметр

влияют обрезной, а ко второму приспосабливаются, не допуская пережима

магистралей сокодвижения. Слабо закреплённые на шпалере кордоны

искривляются по длине, и если отсутствует крепление кордона у штамба, то

кордон искривляет и сам штамб, что ухудшает параметры стыка следящих систем

машины с системой шпалера - виноградный куст. Система шпалера - виноградный

куст в этом случае приобретает свойства «изменяемой системы», которая не в

состоянии уравновесить внешние силы и, под действием приложенных нагрузок,

меняет свои параметры. Согласно законов строительной механики, подобные

системы нельзя использовать в качестве сооружений. Несмотря на это, в

виноградарстве они являются основными «сооружениями»! В них сохранность

геометрических форм шпалеры ложно отождествляется с формой куста. Автором

[115] найден принцип стыка, позволяющий отождествлять системы шпалера -

виноградный куст с сооружениями. Для этого в систему введена, как

посредник, «упругоперемещающаяся опора» (передаточная балка),

характеризующаяся «коэффициентом податливости». Этот коэффициент определяет

меру деформационной способности опорных закреплений кордонов на проволоке и

численно выражает величину перемещения кордонов единичными опорными

нагрузками в точках сжатия (т.с.), расположенных попеременно то сверху, то

снизу (форма 5, рис. 11). Здесь, при малом изгибе кордона по Е.П.Попову

(1986), модулярный угол упругой кривой эллиптического интеграла Лежандра

(1771) [pic], а значения эллиптических интегралов [pic] первого рода и

[pic] второго рода стремятся к амплитуде эллиптического интеграла [pic],

которая изменяется в пределах [pic], где

[pic]; (26)

[pic] [pic] (27)

[pic] - модуль упругости материала кордона при изгибе;

[pic] - для формы перегибного рода;

[pic] - произвольная постоянная, определяемая начальными условиями,

например, величиной прогиба кордона.

Тогда уравнение периодической упругой кривой, то есть закреплённого

кордона на шпалере, запишется в виде

[pic] ), [pic],

(28)

где [pic] и [pic] - оси координат формы 5 (рис. 11) с началом в точке

[pic].

Из - за малой величины [pic] рассмотренный случай (26), (27), (28)

соответствует приближённой теории продольного изгиба, ось действия которого

проходит через точки перегиба (т.п.) формы 5 (рис. 11), то есть, между

посредниками. Поэтому никакие приложенные нагрузки на кордон не приведут

этот стык к системе мгновенно изменяемой. Здесь на величину подпора

огромное значение оказывает шаг установки передаточных балок (табл. 12).

Таблица 12

Результаты замера физических параметров

крепления на шпалере кордонов сорта Совиньон

передаточными балками

(формировка высокоштамбовая со свободным свисанием прироста)

| |Ед. |№ балки от штамба, год замера |

|Показатели |Изм.|I |II |III |

| | |1 |2 |3 |1 |2 |3 |1 |2 |3 |

|Диаметр кордона |мм |17,|21,|28,|16,|18,|24,|14,|16,|22,|

|в месте | |5 |1 |3 |7 |3 |6 |3 |1 |2 |

|Глубина вмятины |мм |1,2|1,3|0,9|1,3|2,1|1,3|1,1|0,8|0,8|

|кордона балкой | |2 |1 |9 |5 |6 |4 | |3 |6 |

|Шаг установки |м |0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|

|балок | |7 |6 |6 |4 |2 |4 |8 |4 |4 |

Из табл. 12 следует, что уменьшение шага установки балки (11)

увеличивает глубину вмятины кордона балкой, а следовательно и подпора.

Наличие явления подпора позволило отказаться от охвата кордонов крепёжным

устройством. Роль крепёжного устройства стали выполнять передаточные балки,

которые в этом случае являются принадлежностью шпалеры, как перемычки

верёвочной лестницы. В конечном итоге кордон контактирует с любым элементом

шпалеры только двумя какими - либо сторонами: сверху или снизу, слева или

справа. Полного охвата кордона элементом крепления при этом не наблюдается.

Следовательно, перекрытия магистралей сокодвижения в кордоне не может быть,

сколько бы времени ни существовал кордон. Передаточная балка в этом случае

являет собою средство постоянного крепления кордонов на шпалере,

выполненное из шпалерной проволоки в виде с-образной скобы.

Принципиально в решении поставленной задачи величина реакции на

передаточных балках от силы упругости кордона, расположенного попеременно

то над передаточной балкой, то под ней, играет основную роль.

Производственная проверка показала перспективность перевода кордонов

на многолетний способ их крепления с-образными скобами. Для внедрения этого

способа разработана технология крепления [75, 80] и три станка - скободела,

обеспечивающие перевод до 3 тыс. га виноградников на многолетнее крепление

в конце стадии воспитания. Затраты труда на креплении снижаются по

сравнению с подвязкой мочалом в 24 раза, а канатиком - в 19 раз. Уровень

механизации при креплении кордонов скобами достигает 96 %, за счёт

изготовления скоб автоматом - скободелом и десятилетнего их использования.

Крепление (рис. 16) начинается с заводки кордона снизу между

| | |

Рис. 16. Вид на элементы высокоштамбового куста

после выполнения всех операций, связанных с креплением

кордонов с-образными скобами 1 и вытяжкой штамбов 2

парой шпалерных проволок, которые являются главной несущей балкой. После

этого одевается на эту балку на расстоянии длины кордона три скобы по схеме

вниз - вверх - вниз разрезами. Затем первая скоба перемещается по главной

несущей балке до упора в кордон, который подтягивается вверх и укладывается

на неё, пропуская вниз между проволоками несущей балки, вторая скоба

перемещается до середины кордона, который укладывается на неё снизу,

возвращается вверх между проволок главной балки и подпирается снизу третьей

скобой. Расстояние между скобами не должно выходить за пределы 0,25 ...

0,40 м, что обеспечит подпор в точках стыка в пределах допустимого

удельного давления скобы на кордон и выравнивание подтяжкой штамбов.

Принцип стыка растения со шпалерой и почвой посредством передаточных

балок использован в создании индустриальной шпалерной системы (рис. 17).

| | |

Рис. 17. Индустриальная шпалерная система

Отличительной особенностью этой системы от известных является замена

жёстких чётных опор на гибкие диады 1 по типу якорных оттяжек 2,

закрепление которых на штамбах осуществлено принципом передаточных балок 3,

а в почве - корневой системой кустов 4.

Согласно методики расчёта висячих систем (И.С.Доценко, 1976)

неизменность и неподвижность индустриальной шпалерной системе

обеспечивается балкой жёсткости (землёй) через опоры 5, диады 1 и якорные

оттяжки 2. Так как на диады и якорные оттяжки действуют силы растяжения, то

решение задачи сводилось к определению силы сопротивления выдёргиванию

виноградных кустов и яко-рей из почвы (табл. 13). Замер усилий производился

специальным вертикально расположенным силоизмерительным звеном,

присоединённым внизу к кусту или якорю, а вверху - к фаркопу навески

трактора.

Таблица 13

Сравнительные данные сопротивления выдёргиванию якорей

и кустов из почвы. (Сорт Алиготе, 7 лет, почва - выщелоченный

предкавказский чернозём)

|Элемент |Сопротивление |Время воздействия на элемент, |

|системы |выдёргиванию, кГс |с |

|Якорь без |614 |301 |1,67 |1,33 |0,62 |

|Якорь с |1030 |750 |2,51 |1,88 |1,5 |

|Корневая |832 |683 |1,7 |1,03 |1,15 |

|Шейка куста |489 |433 |1,4 |1,1 |1,07 |

В качестве силоизмерительного элемента использовано тяговое звено

конструкции ВИСХОМ - НАТИ, рассчитанное на

[pic]= 1500 кГс.

По всем показателям (табл. 13) якорение диад корнями эффективнее почти

в 2 раза.

Надёжность параметров стыка диад и якорей с почвой через корневые

системы кустов проверялась в течение 8 лет (табл. 14) на специальной

лабораторно - полевой установке подвесной шпалеры.

Таблица 14

Данные многолетних сравнительных замеров параметров

якорных оттяжек и диад. Сорт Алиготе, 7 ... 15 лет

|Элементы системы |В метрах по годам |

| |1977 |1978 |1979 |1984 |

|Оттяжки якорные |2,956 |2,900 |2,990 |2,933 |

|Диады |3,651 |3,619 |3,654 |3,660 |

Полученная информация (табл. 14) подтверждает надёжность закрепления

якорных оттяжек и диад корневой системой кустов. В среднем длина диад,

расположенных ближе к якорным опорам, (наиболее нагруженным), колебалась в

диапазоне 2,777 ... 2,881 м. Этот разбег лежит в пределах температурных

деформаций материала диад.

Эффективность внедрения индустриальной шпалеры достигается снижением

затрат на её сооружение (табл. 15).

Таблица 15

Сравнительная эффективность технологий посадки

саженцев винограда и сооружения шпалеры.

По данным анализа отдела механизации СКЗНИИСиВ (1991г)

| | |га |(1990г) | |

| |I |109,65 |53,63 |6,74 |

|Посадка |II |103,50 |51,38 |5,44 |

| |III |108,93 |53,21 |5,70 |

| |I |64,63 |35,63 |7,44 |

|Сооружение |II |64,63 |35,63 |7,44 |

| |III |38,18 |18,75 |4,23 |

Стык растения и шпалеры со средствами ухода наблюдается на операциях

защиты кустов от низких температур, которые наиболее трудоёмкие [5, 6, 11,

16, 23, 24, 28, 35, 69]. Для оценки была разработана модель зон

препятствий, состоящая из зоны залегания лозы, зоны расположения нижней

шпалерной проволоки, зоны отклонения опоры от номинального положения на

высоте максимального радиуса поворота рабочего органа, зоны перемещения

пласта почвы и зоны рамы плуга.

Для укрытия виноградников без подъёма нижней шпалерной проволоки

рабочий орган лозоукладчика должен навешиваться на раму плуга с помощью

наклонного вала. Этот вывод сделан на основании решения уравнения

[pic] (29)

и неравенства

[pic], (30)

где [pic] - угол атаки входного отверстия лозоукладчика, град;

[pic] - наклон вала к полю, град;

0,40 - расстояние от земли до первой проволоки, м.

Уравнение (29) выведено из условия обхода уложенного пучка лоз

выходным отверстием лозоукладывающего рабочего органа без задира пучка,

т.е. из условия равенства радиусов кривизны в точке [pic] эллипса «[pic]» и

траектории точки [pic] «[pic]» (рис. 18). Неравенство (30) выведено из

условия незадевания нижней шпалерной проволоки лозоукладывающим рабочим

органом при обходе опоры.

| | |

Рис. 18. К определению Рис. 19. К определению

рационального угла наклона предельного угла наклона

оси поворота лозоукладывающего пучка лозы в смежное

рабочего органа

междурядье

Для более полной укладки лозы у опор, согласованного обхода опор и

поднимаемого пласта рабочая поверхность лозоукладчика должна быть выполнена

двухдуговой. Этот вывод сделан на основании того, что во время укладки

пучка лоз , пучок сначала нагружается только передней кромкой

лозоукладывающей поверхности, потом на мгновение передней и задней и,

наконец, после прохождения максимальной упругости, нагружается только

задней кромкой. Момент отрыва пучка лоз от входного отверстия определял

рациональную длину лозоукладывающей поверхности (форма 3, рис. 11), т.е.

[pic] ,

где [pic] и [pic] - соответственно прогибы пучка лоз от входного и

выходного отверстий. Они определялись путём составления дифференциальных

уравнений упругих линий с последующим двойным интегрированием с помощью

приёма Клебша.

В результате:

[pic], (31)

[pic], (32)

где [pic] - длина пучка лоз;

[pic] - жёсткость пучка лоз;

[pic] и [pic] - нагрузка на пучок лоз входным и выходным

отверстиями.

Так как при полной укладке угол поворота пучка [pic] и [pic], то

[pic] и [pic].

Тогда длина лозоукладывающей поверхности

[pic],

(33)

где [pic] - расстояние от штамба до максимума упругости пучка [pic] 21

... 25 см (21).

В двухдуговом лозоукладывающем рабочем органе входное и выходное

отверстия должны быть развёрнуты параллельно движущемуся пласту почвы.

Разворот при [pic] не ухудшает собирающей способности лозоукладывающей

поверхности. Этот вывод сделан на основании решения равенства

[pic] , (34)

где [pic] - угол запаса наклона пучка лоз в смежное междурядье

([pic]);

[pic] - коэффициент трения лозы о металл.

Равенство (34) определяет момент вхождения пучка лозы в конус трения

лозы о металл. Для нахождения этого момента движение точки контакта пучка

[pic] с дугой представлялось в виде линейного преобразования трёхмерного

пространства, путём вращения точки [pic] вокруг фиксированной оси [pic]

(оси ряда) с одновременным растяжением этой оси и расстояния от места

защемления лозы до точки контакта [pic] (рис. 19).

В результате форма и параметры лозоукладывающей поверхности

определяются путём графической деформации конической поверхности

лозоукладчика для бесшпалерных виноградников [1]. При этом шаблоны для

гибки дуг могут быть построены по уравнениям: для входного отверстия [29]

[pic] (35)

и выходного отверстия

[pic], (36)

где [pic] и [pic] - радиусы проекций входного и выходного отверстий

лозоукладывающей поверхности на вертикальную, поперечную движению агрегата,

плоскость: 150 и 300 мм.

Удельное давление кромок переднего и заднего отверстий

лозоукладывающей поверхности при развёрнутых отверстиях под углом [pic]

меньше, чем при [pic]. Этот вывод получен на основании решения равенства,

определяющего удельное давление на пучок лоз кромками отверстий

[pic] (37)

где [pic] - вертикальная составляющая упругости лозы [21].

Размеры выемки вспаханного сечения при укрытии для междурядий , ширина

которых более двух метров должны быть такими, как и у рациональной выемки

двухметрового междурядья, т.е. по глубине [pic]= 18 ... 20 и средней ширине

[pic]= 90 ... 100 см. Этот вывод сделан на основании анализа почвенного

баланса в междурядьях виноградников между площадью поперечного сечения

вспаханной почвы и площадью поперечного сечения вала.

Так как для двухметрового междурядья максимальные размеры выемки

обусловливаются минимальным углом откоса вала [pic] (28 ... [pic]), то

рациональные параметры выемки ([pic] и [pic]) можно определить из уравнения

[pic], (38)

где первый корень равен [pic], а второй - [pic](из графического

решения с помощью параболы и секущей прямой). При этом между углом

естественного откоса почвы в валу [pic], толщиной защитного слоя почвы над

лозой [pic], радиусом залегания лозы [pic], глубиной вспашки [pic] и

шириной междурядья В существует следующая зависимость:

[pic] (39)

где [pic].

Угол скоса лезвия [pic] укрывочного корпуса должен быть не менее

[pic], так как уменьшение этого угла приводит к лишней деформации бороздной

стенки выемки. Этот вывод сделан на основании исследования функциональной

зависимости между углом скоса лезвия [pic], углом наклона откоса выемки

[pic] и углом наклона плоскости скалывания почвы впереди клина [pic],

которая может быть выражена следующим равенством

[pic],

(40)

откуда, при [pic] и [pic] (среднеарифметиче-ская величина нижнего

предела угла скалывания почв) [pic].

Параметры направляющей кривой рабочей поверхности укрывочного корпуса

могут быть определены путём построения траектории безостановочного движения

внешних точек «элементов пласта» для средних почвенных условий вспашки (при

деформации почвы клином) потому, что её вогнутость и вылет зависят от

глубины вспашки, шага скалывания и угла скалывания [pic]. Исходя из условий

деформации почвы косым клином и полосной характеристики почвы в междурядьях

виноградников (рис. 4), копающая часть укрывочного рабочего органа может

быть составлена в виде листера из двух лемешно - отвальных поверхностей

укрывочных корпусов плуга ПРВН-2,5А с общей шириной захвата, равной 1,0 м.

При этом направляющая кривая для обеих поверхностей может быть общей и

лежащей в плоскости симметрии листера. Этот вывод сделан на основании того,

что риски истирания вблизи носков лемехов укрывочных корпусов почти

параллельны направлению движения агрегата.

Для транспортирования почвы от выемки на уложенную лозу рационально

применять дисковые транспортёры, установив их под бороздными обрезами

отвалов укрывочного листерного корпуса с углами плоскости вращения дисков к

поверхности поля [pic] и к направлению движения агрегата [pic].

Качественного укрытия при этом можно получить коническими дисками диаметром

[pic] м и высотой [pic] м.

При таких параметрах транспортёра пласт, поступивший на коническую

поверхность, сойдёт с неё в районе точки касания плоскости вращения диска с

поверхностью поля, так как

[pic],

(41)

где [pic],

[pic] - угол трения почвы о сталь,

[pic] - угол естественного откоса почвы,

[pic] - угол наклона бороздного обреза отвала к поверхности

поля.

Этот вывод получен на основании исследования зависимости между углами

[pic] , [pic] и расстоянием [pic] от вертикального бороздного обреза

отвала до зоны залегания лозы, которая может быть выражена равенством

[pic],

(42)

где

(43)

[pic]

и [pic] ,

(44)

а [pic] - общая ширина захвата листерного корпуса, м.

Из равенства (44) видно, что с увеличением [pic] и [pic] [pic]

увеличивается, а с уменьшением - стремится к единице. Следовательно,

согласно зависимости (42), выгодно стремиться к уменьшению[pic] и [pic]. Но

так как при [pic] [pic], принимаем [pic]. Тогда для сочетания углов

[pic] и [pic] с параметрами бороздных обрезов отвалов, наиболее

рациональной поверхностью дисков будет коническая, высота которой находится

из равенства

[pic]

(45)

Затраты энергии трактором зависят от постановки дисков по высоте и

глубине вспашки, особенно на малых глубинах, которые с увеличением глубины

заметно снижаются. Однако по всем показателям установка дисков на высоте

([pic])см выгоднее, чем при [pic]. Судя по вспушенности, при установке

дисков на высоте [pic] большие затраты энергии идут на излишнее крошение

пласта, которое происходит за счёт сгребания дисками верхнего слоя почвы,

что оказывает значительное сопротивление вращению дисков.

Тяговое сопротивление укрывочного плуга с увеличением ширины

расстановки дисков растёт. Однако с увеличением глубины копания

интенсивность роста тягового сопротивления падает и уже на глубине копания

0,16 м прирост его на каждые 0,10 м прироста ширины расстановки дисков

равен 4,5 %, в то время как на глубине 0,11 м он составляет 16,7 %.

Это явление объясняется улучшением продольной устойчивости пласта с

увеличением глубины копания. Снижение сопротивления в этом случае

достигается увеличением оборотов диска, вызванных подпором пласта.

Изменение тягового сопротивления плуга ПРВН-2,5А от ширины расстановки

укрывочных корпусов характеризуется коэффициентом потерь [pic] (табл. 16).

Таблица 16

Значения коэффициента потерь [pic]

|Общая ширина |100 |111,25 |120 |139 |163 |

|Коэффициент |1 |1,056 |1,1 |1,2 |1,18 |

|[pic] | | | | | |

Из табл. 16 следует, что укрытие виноградников выгоднее делать при

общей выемке. В этом случае тяговое сопротивление укрывочного плуга может

определяться с помощью преобразованной рациональной формулы В.П.Горячкина

[pic] , (46)

где [pic] - член, учитывающий усилие на деформацию почвы клином при не

свободном резании.

Способ укрытия лозы листерным корпусом с дисковыми пластоукладчиками

аналогичен выемочно - насыпным схемам с бермами (рис. 20). Он нормализует в

междурядьях полосный структурный ха-

| | |

Рис. 20. Принципиальная схема укрытия виноградников

при общей выемке

рактер почвы за счёт перемешивания почвы при укрытии и открытии и

предупреждает чрезмерное глыбообразование во время укрытия, так как почва

на образование вала берётся между колеёю. В этом случае полностью

выдерживается температурная защита, соответствующая архитектонике залегания

верхнего яруса корневой системы.

Результаты испытаний совместной работы лозоукладывающих и

пластоукладывающих рабочих органов приведены в табл. 17 и 18.

Таблица 17

Агротехнические показатели работы

лозоукладчиков и пластоукладчиков

(КубНИИТиМ, протокол 102 - 67)

|Показатели, характеризующие |Тип рабочего органа |По агротре- |

|Ширина уложенного |0,20 |0,18 |0,40 |

|Ширина укрывного вала, м |0,95 |0,93 |- |

|Высота укрывного вала, м |0,23 |0,27 |0,30 |

|Повреждения виноградных |0,0 |0,2 |10,0 |

|б) сломано рукавов |0,0 |0,0 |7,0 |

|в) сбито глазков |0,0 |0,0 |5,0 |

|Не укрыто лоз между столбами |0,2 |0,1 |- |

|Не укрыто рукавов, % |0,0 |0,0 |- |

|Не укрыто лоз у столбов, % |11,2 |9,6 |10,0 |

Таблица 18

Экономические показатели работы лозоукладчиков

(КубНИИТиМ, протокол 102 - 67)

|Приспособление |Затраты труда, |Затраты средств, |

| |чел/час |руб/га |

|Лозоукладчик с двумя дугами |20 |11,6 |

|Лозоукладчик ПРВН-39000 |39,1 |15,06 |

|Ручное пришпиливание |78,44 |25,98 |

|с машинным укрытием | | |

Эти показатели подтверждаются хозяйственными испытаниями 1969 года на

виноградниках укрывной зоны Северного Кавказа.

Cогласно рис. 4 и 5 и табл. 5 (разд. 2) максимум усиления

антропогенных факторов приходится на конец периода весенне - летнего ухода

за почвой. К этому времени окончательно сформировываются параметры плужной

подошвы, а также несущая способность почвы в колее. Нами установлено, что

подошву рациональнее разрушить в последнюю летнюю обработку почвы, а

несущую способность почвы в колее, наоборот, усилить. В первом случае -

разноглубокой (0,1 + 0,1 м) расстановкой рабочих органов культиваторов

типа ПРВН-2,5 и КСГ-5; во втором случае - мульчированием колеи почвой,

смещаемой на колею цепными волокушами, смонтированными на болтах

стрельчатых лап снизу смежных стоек. Мульчирование надо осуществлять с

первой культивации, не нарушая капиллярный механизм, но упаковывать в

верхний слой колеи, освободившиеся от воды частицы. К моменту укрытия,

благодаря двухслойной обработке, в пахотном горизонте накопится из

атмосферы дополнительно до 150 м[pic] воды на 1 га, которая, разрушая

подошву и колею снизу, уменьшает тяговое сопротивление укрывщика на 25 ...

30 % [23, 28, 54, 69]. Для разноглубокой обработки автором разработан

специальный комбинированный рабочий орган, собранный из стрельчатой лапы

(наральника) и левой и правой односторонних бритв культиватора КРН-4,2 на

одной стойке. Для бритв с тыльной стороны стоек приваривается стабилизатор

из листовой стали s = 10 мм с посадочными местами для стабилизаторов бритвы

на 100 мм выше лезвий стрельчатых лап. Двухслойная обработка внедрена на

виноградниках Кубани путём модернизации 770 культиваторов ПРВН-2,5.

2. Создание и обоснование оптимальных параметров

уборочного модуля

Установлено [42, 71, 76, 77, 77, 78, 79, 82, 85, 90, 93, 99, 109, 111,

113, 116, 118, 125], что в модуле объективен стык формировок крон

многолетних растений с нагрузкой урожаем по формам 1, 3, 4, 5 и 6 и урожая

со средствами уборки по форме 4 (рис. 11). Стык элементов крон растений с

нагрузкой урожаем исследовался в системе «Рокрас» [125], Краснодарском

способе формирования виноградного куста [111] и способе ведения укрывной

культуры винограда [113]. За критерий стыка положено свойство ускоренного

роста и развития растений под влиянием создаваемого аллелопатического

воздействия друг на друга корневых систем разной силы потенциального роста

(по форме 4), страдальческого положения элементов кроны (по формам 1, 3, 5

и 6) и преимущественного соотношения корневой системы к надземной части.

Так же - принцип структурного построения механизированных технологий на

стыке системы машина - растение через внешние параметры крон с учётом

целесообразного ветвления в каждом порядке (табл. 4).

Аллелопатическое воздействие исследовалось в 1983 ... 1993 годах в ОПХ

«Азовское» НПО «Дон» в насаждении яблони с переменным размещением деревьев

на подвоях с различным потенциальным ростом по «организму» [pic]

[pic] (табл. 1). Уходные работы проводились агрегатами сначала по

четырёхметровому междурядью, а после удаления деревьев на подвое с меньшим

потенциальным ростом - по шестиметровому. Критерием смены направления

проходов служил предел деформации горизонтальной площади проекции кроны в

параметрах её золотого сечения 0,74d : 1,2d (разд. 2). В конечном итоге

экспериментальный сад вступил в пору плодоношения с третьего года посадки,

а контроль - с четвёртого. В сумме за 7 лет плодоношения сад

экспериментальный дал 577 ц/га яблок, а контроль - 333 ц/га.

В экспериментальном саду кроны деревьев формировались из плодовых

плетей по варианту 1 в пределах [pic] иерархии рангов ветвления (табл. 4).

В результате на третий год кроны имели не менее 12 плетей. Из - за малой

толщины, нагружаясь урожаем, листьями и собственной массой по формам 1 и 3

(рис. 11) плети приобретали пониклую форму (страдальческую), что

обеспечивало к моменту уборки урожая сдерживание высоты кроны. Уборка

осуществлялась в первом ярусе без лестниц. То есть, получен исключительный

конечный результат ИКР (Г.Альтшулер, 1973), когда действие выполняется без

применения технических средств [93, 94, 125].

Страдальческое положение элементов кроны осуществлялось изучением

физико - механических свойств порослевых и волчковых побегов на предмет их

использования взамен отплодоносивших частей куста в Краснодарском способе

формирования куста [111] и способа ведения укрывной культуры винограда

[113]. Установлено, что каждый элемент этих формировок строит свои

вегетирующие части на втором году жизни кордона согласно зависимости (21).

Величина роста побегов и количественное распределение соцветий по этим

побегам в интервале проекций элементов на погонный метр ряда может быть

отображена непрерывной неотрицательной функцией [pic], а насыщенность

кордона по длине каждого элемента может быть определена, как площадь

фигуры, ограниченной криволинейной трапецией с основанием [pic] или [pic]

или [pic] (рис. 21)

| | |

|а) |б) |

Рис. 21. Распределение соцветий по длине элементов:

а) Краснодарского способа формирования куста;

б) способ ведения укрывной культуры винограда

Это аналогично задаче о работе переменной силы, где величина соцветий

или величина роста побегов уподобляется силе (прошлогодний побег

«работает», выдавая в виде продукта длину прироста побегов, или количество

соцветий на нём). Так как плодоносящего прироста на побеге больше единицы и

каждый из них «работает», то «работа» одного элемента определяется

сложением «работ» каждого плодоносящего прироста изучаемого года

[pic],

(47)

где [pic] - интервал между плодоносящими побегами.

Страницы: 1, 2, 3, 4