Введение
1. Состояние проблемы. цель и задачи исследований 17
1.1. Анализ исследований влияния уплотняющего действия двюкителей сельскохозяйственных тракторов и машин на почву при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур 17
1.2. Анализ существующих способов снижения уплотнения почвы от движителей сельскохозяйственных тракторов и машин 25
1.3. Анализ существующих средств механизации для снижения уплотнения почвы 35
1.3.1 Анализ существующих средств механизации обработки почвы, повышающих влагонакопление уплотненной почвы для ее разуплотнения промораживанием 35
1.3.2 Анализ существующих средств механизации снижения уплотнения почвы механическим рыхлением (следоразрыхлением) 51
1.4 Анализ результатов исследований снижения уплотнения почвы 60
Выводы, цель и задачи исследований 75
2 Разработка способов, снижающих уплотнение почвы и их функциональное описание 78
2.1. Пути снижения уплотнения почвы 78
2.2 Разработка способов, снижающих уплотнение почвы 81
2.2.1 Разработка способа снижения уплотнения почвы промораживанием 85
2.2.2 Разработка способа снижения уплотнения почвы механическим рыхлением (следоразрыхлением) 89
2.3 Функциональное описание процесса снижения уплотнения почвы от движителей сельскохозяйственных тракторов и машин
2.4 Оптимизация управления технологическими процессами способов снижения уплотнения почвы (на примере промораживания) 95
2.5 Бороздообразователь отвального плуга 105
2.6 Комбинированный рабочий орган для безотвальной обработки почвы 106
2.7 Орудие для мелкой осенней полосовой обработки почвы 108
2.8 Следоразрыхлитель трактора для агрофона с основной безотвальной обработкой почвы
2.9 Следоразрыхлитель трактора для агрофона с основной отвальной обработкой и оптимальной ее влажностью 110
2.10 Следоразрыхлитель трактора для агрофона с основной отвальной обработкой почвы и ее влажностью на уровне оптимальной и выше 112
Выводы 113
3 Теоретические исследования способов и средств мехажзации снижения уплотнения почвы 115
3.1 Теоретическое исследование способа снижения уплотнения почвы промораживанием 115
3.2 Теоретическое исследование технологического процесса работы бороздообразователя отвального плуга и обоснование рациональных параметров его рабочей поверхности 122
3.2.1 Анализ движения частицы почвы по рабочей поверхности бороздообразователя отвального плуга 123
3.2.2 Определение длины рабочей поверхности бороздообразователя 125
3.2.3 Определение тягового сопротивления бороздообразователя 128
3.3 Анализ технологического процесса работы комбинированного рабочего органа для основной безотвальной обработки почвы с дополнительным безотвальным поверхностным рыхлением 129
3.3.1 Определение рациональной рабочей длины ножа-щелереза для формирования надреза-щели неразрыхленной части пласта почвы над плоскорежущей лапой 129
3.3.2 Определение ширины захвата лапки щелереза-рыхлителя 134
3.3.3 Определение тягового сопротивления безотвального комбинированного рабочего органа 134
3.4 Теоретическое исследование технологического процесса работы орудия для мелкой осенней полосовой обработки почвы 135
3.4.1 Обоснование конструктивно-технологических параметров и тягового сопротивления переднего наклонного лемеха 135
3.4.2 Исследование процесса работы заднего наклонного лемеха 142
3.4.3 Тяговое сопротивление односторонней рыхлительной лапки 143
3.4.4 Обоснование конструктивно-технологических параметров катка с рыхляще-мульчирующими элементами 147
3.4.5 Обоснование кривизны передней режущей кромки рыхлящее мульчирующего элемента катка 148
3.4.6 Обоснование количества рыхляще-мульчирующих элементов на одной линии окружности катка 150
3.5 Теоретическое исследование технологического процесса снижения уплотнения почвы способом механического рыхления (следоразрыхлением) в следах движителей 156
3.5.1 Определение рационального расстояния от движителя трактора до рабочих органов следоразрыхлителя 157
3.5.2 Определение рациональной глубины рыхления уплотненного слоя почвы в следах движителей 162
3.5.3 Теоретическое исследование процесса работы следоразрыхлителя трактора для агрофона с базовой основной безотвальной обработкой почвы 164
3.5.3.1 Определение угла установки односторонней плоскорезной лапы в плане относительно фронта движения 165
3.5.3.2 Определение рационального количества прямолинейных зубьев зубового диска 167
3.5.4 Теоретическое исследование процесса работы следоразрыхлителя трактора для агрофона с базовой основной отвальной обработкой и оптимальной влажностью почвы 170
3.5.4.1 Определение рациональной схемы взаимной расстановки почвообрабатывающих ножей-щелерезов 171
3.5.4.2 Определение тягового сопротивления и конструктивных параметров ножа-щелереза 175
3.5.5 Теоретическое исследование процесса работы следоразрыхлителя трактора для агрофона с основной отвальной обработкой и влажностью почвы на уровне оптимальной и выше 177
3.5.5.1 Определение тягового сопротивления ножа-рыхлителя комбинированного рабочего органа следоразрыхлителя 177
3.5.5.2 Определение энергетической эффективности процесса рыхления уплотненной почвы в вертикальных лентах 179
3.5.5.3 Анализ процесса движения частицы почвы при взаимодействии с рабочей поверхностью лапки-рыхлителя 182
3.5.5.4 Обоснование параметров реактивного зубового диска комбинированного рабочего органа следоразрыхлителя 186
3.5.5.5 Обоснование параметров активного зубового диска комбинированного рабочего органа следоразрыхлителя 190
Выводы 191
4. Программа и методика экспериментальных исследований 193
4.1 Исследования физико-механических свойств почвы 194
4.1.1 Методика определения влажности, плотности и твердости почвы 195
4.1.2 Методика исследований напряженного состояния в почвенном горизонте 197
4.1.3 Методика лабораторных исследований физико-механических и реологических свойств почвы 198
4.1.4 Методика лабораторно-полевых исследований продуктивной способности почвы 200
4.2 Исследования способа снижения уплотнения почвы промораживанием 202
4.2.1 Методика лабораторно-полевых исследований способа снижения уплотнения почвы промораживанием 202
4.2.1.1 Методика определения влажности мерзлой почвы 202
4.2.1.2 Методика определения плотности мерзлой почвы 203
4.2.1.3 Оценка эффективности разуплотнения почвы 205
4.2.2 Методика определения зависимости продуктивной способности почвы разуплотненной промораживанием 208
4.2.3 Методика экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы промораживанием при основной отвальной обработке почвы плугом с бороздообразователями 209
4.2.3.1 Методика лабораторно-полевых исследований по оптимизации конструктивно-технологических параметров бороздообразователя плуга 209
4.2.3.2 Методика полевых исследований бороздообразователя отвального плуга 214
4.2.4 Методика экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы промораживанием при основной безотвальной обработке почвы плоскорезом глубокорыхлителем с безотвальными комбинированными рабочими органами 215
4.2.4.1 Методика определения качества крошения почвы 216
4.2.4.2 Исследования зависимости качества крошения почвы от ширины захвата лапки щелереза-рыхлителя 217
4.2.4.3 Методика полевых исследований плоскореза глубокорыхлителя с безотвальными комбинированными
рабочими органами 220
4.2.5 Методика экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы промораживанием при использовании комбинированного орудия для осенней мелкой полосовой обработки 221
4.2.5.1 Исследования зависимости качества крошения почвы от угла крошения односторонней рыхлящей лапки 223
4.2.5.2 Методика проведения полевых исследований по энергооценке комбинированного орудия для мелкой осенней полосовой обработки почвы 225
4.3 Методика экспериментальных исследований способа и средств механизации снижения уплотнения почвы следоразрыхлением 227
4.3.1 Методика экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы следоразрыхлителем при осенней основной безотвальной обработкой почвы 227
4.3.1.1 Методика лабораторно-полевых исследований 227
4.3.1.2 Методика проведения полевых исследований 234
4.3.2 Методика экспериментальных исследований следоразрыхлителя для снижения уплотнения почвы при оптимальной влажности с осенней отвальной обработкой почвы 237
4.3.2.1 Методика лабораторно-полевых исследований 237
4.3.2.2 Методика проведения полевых исследований 240
4.3.3 Методика экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы следоразрыхлителем с основной отвальной обработкой почвы и ее влажностью на уровне оптимальной и выше 242
4.3.3.1 Методика лабораторно-полевых исследований 242
4.3.3.2 Методика полевых исследований 250
Выводы 254
5 Результаты и анализ экспериментальных исследований 256
5.1. Результаты исследований физико-механических свойств уплотненной почвы 256
5.1.1 Напряженное состояние и деформация почвы в почвенном горизонте от движителей трактора 257
5.1.2 Плотность и твердость почвы в почвенном горизонте после прохода движителей тракторов 258
5.1.3 Реологические свойства почвы, коэффициент внутреннего трения почвы, коэффициент внешнего трения почвы о сталь 261
5.1.4 Исследование эффективности прогнозирования результата снижения уплотнения почвы 263
5.2 Результаты и анализ эксперементальных рісследований способа и средств механизации снижения уплотнения почвы промораживанием 264
5.2.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований способа снижения уплотнения почвы промораживанием 264
5.2.2 Результаты и анализ экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы промораживанием при основной отвальной обработке почвы плугом с бороздообразователями 267
5.2.2.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований 267
5.2.2.2 Результаты и анализ полевых исследований 273
5.2.3 Результаты и анализ экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы промораживанием при основной безотвальной обработке почвы плоскорезом-глубокорыхлителем с безотвальными комбинированными рабочими органами 274
5.2.3.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований 274
5.2.3.2 Результаты и анализ полевых исследований 278
5.2.4 Результаты и анализ экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы промораживанием при использовании комбинированного орудия для осенней мелкой полосовой обработки 280
5.2.4.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований 280
5.2.4.2 Результаты и анализ полевых исследований 284
5.3 Результаты и анализ эксперементальных исследований способа и средств механизации снижения уплотнения почвы следоразрыхлением 286
5.3.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований способа снижения уплотнения почвы следоразрыхлением 286
5.3.2 Результаты и анализ экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы следоразрыхлением при осенней основной безотвальной обработке почвы 289
5.3.2.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований 289
5.3.2.2 Результаты и анализ полевых исследований 294
5.3.3 Результаты и анализ экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы оптимальной влажности следоразрыхлением при основной отвальной обработке почвы 296
5.3.3.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований 296
5.3.3.2 Результаты и анализ полевых исследований 301
5.3.4 Результаты и анализ экспериментальных исследований снижения уплотнения почвы следоразрыхлителем с основной отвальной обработкой почвы и ее влажностью на уровне оптимальной и выше 302
5.3.4.1 Результаты и анализ лабораторно-полевых исследований 302
5.3.4.2 Результаты и анализ полевых исследований 309
Выводы 312
6 Экономическая эффективность способов и средств механизации для снижения уплотнения почвы 317
6.1 Экономическая эффективность способа снижения уплотнения почвы промораживанием 317
6.2 Экономическая эффективность снижения уплотнения почвы следоразрыхлением 328
Выводы 333
Общие выводы 334
Литература
