Уcовершенствование дренажно-кротового орудия и технология его применения

АННОТАЦИЯ

В этой статье с обоснованными параметрами разработаны усовершенствованные дренажно-кротовые орудия и технология их применения для сильнозасоленных земель в орошаемых землях. Существующие дренажно-кротовые орудия имеют некоторые недостатки, такие как наличие одного рабочего органа меньшей производительности, во время работы теряется устойчивость хода из-за глубины орудия и слабости его рамы.

ABSTRACT

In this article, with justified parameters, improved drainage-mole tools and technology for their use for highly saline lands in irrigated lands have been developed. The existing drainage-mole tools have some disadvantages, such as, they have one working body, less productivity, during operation, the stability of the stroke along the depth of the tool and the weakness of its frame are lost.

Ключевые слова: дренажно-кротовое орудие, засоленная почва, рабочий орган, конус цилиндра, стальной трос, рама, маркер.

Keywords: drainage mole tool, saline soil, working body, cone cylinder, steel cable, frame, marker.

Предлагаемое новое усовершенствованное дренажно-кротовое орудие имеет высокую производительность, высокий коэффициент использования машины (КИМ), и крайние рабочие органы выполнены с наклонными стойками для сохранения от обваливания сверху оболочек кротового дренажа. Он имеет ширину захвата до 4 м, рама состоит из трех частей, средняя рама навешивается на трактор с трехточечным соединением, на средней раме с двух сторон внутри надеваются П-образные рамы с шириной захвата до 1 м и между рабочим органом боковым и средним – по 2 м, и можно уменьшить их расстояние до 1 м. Глубина формирования кротовых дренажей выбирается в зависимости от механического состава и степени засоленности почвы. Рабочий орган для формирования кротовых дренажей – конус цилиндра – имеет диаметр 0,105–0,110 м, высота стойки – 1,0–1,2 м, длина стального троса, соединяющего стойки с конусом цилиндра, – 0,30–0,35 м, ширина захвата волнообразного долота – 0,055–0,080 м, угол установки рабочего органа – 27–30°, и скорость движения агрегата – 1,24–1,36 м/с. При этих параметрах обеспечивается качественное выполнение технологического процесса. При применении дренажно-кротового орудия в сильнозасоленных почвах уменьшаются вредные соли в почве до 5–6 раз, коэффициент рассоления – 7,4, и это орудие можно применять через 2–3 года. Как известно, во многих странах мира, в том числе в Иране, в Пакистане, в Турции – 50 %, в Индии, в Арабский Республике Египет – 25–30 %, в России –12 млн га, в Пакистане – 6 млн га, в Узбекистане – 2 млн га земли имеют засоленные почвы, и считается глобальной проблема их улучшения. В мире сильнозасоленные земли приводят к уменьшению объемов сельхозпродукции на 44–46 % [5].

В ходе исследования применяли современные методы и приборы для измерения тягового сопротивления рабочих органов, изучали засоленность почвы и методы ее определения. Усовершенствованные дренажно-кротовые орудия отличаются от существующих орудий тем, что, у нового орудия имеются три рабочих органа, которые установлены в шахматном порядке на двухрядной раме орудия с шириной захвата до 4 м. А он состоит из следующих узлов, частей и элементов (рис. 1).

Рисунок 1. Усовершенствованное дренажно-кротовое орудие:

1 – навеска рамы; 2 – П-образные боковые рамы; 3 – маркер; 4 – пружины маркёра; 5 – боковые наклонные стойки; 6 – средняя прямая стойка; 7 – опорное кольцо; 8 – стальные тросы; 9 – конус цилиндра; 10 – хомуты для закрепления опорных колец и рабочих стоек; 11 – болты для закрепления боковых П-образных рам

В Узбекистане в орошаемых условиях в засоленных почвах впервые применяли с обоснованными параметрами рабочих органов разработанные нами орудия. Орудия испытывали в лабораторных и полевых условиях для обоснования параметров орудия, и получили положительные результаты для уменьшения вредных солей в почве в орошаемом земледелии, и разработали усовершествованное орудие с оптимальными параметрами [4; 1].

В зонах хлопководства разработаны искусственные кротовые дренажи в междурядьях на 22–25 см для полива водой хлопчатника [2].

Предлагаемые орудия испытывали в лабораторных и полевых условиях и получили положительные результаты для формирования кротовых дренажей перед промыванием почвы осенью (рис. 2).

Рисунок 2. Процесс течения подземных вод в кротовом дренаже:

а) и б) кротовые дренажи из боковых наклонных стоек; с) кротовый дренаж из прямых средних стоек

Эксперименты проводили с дренажно-кротовыми орудиями в почвенном канале, в лабораторных и полевых условиях изучали формирование кротовых дренажей и изучали общие тяговые сопротивления рабочих органов орудия. Определяем общие тяговые сопротивления усовершенствованных рабочих органов дренажно-кротового орудия по следующей формуле [3]:

.                                (1)

Здесь:  – общее тяговое сопротивление дренажно-кротового орудия, кН;

 – сопротивление почвы для резания клиновидной стойкой, кН;

 – сопротивление волнообразного долота, кН;

 – сопротивление конуса цилиндра, кН;

 – сопротивление от прилипания почвы на поверхности конуса цилиндра, кН;

 – сопротивление троса, кН;

 – сопротивление рабочей стойки от прилипания почвы сбоку, кН;

 – сопротивление рабочей стойки, кН;

 – сопротивление опорного кольца, кН;

 – сопротивление маркера, кН.

Во время работы дренажно-кротовых машин требуется кН силы. После этого определяем общие наряженные состояния при образовании кротового дренажа на определенной глубине (60, 70, 80 см) в почве.

.                                          (2)

Здесь:  – общие напряженные состояния при работе рабочих органов конуса цилиндра, МПа;

 – ширина оболочки формированных кротовых дренажей в определенных глубинах (Н) обработки почвы, м;

 – коэффициент Кистеносен;

q – давление от нагрузки почвы, МПа.

С помощью уравнения (2) рассчитывали общие напряженные состояния при работе предлагаемыми орудиями в пределах  кН/м².

Во время работы дренажно-кротового орудия требуются мощности:

 кВт; .                                      (3)

Здесь:  – мощность дренажно-кротовой машины, кВт;

 – скорость движения машины кротового дренажа, м/с;

 = 0,80 – 0,85 – КПД машины.

Эксплуатационная годовая производительность машины дренажно-кротового орудия (км/час) определяется по следующей формуле:

.                                                (4)

При работе предлагаемого орудия перед зимой требуется промывка с промывными нормами, варианты промывки приведены в табл. 1, а также нормы и сроки приведены в нижней графе. Опыты проводили в 3 вариантах. 1-й вариант – обычная пахота на глубину 0,35 м; 2-й вариант – пахота на глубину 0,35 м с дополнительным рыхлением с чизелем рыхлителем, и 3-й вариант – пахота на глубину 0,35 м и дополнительное формирование кротового дренажа на глубину 0,6 м с дренажно-кротовым орудием (табл. 1). Определяли содержание соли до промывки на 18 га экспериментального поля, которое составляло в среднем 0,978 %, а после промывки отмечается уменьшение солей и увеличение коэффициента рассоления.

Экспериментальное исследование при промывке почвы, то есть в 1-й раз, – 2300 м³/га (15.12.2013) и 2-й раз – 2200 м³/га (09.01.2013), результаты были изучены во всех трех вариантах, а количество воды на втором поле составило 5500 м³/га; в 1-й раз – до 2200 м³/га (15.12.2013), во 2-й раз – до 1700 м³/га (09.01.2014) и в 3-й раз – до 1600 м³/га (22.02.2014); т.е. 1-й раз – 2300 м³/га (15.12.2013), 2-й раз – 2200 м³/га (02.01.2014) и 3-й раз – 2000 м³/га (22.02.2014), и экспериментальная работа была выполнена в вышеупомянутой процедуре и системе.

Таблица 1.

Результаты исследования, проведенного на 18 га экспериментальных полей

Из таблицы 1 видно, что самый оптимальный вариант для уменьшения соли и увеличения коэффициента расслоения был получен в третьем варианте с рекомендуемым дренажно-кротовым орудием. Засоленность – 0,978 %.

Выводы. В результате исследования пришли к выводу, что в Иране, Турции – 50 %, в Индии, в Арабской Республике Египет – 25–30 %, в России – 12 млн га, в Пакистане – 6 млн га, в Узбекистане – 2 млн га земли считается сильнозасоленными землями, что является глобальной проблемой по их улучшению.

1. В условиях орошаемого земледелия для улучшения мелиоративного состояния почвы разработаны усовершенствованные дренажно-кротовые орудия, применяемые для осенних промывок почвы.
2. Обосновали параметры дренажно-кротового орудия: ширина захвата орудия – до 4 м; диаметр конуса цилиндра – 0,105–0,110 м; высота стойки – 1,0–1,2 м; длина стального троса – 0,30–0,35 м; ширина захвата волнообразного долота – 0,055–0,080 м, угол установки рабочего органа – 27–30° и скорость движения агрегата – 1,24–1,36 м/с, при этих параметрах обеспечивается качественное выполнение технологического процесса.
3. Разработанные орудия по сравнению с традиционными обработками позволяют образовать кротовый дренаж, а проведение промывки солей позволило уменьшить сроки на 15 дней, уменьшение солей по сравнению с начальным показателем 0,978 % до 0,467–0,132 %, коэффициент расслоения составлял 2,1–7,4.
4. Обработка на глубину 0,60 м проведением кротового дренажа в годы с достаточным количеством воды позволяет провести промывку с нормой в 6500 м³/га и в случае нехватки воды провести с нормой в 4500 или 5500 м³/га. Применение разработанного дренажно-кротового орудия на засоленных почвах позволяет уменьшить расход энергии на 8–12,5 %, затраты труда – на 9,51–12,62 %, эксплуатационные расходы – на 8,07–10,05 %, увеличить производительности труда на 18,5–22,0 % и дает возможность получения 14,5 млн сумов годовой экономической эффективности.

Список литературы:

1.  Drenajno-krotovogo orudiya // Paten RUz. № UZ FAP 00727 / Murodov N.М. Jurayev F.U.
2. Drenajno-krotovogo orudiya // Paten RUz. № UZ FAP 00727 / Jurayev F.U.
3. Drenajno-krotovoy ustroysvo. Polijitelnoe resheniy o videche potenta na zayavku № FAP 2019008.
4. Filin A.P. Prikladnaya mexanika tvyordogo deformiruemogo tela. – M. : Nauka, 1975. – 132 p.
5. Mironenko V.A. Dimamika podzemnix podzemnix vod. – M., 2001. – 204 p.