Анотація до роботи:

Рижий О.П. Обґрунтування параметрів багатоярусного агромеліоративного розпушувача. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 – машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. – Львівський державний аграрний університет, Львів, 2003.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню якості обробітку ґрунту завдяки дослідженню, розробці та впровадженню багатоярусного агромеліоративного розпушувача. Теоретично та експериментально обґрунтовані форма та параметри ґрунторозпушувальних поверхонь розпушувача, проведені дослідження сумарного опору його переміщенню та якості розпушення. З умови рівномірного деформування скиби ґрунту розроблена математична модель транспортувально-деформувальної поверхні. Встановлено, що просторове розташування ґрунторозпушувальних елементів визначається їх рознесенням по вертикалі та горизонталі, яке залежить від типу ґрунту та технологічних параметрів процесу розпушення. Розроблена інженерна методика проектування багатоярусного робочого органа.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення науково-прикладної задачі, що виявляється у поліпшенні якості глибокого розпушення ґрунту завдяки використання процесу двоплощинного деформування скиби ґрунторозпушувальним елементом та обґрунтування параметрів багатоярусного агромеліоративного розпушувача і розкриття його впливу на ґрунтове середовище.

2. Розроблені теоретичні засади напружено-деформованого стану ґрунту дали змогу отримати аналітичну модель деформування скиби [формула (5)]. Аналізом зазначеної моделі встановлено величину радіуса поперечного перерізу транспортувальної поверхні, за якого розпочинається процес руйнування ґрунтової скиби (R_х = 0,4...0,3м для суглинку: С =0,04МПа, r_гр= 1700кг/м³, В_розп/h = 2,5).

3. Дослідження кривизни поперечних перерізів транспортувальної поверхні, рівняння якої отримано з умови рівномірного деформування ґрунтової скиби [формула (6)], дозволило встановити раціональну довжину ґрунторозпушувального елемента L = 0,4...0,5м, яка забезпечує максимальне наближення кривих поперечних перерізів до дуг кіл.

4. На основі розроблених математичних умов просторового розташування ґрунторозпушувальних елементів [формули (10), (11)] визначено, що раціональне рознесення їх по вертикалі становить: для супіску твердого h = 0,16...0,2м, для суглинку напівтвердого – h = 0,17...0,24м; зміщення по горизонталі визначається кутом нахилу різальної частини _, і раціональне значення його знаходиться в межах 35…46⁰.

5. Дослідження сукупного впливу конструктивних параметрів ґрунторозпушувального елемента та фізико-механічних показників ґрунту дало можливість аналітично визначити опір переміщенню розпушувача в масиві [формула (13)]. Під час розпушення скиби товщиною h = 0,15...0,20м його значення складає: для супіску твердого – = 7,37…11кН, для супіску напівтвердого – = 5,64…8,21кН, для суглинку напівтвердого – =9,46…14кН, для суглинку легкого – = 4,68…6,71кН. Розбіжність між отриманими експериментальними та теоретичними значеннями складає 8...10%.

6. За результатами проведення багатофакторного експерименту отримана регресійна модель, що визначає вплив товщини ґрунтової скиби та радіуса вихідного перерізу транспортувальної поверхні на коефіцієнт розпушення [формула (14)]. Так, для суглинку при співвідношенні розмірів скиби h/В = 0,35...0,4 і радіусі вихідного перерізу R = 0,2м коефіцієнт розпушення становить k_р = 1,34, що відповідає максимальному зменшенню щільності розпушуваного ґрунту. Розбіжність між теоретичними та експериментальними даними не перевищує 5%.

7. Експериментальні дослідження величини структурних агрегатів розпушеного ґрунту показали, що за оптимальної вологості ґрунту (16...18%) і раціональної товщини скиби (h = 0,14....0,16м) з метою забезпечення необхідної якості розпушення необхідно використовувати ґрунторозпушувальні елементи з радіусом вихідного перерізу R = 0,15...0,20м.

8. Польові дослідження агромеліоративного розпушувача на підставі аналізу зміни водно-повітряного режиму дерново-підзолистих ґрунтів ділянки “Уїздці” КСП “Інфо-центр” Рівненської області показали, що розпушення, зменшуючи щільність підорних горизонтів, збільшує їх загальну шпаруватість на 5...10% та призводить до суттєвого зростання врожаю сільськогосподарських культур. Найбільший приріст урожаю зерна вівса становив 22,5% на ділянці з багатоярусним розпушенням.

9. На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена методика інженерного розрахунку параметрів багатоярусного агромеліоративного розпушувача, яка дала змогу розробити, виготовити та впровадити дослідний зразок багатоярусного агромеліоративного розпушувача відповідно у виробничому об’єднанні ВАТ "Рівнесільмаш" та КСП “Інфо-центр” Рівненської області.

10. Енергетичний аналіз свідчить про те, що багатоярусне розпушення, порівняно з традиційним потребує більших витрат енергії, але одержання вагомих приростів врожаю сільськогосподарських культур протягом трьох років післядії даного заходу дозволяє повністю перекрити витрати на його проведення. Підтвердженням цього є значення коефіцієнта енергетичної ефективності, який на варіанті з багатоярусним розпушенням був рівним 1,7, а на ділянці з традиційним – 1,24.

Основний зміст дисертаційної роботи викладений у таких публікаціях:

1. Романовський О.Л., Ткачук В.Ф., Рижий О.П. Дослідження ґрунторозробних органів розпушувача талих ґрунтів //Техніка будівництва. – 1998. – №4. – С.83-86 (автором складена схема дії сил на ґрунторозробний орган та проведені дослідження їх рознесення по вертикалі на екстремум).

2. Рижий О.П. Результати досліджень показників меліоративного розпушувача жолобоподібної форми //Вісник Тернопільського державного технічного університету ім. І.Пулюя. – 1999. – Т.4. – С.95-98.

3. Рижий О.П. Дослідження тягового опору при розробці ґрунту багатоярусним робочим органом //Вісник Рівненського державного технічного університету. – 1999. – Вип.2, ч.3. – С.169-172.

4. Ткачук В.Ф., Рижий О.П. Математична модель кришильного ковша багатоярусного агромеліоративного розпушувача //Сільськогосподарські машини. – Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ. – 2001. – Вип..8. – С.279-284 (автором виведене рівняння, що описує транспортувально-деформувальну поверхню ґрунторозпушувального елементу).

5. Ткачук В.Ф., Рижий О.П. Дослідження міцності та деформаційних властивостей талих ґрунтів при розтягуванні //Вісник Рівненського державного технічного університету. – 2002. – Вип.3 (16). – С.211-216 (автором створена установка та сконструйовано прилад для визначення напружень розтягу ґрунту та його деформацій, проведено досліди та обробку експериментальних даних досліджень міцності ґрунту на розтяг).

6. Рижий О.П. Покращення властивостей важких ґрунтів багатоярусним розпушувачем жолобоподібної форми //Вісник Української державної академії водного господарства. – 1998. – Вип.1, ч.1. – С.156-158.

7. Пат. 46026 України, МКВ Е02F5/30, Е02F5/32. Робочий орган розпушувача /О.П. Рижий, В.Ф. Ткачук, О.А. Сиротинський, О.Л. Романовський, І.В. Ткачук (Україна). – №97115683; Заявл. 27.11.97; Опубл. 15.05.2002, Бюл. №5. – 2с (автором запропоновано форму транспортувально-деформувальних поверхонь ґрунторозпушувальних елементів робочого органа).

8. Кравець С.В., Ткачук В.Ф., Рижий О.П. Вплив багатоярусного розпушення на водно-фізичні властивості ґрунтів //Збірник статей за матеріалами ІІІ наук.-техн. конф. проф.-викл. складу, аспірантів та студентів академії, 24 березня – 16 квітня 1997р. – Ч.4: Механізація і автоматизація. – Рівне: УДАВГ. – 1997. – С.16-17 (автором проведені дослідження дренажного стоку на меліоративних системах з ідентичними ґрунтовими умовами, але побудованих різними засобами механізації).

9. Ткачук В.Ф., Васылив В.Б., Рыжий А.П. Новый многоярусный агромелиоративный рыхлитель //Проблемы мелиорации и водного хозяйства на современном этапе. – Ч.4: Бєларусь. – Горки. – 1999. – С.138-141 (автором проведені лабораторні дослідження механізму проходження процесу поярусного розпушування ґрунту, обробка експериментальних даних та визначено оптимальне співвідношення товщини і ширини розпушувального пласта).