Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Таврійському державному агротехнологічному університеті.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор, член - кореспондент УААН Кушнарьов Артур Сергійович, провідний науковий співробітник Українського НДІ прогнозування та випробування техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва ім. Л. Погорілого

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Морозов Іван Васильович, Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. П. Василенка, професор кафедри сільськогосподарських машин.

кандидат технічних наук, доцент Брюховецький Андрій Миколайович, Луганський національний аграрний університет, доцент кафедри механізації виробничих процесів у тваринництві

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Луганського національного аграрного університету за адресою: 91008, м. Луганськ, 8, Луганський національний аграрний університет.

Автореферат розіслано 17.05.2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Кириченко В. Є.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Одним з основних продуктів харчування є картопля, яку часто справедливо називають «другим хлібом». Згідно з фізіологічно обґрунтованими нормами споживання на кожного жителя країни повинно припадати 117 кг картоплі на рік. Для цього аграрному сектору України тільки для продовольчих потреб потрібно виробляти її близько 5,3 млн. т щорічно. У 2007 році Україна зібрала 19,1 млн. т картоплі і вийшла на третє місце в світі з виробництва цієї культури.

Картопля відіграє важливу роль в структурі валової продукції сільського господарства України. Овочі і картопля складають від 30 до 40% валового продукту в рослинництві або від 14 до 28% всього валового продукту сільського господарства. Підвищення врожайності картоплі за рахунок використання нових технологій є найважливішим завданням агропромислового комплексу.

Вступ України до Всесвітньої торгової організації (ВТО) ставить перед виробниками-аграріями нові завдання - забезпечити підвищення врожайності і зменшення ресурсозатрат до рівня, який дозволяє Українським виробникам картоплі стати конкурентноздатними на Європейському і світовому ринках.

Одним із головних напрямів підвищення врожайності картоплі, особливо в степовій зоні України, є освоєння нових ресурсозберігаючих технологій, серед яких досить перспективною є технологія з використанням крапельного зрошення. Водночас, технологію виробництва картоплі на крапельному зрошуванні досить проблематично реалізувати існуючими с.-г. агрегатами, машинами і знаряддями. Крім того, основними виробниками картоплі є особисті підсобні господарства і фермери, які вирощують картоплю на малих площах (0,1 - 2,0 га).

Загальні завдання, що стоять перед виробниками картоплі, можна сформулювати в наступному вигляді:

довести виробництво картоплі до 20 млн. т на рік;

підвищити врожайність картоплі з 130 до 200 ц/га.

При цьому в галузі механізації технології виробництва цієї культури слід вирішити наступні задачі:

переглянути концепцію забезпечення дрібнотоварного виробника картоплі спеціальною технікою, адаптованою до умов використання на малих площах (до 20 га);

адаптувати засоби механізації до нових високоефективних технологій виробництва картоплі, зокрема до технології її вирощування на крапельному зрошенні.

В процесі виробництва картоплі найбільш трудомісткою операцією є її збирання. Виходячи з цього, можна стверджувати, що розробка засобів механізації цього процесу на малих площах при використанні крапельного зрошування є актуальною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота виконувалася згідно з програмою науково-дослідних робіт Таврійської державної агротехнічної академії (нині - ТДАТУ) на 2004-2008 рр. «Розробка наукових основ, систем, технологій і технічних засобів забезпечення продовольчої безпеки південного регіону України» (номер державної реєстрації - 0102U400683), підпрограма 1.3 «Розробка наукових основ, систем технологій і технічних засобів для виробництва, заощадження і переробки овочів, фруктів, картоплі в умовах південної степової зони України» (номер державної реєстрації 0104U003925). Тема роботи скоординована з напрямком робіт ННЦ «ІМЕСГ» УААН за темою 40.01. «Розробити високопродуктивні технічні засоби для ресурсозберігаючих екологічно чистих технологій вирощування і прибирання овочів і цукрового буряка», яка, в свою чергу, є складовою Програми розвитку на Україні машинобудування і забезпечення сільськогосподарського виробництва машинами і устаткуванням для комплексної механізації технологічних операцій в рослинництві.

Мета роботи і задачі досліджень. Метою роботи є розробка конструкції і обґрунтування параметрів картоплекопача для збирання картоплі на малих площах (довжина гону 100 - 200 м), вирощуваної за технологією крапельного зрошування.

Для досягнення цієї мети в роботі були поставлені наступні задачі досліджень:

Обґрунтувати вимоги до адаптації конструкції картоплекопача для збирання на малих ділянках (довжина гону 100-200 м) в умовах крапельного зрошування.

Обґрунтувати конструкцію картоплекопача прочісуючого типу.

Визначити фізико - механічні властивості бульб картоплі і грудок грунту, що забезпечують умову руйнування грудок грунту без травмування бульб картоплі.

Обґрунтувати параметри робочих органів картоплекопача прочісуючого типу.

Визначити техніко-економічну доцільність використання навісного на самохідні шасі змінного устаткування, зокрема картоплекопача прочісуючого типу, при виробництві картоплі на крапельному зрошуванні.

Робоча гіпотеза - заміна системи машин на систему змінних робочих органів з центральним навішуванням їх на самохідне шасі або інший відповідний енергетичний засіб, що відповідає вимогам технології, забезпечує підвищення ефективності і зниження енергоємності, особливо при обробітку картоплі на крапельному зрошуванні.

Об'єкт дослідження - технологічний процес взаємодії робочих органів картоплекопача прочісуючого типу з грунтом і бульбами картоплі.

Предмет дослідження - закономірності процесу взаємодії робочих органів картоплекопача прочісуючого типу з грунтом і бульбами картоплі.

Методи досліджень. Теоретичне обґрунтування параметрів і режимів роботи робочих органів картоплекопача прочісуючого типу базувалися на використанні математичних моделей, заснованих на положеннях і методах теоретичної механіки і методах багатофакторних експериментів. Дослідження проводилися з використанням аналізу рішень рівнянь на ПЕОМ із застосуванням теорії ймовірності, регресійного і кореляційного аналізів.

Наукова новизна отриманих результатів:

• - сформовано вимоги до адаптації енергетичних засобів до технології виробництва картоплі на крапельному зрошуванні і до малих площ (до 20 га);
• - обґрунтовано параметри робочих органів картоплекопача прочісуючого типу;
• - визначено умову поєднання операцій кришення грудок грунту при одночасному транспортуванні бульб картоплі;
• - встановлено закон руху картоплі по сепаратору під час дії на неї робочого органу прочісуючого типу;
• - визначено зону руйнування грудок грунту прочісуючим робочим органом;
• - встановлено особливості формування зони розташування бульб картоплі при крапельному зрошуванні.

Практичне значення отриманих результатів:

• - обґрунтовано конструктивно-технологічні параметри картоплекопача прочісуючого типу, який забезпечує збирання картоплі, вирощеної на крапельному зрошуванні;
• - сформульовано умови компоновки картоплекопача на самохідне шасі Т-16МГ;

- проведено випробування експериментальної установки картоплекопача прочісуючого типу на ділянці крапельного зрошування (ПП «Токарчук»).

Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно, зокрема: проведений аналіз світового досвіду виробництва картоплі на крапельному зрошуванні, сформульовані вимоги до адаптації тракторів і сільськогосподарської техніки до технології крапельного зрошування [4], розроблена конструкція картоплекопача прочісуючого типу [5], розроблені механіко-математичні моделі взаємодії робочих органів картоплекопача прочісуючогого типу з грудками грунту і бульбами картоплі [2], визначені параметри робочих органів і технологічних режимів їх роботи [3], проведені дослідження по особливостях формування розташування бульб картоплі при крапельному зрошуванні [1], визначені статичні і динамічні коефіцієнти тертя бульб картоплі і грудок грунту по сепаруючих гратах [3], розроблені і проведені багатофакторні експерименти по виявленню впливу основних параметрів робочих органів і режимів їх роботи на якість виділення картоплі [3], визначені техніко-економічні показники роботи картоплекопачів прочісуючого типу, обґрунтовані рекомендації для конструкторів і виробників сільськогосподарської техніки для АПК [4].

Апробація результатів досліджень. Модель експериментальної установки картоплекопача прочісуючого типу демонструвалася на виставках «Агротаврія 2005 і 2006». Результати роботи доповідалися на міжнародних науково-технічних і науково-практичних конференціях і семінарах: на Міжнародній науково-технічній конференції, присвяченій 50-річчю факультету „Енергетика” Таврійської державної агротехнічної академії (Мелітополь, 2003); 4-ій Міжнародній науково-технічній конференції ”Проблеми конструювання, виробництва та експлуатації сільськогосподарської техніки” (Кіровоград, 2003); Міжнародній науково-технічній конференції „Енерго- і екологозберігаючі технології - в сільськогосподарське виробництво” (АР Крим, Сімферополь, 2004); Міжнародній Інтернет-конференції „Роль землеробської механіки в соціальному розвитку суспільства” (Глеваха - Мелітополь, 2005); на наукових конференціях професорсько-викладацького складу, науковців і аспірантів Таврійської державної агротехнологічної академії 2003-2006 рр.

Публікації. Результати роботи опубліковані в 5 статтях, надрукованих в фахових виданнях України і фахових збірниках наукових праць ТДАТА. За результатами досліджень отримано патент України №16544А від 15.08.06р.

Об'єм і структура дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, шести розділів, загальних висновків, додатків і списку використаної літератури.

Повний об'єм дисертаційної роботи - 175 сторінки. На 145 сторінках викладений основний текст роботи, яка включає 27 таблиць, 52 рисунки, 5 додатків на 28стр. На 15 сторінках приведено список використовуваної літератури зі 135 найменувань (з них 5 - на іноземній мові) і 17 інтернет-ресурсів з 17 сайтів.