КФ ГРАНТ

1.

РАЗРАБОТКА КУЛЬТИВАТОРА-УДОБРИТЕЛЯ НЕСУЩЕ-ПРИЦЕПНОЙ КОНСТРУКЦИИ
К ТРАКТОРАМ ТЯГОВОГО КЛАССА 5
Актуальность: Использование новой конструкции
культиватора-удобрителя
позволит
получить
положительный экономический эффект, который
будет достигнут благодаря снижению энергоемкости
выполнения технологического процесса. Это позволит
направить высвободившуюся энергию на увеличение
тяговой (крюковой) мощности МТА, что увеличит
рабочую скорость движения и производительность
агрегата.
Новизна: Принципиальное отличие предлагаемого культиватора-удобрителяот существующих аналогов
заключается в сочетании тягово-несущей компоновочной схемы культиватора-удобрителя и системы
индивидуального дозирования и транспортирования удобрений.
Цель: повышение производительности внутрипочвенного внесения минеральных удобрений не менее,
чем на 15 %, снижение энергоемкости процесса и повышении равномерности распределения удобрений
не менее чем на 10 %
Ожидаемые результаты в 2025 году : Изготовленный экспериментальный образец широкозахватного
культиватора для внесения основной дозы удобрений и результаты его полевых испытаний, доработанные
технические требования и чертежная документация на опытный образец культиватора. Публикация двух
статей в рецензируемых изданиях, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science
или имеющих процентиль по Cite Score в базе в Scopus не менее 35. Получение патента РК на
изобретение.

2.

ДОРАБОТАННАЯ КОНСТРУКЦИЯ КУЛЬТИВАТОРА-УДОБРИТЕЛЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА ВКЛЮЧЕНИЯ
И ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МУФТЫ
КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА,
УСТАНОВЛЕННЫЕ НА ТРАКТОРЕ
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ, УСТАНОВЛЕННЫЙ В КАБИНЕ ТРАКТОРА
ПРИВОДНАЯ ЗВЕЗДОЧКА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
РАЗРЫВНОЙ МУФТОЙ
1 – источник напряжения; 2 – входной предохранитель; 3 –концевой
выключатель; 4 – предохранитель; 5 – входной тумблер; 6 –
управляемое реле; 7 – управляемое реле; 8 – кнопка без фиксации; 9 –
управляемое реле; 10 –красный светодиод; 11 – зуммер; 12 –зеленый
светодиод; 13 – электромагнитная муфта

3.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
ДОРАБОТАННЫЙ ОБРАЗЕЦ КУЛЬТИВАТОРАУДОБРИТЕЛЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛЯ
Показатель
Тип почвы
Механический состав
Предшествующая обработка
Рельеф участка, см:
- Продольный
- Поперечный
Содержание
эрозионно-опасных
частиц почвы в слое 0-5 см, %
Значение показателя
чернозем обыкновенный
суглинистая
мелкая безотвальная обработка
2,8
3,0
3,0
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЧВЫ
Почвенный слой,
см
0–5
5–10
10–15
15–20
Определяемый показатель:
влажность, %
твердость, МПа
плотность, г/см3
11,8
0,2
1,1
18,4
0,7
1,2
18,9
2,5
1,4
19,0
3,0
1,4

4.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
РЕЗУЛЬТАТЫ АГРОТЕХНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
Скорость движения, км/ч
Ширина захвата, м
Фактическая
доза
внесения удобрений, кг/га
Отклонение
дозы
внесения от заданной, %
Неравномерность
распределения
удобрений, %
по длине рабочего хода
по ширине захвата
Глубина обработки, см
Отклонение
глубины
обработки от заданной,
см
Крошение почвы, %
Подрезание
сорных
растений, %
Высота гребней, см
Содержание эрозионноопасных частиц почвы в
слое 0-5 см
по НД
6,0-9,0
20-150
±10,0
≤20,0
≤20,0
12-20
±2,0
Значение показателя
фактическое
6,7
7,8
6,2
6,2
152,4
150,0
0
6,7
11,0
16,6
0,6
2,0
7,8
12,2
16,0
0
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
Значение показателя
Показатель
8,9
6,2
155,3
3,3
8,3
13,1
15,2
0,8
≥60,0
100,0
83,3
100,0
86,4
100,0
88,6
100,0
≤ 6,0
не должно
возрастать
2,6
2,5
не
возрастает
2,1
2,2
не
возрастает
2,3
2,4
не
возрастает
В сравнении с аналогом применение нового образца
культиватора-удобрителя несущее-прицепной конструкции к
тракторам тягового класса 5 позволяет получить положительный
экономический эффект, выражающийся в следующем:
- совокупные затраты денежных средств снизились на 43% с 19
914 до 11 384 тыс.тенге/га;
- затраты труда снизились на 18,5% с 0,27 до 0,22 чел.-ч/га;
- удельный расход топлива снизился на 14,0 % с 14,84 до 12,83
кг/га;
- годовой экономический эффект составил 7 248 тыс. тенге.
по НД
фактическое (при скорости
движения)
6,7
7,8
8,9
Скорость движения, км/ч
6,0-9,0
Тяговое сопротивление, кН
-
49,1
52,7
56,1
Мощность
на
преодоление
тягового
сопротивления
культиватора-удобрителя, кВт
Мощность
на
привод
вентиляторной установки, кВт
Общая мощность, кВт
-
91,4
114,2
138,7
≤ 5,0
3,7
3,9
4,1
-
95,1
118,1
142,8
3,7-5,6
4,2
4,8
5,5
-
81,5
88,6
93,5
48,3
11,5
52,9
11,0
54,5
9,9
Производительность
за
час
основного времени, га/ч
Удельные
затраты
энергии,
мдж/га
Часовой расход топлива, кг/ч
Удельный расход топлива за час
основного времени, кг/га
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ОЦЕНКИ
Показатель
Рабочая ширина захвата, м
Скорость движения, км/ч
Производительность за час основного времени,
га/ч
Производительность за час сменного времени,
га/ч
Производительность за час эксплуатационного
времени, га/ч
Коэффициент
использования
сменного
времени
Коэффициент
использования
эксплуатационного времени
Коэффициент надежности технологического
процесса
Удельный эксплуатационный расход топлива,
кг/га
Значение показателя
по НД
фактическое
6,2
6,0-9,0
8,9
3,7-5,6
5,5
-
4,2
-
4,2
≥0,75
0,77
≥0,75
0,77
0,981,00
-
0,99
13,0

5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1 Патентные исследования показали актуальность разработки, патентоспособность и патентную чистоту культиватора-удобрителя
несуще-прицепной конструкции, обеспечивающего за один проход мелкую плоскорезную обработку почвы и внутрипочвенное
сплошное внесение гарнулированных минеральных удобрений на глубину 12-20 см.
2 По критерию максимальной сменной производительности и минимума тягового сопротивления обоснована компоновочная схема
культиватора-удобрителя, которая включает в себя бункер для удобрений, монтируемый на энергосредсство и прицепную
почвообрабатывающую часть.
3 Обосновано оптимальное соотношение между шириной захвата культиватора-удобрителя и объемом бункера для удобрений, на
один метр ширины захвата приходится 0,3 м3 объема бункера. Ширина захвата культиватора-удобрителя должна составлять 6,2
метра, объем бункера – 1,87 м3.
4 Обоснованы основные параметры и режимы работы системы индивидуального дозирования и транспортирования удобрений: угол
установки эжекторной воронки должен составлять не более 60 градусов, диаметр трубопроводов – 30-32 мм, скорость воздушного
потока – не менее 17 м/с, подача воздушного потока – не менее 1,2∙103 м3/ч.
5 Разработаны технические требования и комплект чертежной документации на образец культиватора-удобрителя несуще-прицепной
конструкции к тракторам тягового класса 5.
6 На экспериментальном производстве КФ ТОО «НПЦ агроинженерии» был изготовлен образец культиватора-удобрителя несущеприцепной конструкции к тракторам тягового класса 5, в соответствии с разработанной ранее конструкторской документацией. Были
проведены лабораторно-полевые исследования культиватора-удобрителя несуще-прицепной конструкции к тракторам тягового
класса 5.
7 Анализ и обобщение результатов лабораторно-полевых исследований показал, что оптимальное значение скорости воздушного
потока должно находиться в интервале 17-19 м/с. Неравномерность распределения удобрений между рабочими органами при
указанном интервале скорости находилось в пределах 10 %, зависание гранул удобрений отсутствовало, мощность, затрачиваемая
на привод вентиляторной установки, составила 2,7-4,1 кВт.
Оптимальным принят скоростной режим работы культиватора-удобрителя 8,5-9,0 км/ч. На оптимальном скоростном режиме работы
достигаются минимальный удельный расход топлива 9,67-10,19 кг/га и максимальная производительность агрегата 5,27-5,58 га/ч при
условии соответствия качества обработки установленным агротехническим требованиям.
Полученные результаты экспериментальных исследований согласуются с результатами теоретических исследований, выполненных
на предыдущем этапе.
8 По результатам проведенных лабораторно-полевых экспериментальных исследований разработаны технические требования и
комплект чертежной документации на доработкуобразца культиватора-удобрителя несуще-прицепной конструкции к тракторам
тягового класса 5.

6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (продолжение)
9 Проведены производственные испытания доработанного образца культиватора-удобрителя, по результатам которых установлено,
что на мелкой плоскорезной обработке парового поля с одновременным сплошным внутрипочвенным внесением гранулированных
минеральных удобрений при скорости движения 8,9 км/ч он обеспечивает удовлетворяющую агротехническим требованиям глубину
обработки 15,2 см (отклонение от заданной глубины 0,8 см), крошение почвы –88,6%, подрезание сорных растений – 100%, высота
гребней составила 2,3 см, неравномерность распределения удобрений по длине рабочего хода – 8,3%, по ширине захвата –13,1%,
отклонение от фактической дозы внесения составило 3,3%.
На данной рабочей скорости производительность культиватора-удобрителя составила 5,5 га/ч основного времени, коэффициенты
использования сменного и эксплуатационного времени - 0,77, удельный эксплуатационный расход топлива – 13,0 кг/га. Образец
культиватора-удобрителя обеспечивает рациональную загрузку трактора класса 5, его тяговое сопротивление составило 56,1 кН,
потребляемая мощность – 142,8 кВт и удельные энергозатраты – 93,5 МДж/га. Площадь апробирования образца культиватораудобрителя в КХ «Журжа» Карасуского района Костанайской области составила 224 га.
10 По результатам исследований и производственных испытаний разработан проект технического задания на изготовление опытного
образца культиватора-удобрителя несуще-прицепной конструкции к тракторам тягового класса 5.
11 Опубликована статья «Влияние перекрытия смежных проходов плоскорежущего рабочего органа на неравномерность
распределения гранулированных минеральных удобрений при внутрипочвенном внесении» (авторы: Дерепаскин А.И., Куваев А.Н.,
Токарев И.В., Полищук Ю.В., Иванченко П.Г.) в журнале «Ғылым және білім» (№ 3-2(76), 2024 – С. 191-203) рекомендованном
КОКСНВО.
Опубликована статья «Justification of Cultivator-Fertiliser Configuration Scheme» (авторы: Дерепаскин А.И., Куваев А.Н., Токарев И.В.,
Полищук Ю.В., Иванченко П.Г., Бинюков Ю.В.) в журнал «Аcta technologica agriculturae» (№ 3(27), 2024 – С. 150-156), имеющим
процентиль по Cite Score в базе Scopus 47.
Опубликована статья «Optimizing cultivator-fertilizer perfor-mance with tractor-mounted configuration in northern Kazakhstan» (авторы:
Дерепаскин А.И., Куваев А.Н., Токарев И.В., Полищук Ю.В., Иванченко П.Г., Бинюков Ю.В., Кухарь В.С., Семибаламут А.В.) в журнал
«International Journal of Agriculture and Biosciences» (№ 4, 2025 – С. 674-682), имеющим процентиль по Cite Score в базе Scopus 67.
Принята к публикации статья «Justification of parameters of a prismatic device for fertiliser distribution across the width of the sub-blade area
of a flat-cutting working body» (авторы: Дерепаскин А.И., Куваев А.Н., Токарев И.В., Полищук Ю.В., Иванченко П.Г., Бинюков Ю.В.,
Семибаламут А.В.) в журнал «Аcta technologica agriculturae» (№ 1, 2026), имеющим процентиль по Cite Score в базе Scopus 51.
12 Поставленные на 2023-2025 гг. задачи решены в полном объеме.
13 Результаты исследований могут быть использованы при разработке опытного образца культиватора-удобрителя несущеприцепной конструкции к тратору тягового класса 5.
14 Ожидаемая годовая экономия совокупных затрат денежных средств от применения нового культиватора-удобрителя с тракторами
класса 5 составляет 7248 тыс. тенге.
15 Новизна технического решения подтверждена патентом РК на изобретение №37321 «Агрегат для безотвальной обработки почвы и
внесения гранулированных минеральных удобрений».
16 Разрабатываемый культиватор-удобритель несуще-прицепной конструкции по своему техническому уровню конкурентоспособен в
сравнении с лучшими разработками в данной области.