Применение активных рабочих органов для обработки почвы

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Применение активных рабочих органов для обработки почвы

К.Л. Пузевич

Аннотация

В статье авторами указывается на необходимость создания комбинированных агрегатов, позволяющих выполнять несколько технологических операций за один проход. В частности, основное внимание уделено совмещению основной и предпосевной обработки почвы. Предложены свои варианты решения этой проблемы - вспашка с дополнительной обработкой почвы приспособлением пальцево-ножевого типа и почвообрабатывающая вертикальная фреза, оборудованная эллиптическими ножами. Указаны преимущества предлагаемых конструкций и опытные данные.

Annotation

The article stresses the necessity of designing combined aggregates, which can perform several technological operations in one passage. In particular, special attention has been given to combination of the main and pre-sowing cultivation of soil. we have suggested variants of the problem solution - ploughing with additional soil treatment by a device of finger-knife type and soil-cultivating vertical cutter, equipped with elliptical knives. We have shown advantages of suggested constructions and experimental data.

Введение и анализ источников

предпосевной сельскохозяйственный почва фреза

Конечная цель сельскохозяйственного производства - получение высоких урожаев на базе интенсивных энергоресурсосберегающих технологий. Основой любой интенсивной технологии является соответствующая прогрессивная система машин, включающая в себя новейшие высокопроизводительные средства комплексной механизации. Одним из путей совершенствования систем машин является использование в технологических процессах комбинированных агрегатов, выполняющих несколько технологических операций одновременно, что соответственно уменьшает затраты энергоресурсов на единицу получаемого продукта, повышает производительность труда и за счет уменьшения числа проходов агрегатов по полю снижает вредное воздействие шин ходовых систем на почву. Но в то же время слишком обработанная перед посевом почва с заиленной поверхностью приводит к ее залипанию. Через образовавшуюся после дождя почвенную корку ростки пробиваются с запаздыванием, что ведет к появлению недружных всходов и снижению урожая возделываемой культуры [1].

Создание технических средств для совмещения технологических операций ведется несколькими способами [2].

Первый способ, применяемый в хозяйствах, самый простой - это составление нескольких серийных однооперационных машин, работающих при необходимости самостоятельно, в один комбинированный агрегат. В основном такие комбинированные агрегаты составляются с помощью сцепок в последовательности, соответствующей технологическому процессу. Большой недостаток таких комбинированных агрегатов - это их значительная длина, которая требует соответствующую разворотную полосу, что особенно заметно на мелкоконтурных полях.

Другой способ возможный, но мало применяемый в хозяйствах - это размещение на одной раме набора рабочих органов, выполняющих несколько технологических операций за один проход. Данный способ требует укрепления рамы, но снижается ширина разворотной полосы.

Третий способ - создание специальных или комбинированных рабочих органов, производящих несколько технологических операций, например, выравнивание и внесение минеральных удобрений или прикатывание с рыхлением [3].

1. Основная часть

Агрегаты с активными рабочими органами - это в основном почвообрабатывающие фрезы с горизонтальной или вертикальной осью вращения. Из почвообрабатывающих фрез существующих конструкций наибольшее распространение получили фрезы с горизонтальной осью вращения, обеспечивающие необходимое крошение и перемешивание почвы. Проведенные исследования показали, что вертикальная фреза по сравнению с горизонтальной имеет преимущества - большую глубину обработки почвы и меньшую материалоемкость.

В то же время фрезы с вертикальной осью вращения требуют высокую мощность трактора, что создает проблему комбинирования вертикальной фрезы с сеялкой. Поэтому возникает необходимость совершенствования данных машин и создания новых форм рабочих органов для снижения затрат мощности на фрезерование, а соответственно, и других видов ресурсов для выполнения операции [4].

Авторами проведены экспериментальные исследования опытных образцов почвообрабатывающей вертикальной фрезы, оборудованной эллиптическими ножами, и комбинированного агрегата на базе плуга с приспособлением пальцево-ножевого типа для обработки почвы под пропашные культуры [4, 5, 6, 7, 8].

Технологические схемы предлагаемых агрегатов приведены на рис. 1 и 2.

Рис. 1 Технологическая схема предлагаемого комбинированного агрегата на базе плуга: 1 - корпус плуга; 2 - рама плуга; 3 - карданный вал; 4 - редуктор; 5 - нож; 6 - палец; 7 - корпус приспособления

Рис. 2 Схема исследуемого агрегата на базе вертикально-роторной бороны: 1 - редуктор привода роторов; 2 - держатели выравнивателей; 3 - выравниватели; 4 - крепление катков; 5 - прикатывающие катки; 6 - сошники пропашной сеялки; 7 - эллиптические зубья; 8 - семена; (Б - посевной рядок; В - необработанная зона)

На опытном поле ГУ «Бел.Мис» оба агрегата прошли испытания, результаты которых представлены в табл. 1-3.

Таблица 1 Результаты испытаний вертикальной фрезы при сплошном фрезеровании

Таблица 2 Результаты испытаний вертикальной фрезы при раздельном фрезеровании

Таблица 3 Результаты испытаний опытного образца плуга с дополнительным приспособлением пальцево-ножевого типа

используя полученные данные скоростей и глубины обработки, авторы провели также и теоретические расчеты мощности, потребляемой агрегатом. По данным этих расчетов были построены зависимости теоретической мощности от скорости движения. Указанные зависимости приведены на рис. 3-5. На рис. 3 представлены зависимости мощности, потребляемой агрегатом с вертикальной фрезой, расхода топлива и тягового сопротивления от скорости движения при сплошном фрезеровании стерневого фона на глубину 6,45 см при влажности и твердости фрезеруемого слоя соответственно 18,1% и 3,7 МПа.

Рис. 3 зависимость мощности Nэф, потребляемой агрегатом с вертикальной фрезой, расхода топлива G и тягового сопротивления Rт от скорости движения V (глубина фрезерования - 6,45 см; влажность - 18,1%; твердость - 3,7 МПа)

На рис. 4 представлены аналогичные зависимости мощности, потребляемой агрегатом с вертикальной фрезой, расхода топлива и тягового сопротивления от скорости движения при раздельном фрезеровании стерневого фона под пропашные культуры на глубину 17,72 см, влажность и твердость фрезеруемого слоя составляет соответственно 14,99% и 5,13 МПа.

Рис. 4 зависимость мощности Nэф, потребляемой агрегатом с вертикальной фрезой, расхода топлива G и тягового сопротивления Rт от скорости движения V (глубина фрезерования - 17,72 см; влажность - 14,99%; твердость - 5,13 МПа)

Сравнивая два графика можно определить, что при скорости, например 5 км/ч, мощность при сплошном фрезеровании составляет 40,5 кВт, а при раздельном - 36,9 кВт, т.е. на 3,6 кВт больше. Расход топлива и тяговое сопротивление при раздельном фрезеровании меньше на 0,6 кг/ч и 0,3 кН соответственно. Кроме того, результаты теоретических расчетов незначительно отличаются от экспериментальных. при сплошном фрезеровании с увеличением скорости теоретические расчеты даже немного превосходят экспериментальные. При раздельном фрезеровании теоретические данные немного ниже полученных.

на рис. 5 представлены зависимости мощности, потребляемой агрегатом, оборудованным Г-образными ножами и Г-образными пальцами, расхода топлива и тягового сопротивления от скорости движения при обработке стерневого фона на глубину 9 см при влажности и твердости обрабатываемого слоя соответственно 18,7% и 3,6 МПа.

Рис. 5 зависимость мощности Nэф, потребляемой агрегатом с плугом, расхода топлива Gт и тягового сопротивления Rт от скорости движения Vр(глубина фрезерования - 9 см; влажность - 18,7%; твердость - 3,6 МПа)

На основе зависимостей Nэф=f(Vр), Gт=f(Vр), Rт=f(Vр), которые графически представлены на рис. 3-5, можно определить мощность, расход топлива и тяговое сопротивление при любой скорости движения для сравнения с показателями других почвообрабатывающих агрегатов.

Заключение

Таким образом, применение активных рабочих органов для обработки почвы или их чередование и совмещение позволяют повысить плодородие, урожайность и производительность труда, сократить число проходов почвообрабатывающих агрегатов по полю, а следовательно, снизить общий вес движителей агрегатов на почву и тем самым не нарушить ее механический состав.

Литература

1. Зубиков, Ф.Ф. Энергосбережение и экология при возделывании пропашных культур: материалы 7-й республ. науч. конф. студ., магист. и аспирантов посв. 165-летию академии, 19-21 апр. 2005 г., Горки, Респ. Беларусь / редкол. А.Р. Цыганов (отв. ред.) [и др.]. Горки: БГСХА, 2005. 238 с.

2. Добышев, А.С. Эффективность применения комбинированных агрегатов: монография / А.С. Добышев; Бел. гос. с.-х. академия. Горки, 2003. 124 с.

3. Добышев, А.С. Предпосылки к созданию почвообрабатывающе-посевного агрегата / А.С. Добышев, Ф.Ф. Зубиков, К.Л. Пузевич // Актуальные проблемы механизации кормопроизводства и животноводства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. посвященной 55-летию образования кафедры МЖ и ЭСХП. Горки, 2006. С. 19-31.

4. Добышев, А.С. Энергоресурсосберегающая технология возделывания пропашных культур / А.С. Добышев, Ф.Ф. Зубиков // Агропанорама. 2006. №6. С. 25-28.

5. Добышев, А.С. Определение энергетических показателей при фрезеровании почвы вертикально-роторной бороной / А.С. Добышев, Ф.Ф. Зубиков // Вестник БГСХА. 2006. №1. С. 98-100.

6. Добышев, А.С. Совершенствование отвальной вспашки применением приспособления к плугу для дополнительной обработки почвы / А.С. Добышев, К.Л. Пузевич // Экологические аспекты механизации растениеводства: материалы ХIII Международного симпозиума, посвященного 60-летию со дня образования факультета механизации сельского хозяйства БГСХА. Горки, 2007. С. 66-68.

7. Добышев, А.С. Вспашка плугом с дополнительной обработкой почвы приспособлением пальцево-ножевого типа / А.С. Добышев, К.Л. Пузевич // Приоритетные направления исследований и разработка новых технологий и технических средств АПК: материалы Международной науч.-техн. конф. в ВНИПТИМЭСХ. г. Зерноград, 2007 г.

8. Добышев, А.С. Комбинированный агрегат на базе плуга / А.С. Добышев, К.Л. Пузевич // Вестник БГСХА. 2009. №2. С. 156-161.

Размещено на Allbest.ru