Сельское хозяйство/ 2.Механизация сельского хозяйства

к.т.н. Бинюков Ю.В., к.т.н. Полищук Ю.В., д.т.н. Дерепаскин А.И.

КФ ТОО «КазНИИМЭСХ», Казахстан

Снижение энергоемкости полосной обработки почвы

Снижение энергоемкости полосной обработки почвы возможно за счет проведения нескольких операций за один проход агрегата по полю. При совмещении операций глубокой и поверхностной обработки в комбинированных орудиях, минимальная энергоемкость достигается при оптимальной последовательности выполнения операций. Так, при обосновании параметров орудия, совмещающего выполнение операций полосного глубокого разуплотнения и полосного подсева трав, возникает вопрос о порядке выполнения операций щелевания и фрезерования полосы за один проход агрегата.

Переднее расположение фрезбарабана относительно щелереза обеспечивает высокое качество крошения дернины при некотором снижении тягового сопротивления орудия. Хорошее качество крошения дернины в этом случае обеспечивается тем, что фрезерование производится ровной поверхности при наличии связности отделяемой стружки с монолитом. Основным недостатком такой схемы является высокая энергоемкость технологического процесса фрезерования. При заднем расположении фрезбарабана относительно щелереза качество крошения посевного слоя снижается вследствие отсутствия подпора резанию по всей ширине обработки. Однако, такая схема позволяет снизить затраты мощности на фрезерование.

Оценка влияния расположения щелереза и фрезбарабана проводилась на лабораторно-полевой установке. Частота вращения подбиралась с учетом обеспечения равного качества обработки полосы при различных положениях фрезбарабана. Определение энергоемкости процесса обработки проводилось на четырех передачах трактора в интервале скоростей наиболее вероятных для проведения технологического процесса полосного подсева. Ширина обрабатываемой полосы фрезбарабаном составляла 0,15 м.

Установлено, что с увеличением скорости движения затраты мощности на обработку возрастают в соответствии с рисунком 1.

Затраты мощности на фрезеровании растут по криволинейной зависимости в обоих вариантах, однако при работе фрезы в сплошной среде интенсивность прироста выше. Если на скорости 0,9 м/с затраты мощности на фрезерование составляли на одну секцию 3,8 кВт при заднем расположении и 8,0 кВт – при переднем, то при увеличении скорости до 1,85 м/с затраты мощности составили соответственно 4,8 и 12,5 кВт. В зависимости от скорости движения коэффициент снижения затрат мощности на фрезерование составил 0,47-0,40.

Затраты мощности на преодоление тягового сопротивления при увеличении скорости движения также увеличивались при практически равной интенсивности. Увеличение мощности составило при работе щелереза в сплошной среде с 7,2 до 17 кВт, в предварительно обработанной фрезой с – 6,4 до 14,6 кВт. Коэффициент снижения тягового сопротивления составил 0,88-0,85.

Суммарные затраты мощности при заднем расположении фрезбарабана составили 11,0-21,9 кВт, при переднем 14,4-26,7 кВт, что на 22-31% выше. По затратам мощности наименее энергоёмким является заднее расположение фрезбарабана относительно щелереза при полосной обработке почвы.

Полосное глубокое рыхление (щелевание) представляет собой образование разрыхленных полос, зоны рыхления которых не пересекаются до дневной поверхности. Форма профиля разрыхленной полосы не играет какой-либо роли. Однако площадь ее должна быть максимальной при минимальных затратах энергии. Границы зоны рыхления не должны быть уплотнены. Для обеспечения минимальной энергоемкости следом идущей фрезы работа ножей должна осуществляться в зоне рыхления, а высота поднятия почвы должна быть минимальной. Определение удельной энергоемкости глубокого полосного рыхления проводилось на щелерезе с прямой стойкой. На башмак щелереза устанавливались сменные долота шириной 40,50,60,70 мм.

Средняя глубина рыхления составляла 28,9 см. Увеличение ширины захвата долота приводит к увеличению тягового сопротивления щелереза. Однако в удельных показателях на единицу площади поперечного сечения тяговое сопротивление щелереза с долотом шириной 40 мм выше в 1,2-1,3 раз по сравнению с долотом 50 мм в соответствии с рисунком 3. Причиной является достижение более узким долотом глубины обработки ниже критической. Тем самым в нижней части щели формируются уплотненные стенки. Плоскости скалывания в поперечной плоскости начинаются на меньшей глубине. Это в свою очередь приводит к уменьшению ширины на дневной поверхности и площади конуса рыхления. При ширине долота 50 мм и более ширина зоны рыхления растет пропорционально. Из условия минимума повреждения корневой системы аборигенного травостоя ширина зоны рыхления не должна превышать 35 см [1]. Таким образом, по критериям тягового сопротивления и ширины зоны рыхления рациональным значением ширины долота является 50-60 мм.

Рисунок 2 – Влияние ширины долота на удельное тяговое сопротивление и ширину зоны рыхления на поверхности поля

Литература

1. Исходные требования на базовые машинные операции в растениеводстве / под ред. В.И.Анискина. – М., 2005 – 269 с.