Сельское хозяйство/2.Механизация сельского хозяйства

Нурушев С.З

Костанайский государственный университет, Казахстан

К обоснованию режимов работы фрезы для поверхностной обработки солонцов

Создание благоприятных условий для роста и развития трав на солонцах, наряду с другими факторами зависит от структуры почвы надсолонцового слоя, созданной почвообрабатывающими орудиями в результате воздействия их рабочих органов, опорках колес орудий и тракторов. При этом почвенные комки верхнего слоя разрушаются на более мелкие, в том числе и пылевидные фракции. Распыление почвы, как известно, отрицательно сказывается на ее агрофизических свойствах, a в условиях Северного Казахстана приводит к возникновению ветровой эрозии. Надсолонцовый гумусный слой является наиболее ценным для растений и поэтому требует бережного обращения при обработке.

С учетом этого особую актуальность и значимость представляет выбор режимов работы фрезерного агрегата [1]. В качестве основного ограничения режимов фрезерования, очевидно, должны быть приняты предельные значения качества обработки, в частности, по степени крошения почвы и содержания эрозионно опасных частиц. Исследования по установлению и обоснованию этих показателей в Северном Казахстане ранее не проводились. Вместе с тем глубокие исследования динамики разрушения структурных отдельностей почвы надсолонцового слоя после основной обработки с учетом, перечисленных факторов проведены в СпбИМЭ на солонцах Барабинской низменности в 1970...1973 гг. [1].

В частности, обоснована высокая эффективность на данной операции фрезерования по aгротехническим, энергетическим и экономическим показателям в сравнении с дискованием и рекомендованы следующие пределы по степени крошения почвы при основной обработке содержание почвенных фракций до 50 мм должно составлять в системе пара 40,5...54,1 , полупара – 58,6...68,8%, фракций до 20 мм – соответственно 34,0...41,0 и 53,0...61,0 %.

Динамика изменения структуры почвы в системе пара и полупара, по данным СибИМЭ [2], наглядно характеризует степень влияния последующих механических: обработок. В зоне Барабы на пару после основной обработки проводят до посева три операции, при этом общее количество лущений шестикратное и один след прикатывания - всего десять проходов агрегатов. На полупаре следует четыре операции, в том числе шестикратное лущение, пятикратное боронование, прикатывание в один след – всего 12 проходов агрегатов.

Для зоны Казахстана предусмотрены три операции: посев кулис в один след, двукратная обработка пара бороной БДТ-3 и двукратное дискование лущильником ЛДГ-10 – всего пять проходов агрегатов [3].

Из этих данных видно, что общее количество обработок в нашей зоне меньше в 2 раза и более, что обусловлено главным образом различием почв. В наших условиях почва поверхностного слоя слабо задернена, склонна к пылеобразованию.

Кроме того в вариантах технологий СибИМЭ не учтено влияние на изменение структуры почвы надсолонцового слоя операции глубокой обработки, следующей за фрезерованием, при котором колеса трактора рыхлителя, его рабочие органы также приводят к изменениям первоначальной структуры почвы. Особую важность это приобретает применительно к агрегатированию орудий для основной обработки с колесными тракторами «Кировец».

Анализ влияния режимов фрезерования на качество обработки почвы свидетельствует об идентичности полученных закономерностей в разных условиях. Данным СибИМЭ, фрезеровать рекомендуется с подачей на нож в пределах 7…10 см для обеспечения заданной степени крошения почвы и минимума распыления [1]. При использовании этих режимов в наших условиях наблюдается излишнее распыление почвы, образование большого количества эрозионно опасных частиц. Вместе с тем заданные пределы крошения почвы вполне достижимы при фрезерования с увеличенной подачей на нож, т.е. с большей поступательной скоростью агрегата. При этом необходимо стремиться и к уменьшению окружной скорости фрезбарабана. Это требование имеет и экспериментально-аналитическое обоснование. Как известно, степень крошения почвы (К), окружная скорость фрезбарабана (Vo ) и подача на нож (S) при прочих постоянных параметрах взаимосвязаны следующими эмпирическими уравнениями [4]:

%, (1)

%, (2)

где а1, а2, в1, в2, с – коэффициенты, полученные путем аппроксимации.

Поскольку степень влияния на крошение почвы окружной скорости и подачи на нож различие из уравнений найдем взаимосвязь (Vo) и (S):

, (3)

При обработке дернины целинных солонцов в Костанайской области, например, для диаметра фрезбарабана 450 м с четырьмя двусторонними ножами при поступательной скорости движения 2 м/с коэффициенты формул и составили:

а1=24,1%: а2=123,1%; в1 = 96,8%; в2=6,65%/м; с=1 с/м.

Поставив эти значения в уравнение (3), получим взаимосвязь (Vo ) и (S), из которой видно, что увеличением подачи на нож при постоянной поступательной скорости можно снизить окружную скорость. При этом подача на нож оптимизируется степенью крошения почвы

, (4)

, (5)

Взаимосвязь степени крошении почвы и режимов работы фрезы при м/с; ; ДФ=0,45 м. Построением графиков этих зависимостей (см.рис.1) и наложением на них ограничений по степени крошения почвы определены оптимальные значения подачи на нож, а затем по подачам на нож – значения окружной скорости фрезбарабана.

Рисунок - Зависимость степени крошения почвы

от режимов работы фрезы

Найденные взаимосвязи режимов и качества работы фрезы будут взяты за основу в проводимых нами исследованиях по обоснованию основных конструктивных параметров фрезерного агрегата.

Литература:

1. Жуламанов К.Р., Нурушев С.З. Использование ротационных орудий для сплошной обработки почв. - В кн. Механизация производственных: процессов в растениеводстве Северного Казахстана. Алма-Ата, 1981, с.111…115.

2. Кулебакин Н.Г. Послойная обработка солонцов Барабинской низменности. Новосибирск: Наука, 1980, с. 88…101.

3. Методические указания по почвенно-мелиоративным изысканиям и разработка проектов мелиорации солонцовых земель в Казахской ССР. Алма-Ата, 1980, с.74…101.

4. Жуламанов К.Р., Никонов П.К., Терпиловский А.Ю. Фрезерная обработка дернины солонцовых почв в зоне Северного Казахстана.- Научно-технический бюллетень ВИМ, вып.28, М., 1976, с.27…29.