Сельское хозяйство / 2. Механизация сельского хозяйства

Магистр с-х. наук Амантаев М. А.

«Казахский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства», Костанайский филиал

г. Костанай, Казахстан

Результаты сравнительной оценки уплотняющих катков

Северные регионы Казахстана, основные производители зерна пшеницы, находятся в зонах недостаточного увлажнения. Основным источником влаги являются атмосферные осадки (среднегодовое количество 300-350 мм). Известно, что недостаток влаги в почве, особенно в начальный период развития растений, является основной причиной, ограничивающей урожайность зерновых культур. Для получения хороших всходов в условиях недостаточного увлажнения, необходимо не только заделать семена на заданную глубину, но и уплотнить слой почвы с семенами с обеспечением надежного контакта для притока почвенной влаги. Поэтому важным элементом посевной машины является ее уплотняющее устройство – уплотняющие катки.

Применяемые на сеялках широкие по степени воздействия на почву катки не обеспечивают надежного контакта семян с влажной почвой, так как уплотняют преимущественно поверхностный слой почвы, зачастую переуплотняя последний. Узкие (адресные) катки уплотняют почву только в посевной борозде, не затрагивая остальную поверхность поля и не нарушая структуру почвы. Широкие катки используются в Северной Америке и Европе, а в Австралии предпочтение отдается узким каткам.

В Костанайском филиале «КазНИИМЭСХ» проведена сравнительная оценка следующих видов уплотняющих катков:

– узкий трапециевидный каток с обрезиненной рабочей поверхностью, ширина большего и меньшего основания трапеции соответственно 48 и 20 мм, высота трапеции 47 мм, диаметр катка 450 мм (рисунок 1а).

– клиновидный каток диаметром 550 мм и шириной – 80 мм (рисунок 1б);

– каток с клиновидным профилем с размещенной по внешнему диаметру цилиндрической ребордой (рисунок 1в). Внешний диаметр равен 585 мм, его ширина – 80 мм, ширина реборды – 30 мм;

а)	б)	в)
а – трапециевидный каток; б – клиновидный каток; в – клиновидный каток с ребордой Рисунок 1 – Варианты исследуемых уплотняющих катков

Сравнительная оценка влияния вида уплотняющего катка, его удельного давления на почву P_уд и скорости движения V на объемную массу почвы в слое залегания семян ρ после прохода и тяговое сопротивление набора посевных рабочих органов R_Х, состоящего из анкерного сошника и уплотняющего катка, была проведена на стерневом фоне. Исследования проводились в следующих условиях: тип почвы – чернозем южный, по механическому составу средний суглинок; влажность почвы в слое 0-5 см – 12,7%, 5-10 см – 16,3% и в слое 10-15 см – 18,4%; твердость почвы – 0,73, 1,92 и 3,12 МПа соответственно; средняя глубина хода анкерного сошника – 10,1 см при s=0,9 см, скорость движения –от 8 до 12 км/ч. При проведении исследований удельное давление катка на почву P_уд создавалось вертикальной нагрузкой Р, приложенной к каткам посредством набора грузов, и составляло 5, 6, 7 и 8 Н/см².

Анализ результатов показывает, рисунок 2, что при увеличении удельного давления катка на почву P_уд от 5 до 8 Н/см² максимальное увеличение объемной массы почвы (18…20%) обеспечивается трапециевидным катком, а минимальное (10…13%) – клиновидным катком с ребордой. Рост скорости движения V катков от 8 до 11,8 км/ч приводит к снижению объемной массы почвы в среднем на 5-9%. При этом, требуемая объемная масса ρ=1,1-1,2 г/см³ обеспечивается при удельном давлении трапециевидного катка – P_уд=7-7,5 Н/см², клиновидного катка – P_уд=7,5-8 Н/см² и клиновидного катка с ребордой – P_уд=6-7 Н/см².

Удельное тяговое сопротивление R_Худ набора посевных рабочих органов с увеличением давления катка на почву P_уд от 5 до 8 Н/см² и скорости движения V от 8 до 11,8 км/ч при применении трапециевидного катка повышаются на 17…18% и 14…16% соответственно, рисунок 2а. Эти же показатели в варианте с клиновидным катком и катком с ребордой возрастают в среднем на 10…12%, 9…12% и 15…17%, 12…16% соответственно, рисунок 2б и 2в.

а)	б)	в)
а – трапециевидный каток; б – клиновидный каток; в – клиновидный каток с ребордой, 1 – V=8 км/ч; 2 – V=10,6 км/ч; 3 – V=11,8 км/ч, ─── – ρ; ------ – RХуд. Рисунок 2 – Зависимости оъемной массы в слое залегания семян ρ и удельного тягового сопротивления RХуд набора посевных рабочих органов от удельного давления катка на почву Pуд, скорости движения V и вида уплотняющего катка

Таким образом, сравнительная оценка уплотняющих катков показала, что наименьшее удельное тяговое сопротивление имеет вариант набора посевных рабочих органов с трапециевидным катком. При этом, требуемая объемная масса почвы в слое залегания семян 1,1-1,2 г/см³ обеспечивается при удельном давления катка на почву 7-7,5 Н/см².