к.т.н. Н.В. Хитрова, к.т.н. И.Ю.Тюрин

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова», Россия

Средства погрузки непрерывного действия для работ с плотными слежавшимися сельскохозяйственными грузами.

Для обеспечения населения экологически чистой продукцией и охраны окружающей среды важно использовать качественные органические удобрения. Натуральные органические удобрения это удобрения животного и растительного происхождения. В зависимости от происхождения органические удобрения различным образом воздействуют на почву: животные оказывают большее влияние на ее химический состав, а растительные — на физические качества почвы. Сочетая положительные свойства можно комбинировать несколько видов органических удобрений. Все органические удобрения являются полными: содержат азот, фосфор, калий, множество микроэлементов, витаминов и гормонов в доступной для растений форме.

В Российской Федерации среди органических удобрений животного происхождения ведущее место занимает навоз.

Навоз крупного рогатого скота (КРС), а именно коровий навоз, обладает более плотной, чем у конского навоза, структурой и характеризуется значительно более медленной стадией разложения с меньшим выделением тепла.[1]Частота внесения навоза КРС зависит от структуры почвы: на тяжелых, уплотненных и сырых почвах его рекомендуется вносить раз в 3-4 года, так как процесс разложения идет медленно, на средних почвах — раз в 3 года, заделывая неглубоко. На легких почвах, где разложение происходит быстро, и также быстро уходят в глубинные слои почвы питательные вещества, коровий навоз следует вносить с периодичностью раз в 2 года и с достаточной глубиной заделки.[1]

Готовый к внесению в почву полуперевший навоз представляет неоднородную массу: солома приобретает темно-коричневый цвет, становится хрупкой, легко разрывается. У навоза в такой стадии разложения семена сорняков в значительной степени теряют всхожесть.

Для получения полуперепревшего навоза используется рыхло-плотный (холодный) способ, получивший наибольшее распространение. Основный принцип рыхло-плотного хранения заключается в следующем: вывезенный с фермы навоз укладывают в штабель рыхлым слоем высотой 1 м и укрывают соломой и торфом. Через несколько дней температура внутри штабеля поднимается до 60-70°. Затем штабель уплотняют, температура внутри навоза снижается до 30-35°. Поверх этого слоя укладывают новый слой рыхлого навоза, который так же уплотняют и так далее, до высоты штабеля 3-4 м. Уплотненный последний слой навоза укрывается сверху слоем торфа и почвы. Такой способ укладки позволяет свести к минимуму потери азота и предотвратить промерзание. Навоз созревает от 4 до 8 месяцев. Рыхло-плотное хранение дает полуперепревший навоз. Потери органического вещества при таком хранении не превышают 25%, азота – не больше 15%.

Вместе с высокой экономической эффективностью использования полуперепревшего навоза известны проблемные моменты процесса: большое количество необходимых технических средств и обслуживающего персонала для подготовки органического удобрения для внесения на поля.

Как известно, средства погрузки делятся на машины непрерывного и периодического действия. Технология погрузки, а также воздействия погрузчиков периодического и непрерывного действия на различные грузы имеют свои особенности. Результатом погрузки машин периодического действия является крупнокусковая, мало потревоженная масса груза. В кузове навозоразбрасывателя груз располагается неравномерно (пиками и впадинами) и в таком виде подается к распределяющим органам. Перед измельчающими барабанами периодически образуется неустойчивый бугор, который обваливаясь, резко увеличивает на них нагрузку. Такое явление приводит к изменению нормы внесения удобрений.

Погрузчики непрерывного действия исключают возможность образования монолитов, так как рабочие органы оснащены разнообразными режущими элементами. Как показывает опыт, при работе с органическими удобрениями наиболее эффективно использовать погрузчики непрерывного действия. Присущая им высокая производительность, самозабор груза, маневренность, мобильность позволяют выполнять большой объем погрузочно-разгрузочных работ в короткие сроки.

Анализируя особенности процесса работы машин периодического и непрерывного действия можно сделать вывод, что самыми сложными процессами при работе с полуперепревшим навозом является: сложность внедрение рабочего органа и отделение порции груза от основного массива, затруднено дополнительное измельчение.

Для решения этой проблемы можно предложить конструкцию питателя для погрузчика непрерывного действия, обеспечивающего одновременно две функции: забор органического удобрения и его дополнительное измельчение (патент № 2083463)

Забранный питателем груз, перемещается на подъемный, а затем на отгрузочный транспортеры и перемещается в транспортное средство. Производительность погрузчика, его размеры и другие параметры, определяются общим объемом работ. В зависимости от плотности органического удобрения агрегат может быть выполнен на базе тракторов тягового класса 1.4 или на более мощном энергетическом средстве.

Конструкция питателя состоит из вала 1, на котором закреплены кронштейны 2 с винтовой лентой 3 (рис 1.).

Рис. 1. Схема рабочего органа (питателя)

1 – вал, 2 – кронштейны, 3 –винтовая лента,

4 – обойма, 5 – стойка, 6 – режущие зубья

На валу 1 установлены обоймы 4, в которых крепятся стойки 5. К стойкам 5 крепятся режущие зубья 6. Причем, обоймы 4 установлены на валу 1 таким образом, что закрепленные на стойках 5 режущие зубья 6 условно повторяют с некоторым опережением винтовую линию ленты, а длина стоек обеспечивает выступание режущих зубьев 6 за наружную кромку шнека. Крепление стоек 5 с зубьями 6 в обоймах 4 обеспечивает их быструю смену в случае поломки зубьев.

Питатель работает следующим образом.

При поступательном движении агрегата питатель внедряется в груз. При вращении вала 1 во взаимодействие с грузом сначала вступают режущие зубья 6, которые разрушают внутренние связи в крупнокусковом материале и отделяют части груза от основного массива. Затем в работу вступает винтовая лента 3, которая захватывает отделенные зубьями 6 части груза и перемещает их к месту разгрузки питателя. Поскольку зубья расположены отдельно, с опережением по отношению к винтовой ленте и повторением винтовой линии последней, то к моменту вступления в работу данного участка винтовой поверхности связи в грузе уже разрушены зубьями. Транспортирование осуществляется без помех от зубьев и стоек, так как они установлены с опережением и повторением винтовой линии ленты. За счет этого обеспечивается надежное разрушение груза, отделением его частиц и последующее оптимальное транспортирование.

В качестве перспективной конструкции такой питатель может быть установлен как рабочий орган навозоразбрасывателя. В этом случае его задача - дополнительное измельчение органических удобрений перед внесением на поверхность поля.

ЛИТЕРАТУРА

1. http://www.medn.ru/rasteniy/obshhie-svedeniya-o-rasteniyax/organicheskieud/

2. Н.В. Хитрова, И.Ю. Тюрин. Эффективный рабочий орган (питатель) погрузчика непрерывного действия для работ с плотными слежавшимися сельскохозяйственными грузами / Актуальные проблемы агроинженерии и их инновационные решения. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции, посвященной юбилею специальных кафедр инженерного факультета (60 лет кафедрам «Эксплуатация машинно-тракторного парка», «Технология металлов и ремонт машин», «Сельскохозяйственные, дорожные и специальные машины», 50 лет кафедре «Механизация животноводства») – Рязань: ФГБОУ ВПО РГАТУ, 2013, с.165-167.