Сельское хозяйство/2

Сельское хозяйство/2. Механизация сельского хозяйства

К.т.н. Нурушев С.З.

Костанайский государственный университет, Казахстан

Исследование вариантов рабочих органов для послойной обработки пласта многолетних трав

В зоне Северного Казахстана имеется более 30 млн. га естественных пастбищ и около 1,5 млн. га естественных сенокосов, расположенных преимущественно на малопродуктивных (2-3 ц/га) солонцовых землях. Более половины кормов (54,6 %), производимых в Северном Казахстане, получают с пашни, а основным источником их производства являются сеяные многолетние трав [1].

Применяемые в настоящее время технологии распашки пласта многолетних трав, обработки почв, а также земель, подлежащих коренному улучшению, предусматривают раздельное выполнение технологических операций (основная и поверхностная обработки, прикатывание) с использованием однооперационных орудий [2].

Однако раздельное выполнение поверхностной и глубокой безотвальной обработок нежелательно, в связи с тем что около 50 % обработанной за первый площади снимается, переуплотняется и распыляется колесами трактора и опорными элементами орудия при последующем его проходе. Глубокое рыхление почвы по предварительно обработанному фону сопровождается повышенным буксованием трактора.

В результате теоретических исследований предложена конструктивно-технологическая схема комбинированного орудия для послойной обработки почвы, содержащая последовательно расположенные рабочие органы. Плоскорезного типа – для подрезания дернины, сорной растительности и частичного рыхления почвы на глубину 10-16 см; активные – фрезерного типа с горизонтальной или вертикальной осью вращения для тщательной разделки дернины и получения необходимой степени крошения; пассивные – плоскорезного типа для рыхления на глубину до 30-40 см и каток для частичного уплотнения верхнего слоя почвы, придания ему мелкокомковатой структуры, получения выравненной и ветроустойчивой поверхности поля [3].

Цель настоящего исследования – выбор пассивных рабочих органов для рыхления на глубину до 30-40 см и активных – для тщательной разделки дернины до 16 см.

Экспериментальные исследования проведены на средних лугово-степных целинных солонцах. Условия работы характеризовались низкой влажностью и высокой твердостью почвы. Влажность в слое от0 до 50 см изменялась от 9 до10 %, а твердость – от 3 до 7 МПа.

Исследования проведены в два этапа. На первом этапе сравнивались макеты с ротационными рабочими органами с вертикальной осью вращения без глуборыхлительных лап и ротационными рабочими органами с горизонтальной осью вращения с установленными впереди плоскорезными лапами. В обоих вариантах проводилось прикатывание. В первом – гладким, во втором – прутковым катком.

Диаметр вертикального ротора 0,9 м, а ротора с горизонтальной осью вращения – 0,55 м. Установочная глубина для обоих вариантов в среднем 0,16 м, количество ножей на диске z=4.

По степени крошения почвы (уровень 70 %) вариант «плоскорез + фреза с горизонтальной осью вращения» удовлетворяет агротехническим требованиям при скорости движения агрегата до 1,71 м/с, в то время как вертикально-ротационные – при скорости 0,8-0,9 м/с (таблица). Преимущество варианта активных рабочих органов с горизонтальной осью вращения наблюдается и по данным содержания в верхнем слое (0-5 см) эрозионно опасных частиц почвы (ЭОЧ).

Удельная энергоемкость выполнения технологического процесса макетом «плоскорез + фреза с горизонтальной осью вращения + прутковый каток» примерно в 2 раза меньше по сравнению с вариантом «вертикально-ротационные рабочие органы», а поступательная скорость движения агрегата в 2 раза больше. Следовательно, кА по качественным, так и по энергетическим показателям наиболее перспективным является макет орудия, выполненный по схеме «плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + прутковый каток».

На втором этапе исследований были проведены сравнительные испытания вариантов рабочих органов, последовательно установленных на общей раме (вар. 3-б табл.1).

Таблица 1– Качественные и энергетические показатели работы вариантов рабочих органов для послойной обработки почвы

№ варианта	Вариант агрегата	Скорость движения, м/с	Частота вращения фрез барабана nфб, мин	Глубина обработки h, см	Мощность фрезерования N_ф, кВт/м	Тяговая мощность N_T, кВт/м	Суммарная мощность агрегата Na, кВт/м	Удельная работа агрегата га А_уда, Дж/дм³	Степень крошения почвы К, %	Распыление ЭОЧ, %
1	Вертикально-ротационные рабочие органы + каток гладкий	0,79 0,88	269 215	16,6 16,4	37,2 33,7	2,4 2,6	39,6 36,3	30,2 25,2	81,6 86,3	29,7 29,8
2	Плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения каток прутковый	1,24 1,52 1,71	260 262 251	16,3 17,2 15,9	14,5 12,8 16,8	14,9 19,0 22,2	29,4 31,8 39,0	50,7 59,8 57,0	83,4 73,3 71,7	19,9 15,5 11,3
3	Плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + лапы РОН-2,9 + чизели РОН-2,9 + прутковый каток	0,83 0,7	202 177	32,3 32,7	15,0 14,1	33,1 30,1	46,1 44,2	18,4 19,3	72,0 75,5
4	Плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + лапы РОН-2,0 + прутковый каток	1,04 1,19 1,14	235 226 176	30,0 31,0 31,0	13,4 13,2 13,2	35,9 38,7 39,9	49,3 51,9 53,1	15,8 14,1 15,0	77,6 69,0 77,1	16,8 6,4 13,4
5	Плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + стойки СибИМЭ + прутковый каток	1,38	214	34,5	8,3	47,6	55,9	11,7	79,0	23,9
6	Вертикально-ротационные рабочие органы + лапы РОн-2,9 + каток гладкий	0,86	257	30,5	36,8	34,5	71,4	27,2	70,4	28,0

Установочная глубина обработки для всех вариантов составляла 30-34 см. анализ результатов исследований показывает, что по суммарным затратам мощности на выполнение технологического процесса и удельной энергоемкости лучшим является четвертый вариант - «плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + лапы РОН-2,9 + прутковый каток». Конструктивно-технологическая схема орудия (с подрезными лапами СибИМЭ) хотя и имеет наименьшие энергозатраты на послойную обработку почвы, но оказалась неработоспособной ввиду бокового увода орудия.

По степени крошения почвы все варианты удовлетворяют агротехническим требованиям, содержание эрозионно опасных частиц в верхнем слое наименьшее при работе макетов с прутковым катком.

Выводы

По агротехническим и энергетическим показателям работы наиболее эффективна конструктивно-технологическая схема орудия со следующим сочетанием рабочих органов и последовательностью их расположения:

- для поверхностной обработки - «плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + прутковый каток»;

- для послойной обработки - «плоскорезные лапы + фреза с горизонтальной осью вращения + лапы РОН-2,9 + прутковый каток».

Литература:

1. Постоялков К.Д., Кирдяйкин А.Ф. Интенсификация кормопроизводства в Северных областях Казахстана. – Алма-ата: Кайнар, 1982.

2. Михайличенко В.Н., Асанбаев И.К., Кисляков Л.Ф. и др. Возделывание кормовых культур на солонцах (практическое пособие). – Алма-ата: Кайнар, 1984. – с.92.

3. Вервейн К.К., Жуламанов К.Р. Обоснование конструктивно-технологической хемы комбинированного орудия для послойной обработки почвы//совершенствование почвообрабатывающей техники агропромышленного комплекса целинного земледелия. – Алма-ата, 1989. – с.26-30.