CC BY
11ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 005.52.004.12:633.521:631.51:631.313
АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПОД ЛЕН-ДОЛГУНЕЦ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИГОЛЬЧАТЫХ
БОРОН
И.В. Сизов, В.А. Кондрашов
Федеральный научный центр лубяных культур (ФГБНУ ФНЦ ЛК)
Аннотация. От эффективности предпосевной обработки почвы во многом зависит качество производимой продукции. При возделывании льна-долгунца к операциям предъявляются достаточно жесткие требования, что объясняется спецификой этой культуры. Важным критерием выбора машин является их экономическая целесообразность. При обработке почвы под мелкосеменные культуры востребованы комбинированные агрегаты, в состав которых могут входить игольчатые бороны. Эти орудия имеют ряд достоинств, положительно влияющих на качество и энергоемкость рабочего процесса. В настоящее время созданы опытные установки с двумя типами игольчатых рабочих органов - однорядный и двухрядный, которые прошли испытания в полевых условиях. Испытания однорядной бороны показали ее работоспособность и эффективность. Однако, при этом были выявлены и некоторые недостатки конструкции, отразившиеся на качестве выполнения операции. Установлено, что агротехнические показатели заметно улучшаются при увеличении скорости агрегата и числа игл на диске. Двухрядная борона производит рыхление более интенсивно, чем однорядная. Особенность ее конструкции позволяет производить самоочистку дисков с иглами от почвы. Полученные результаты исследований могут быть использованы при создании перспективного комбинированного агрегата.
Ключевые слова: предпосевная обработка, комбинированные агрегаты, игольчатые бороны двух типов, полевые испытания, самоочистка рабочих органов.
Введение. Предпосевная обработка почвы оказывает большое влияние на условия проведения последующих операций - посева и ухода за растениями. От ее эффективности в конечном итоге зависит урожайность и качество производимой продукции. При возделывании
льна-долгунца требования к операциям достаточно жесткие, что объясняется особенностями роста и развития растений этой культуры. По этой причине, при обработке почвы под лен-долгунец важно определиться с перечнем необходимых операций и технических средств для их осуществления. Одним из важных критериев выбора машин и орудий для обработки почвы является их экономическая целесообразность. В настоящее время на данном этапе производства сельхозпродукции большое распространение получили комбинированные агрегаты, способные за один проход выполнять несколько операций. В период препосевной обработки эти технические средства могут быть востребованы для проведения таких процессов, как рыхление, прикатывание, выравнивание поверхности поля, уничтожение почвенной корки. Соответственно комбинированный агрегат может иметь набор различных рабочих органов.
Основная часть. К орудиям, показавшим свою эффективность при обработке почвы под мелкосеменные культуры, следует отнести игольчатые бороны безприводного типа [1, 2]. Их использование позволяет избежать излишнего распыления почвы, а также выполнять операцию на повышенных скоростях. Эти достоинства положительно влияют на качество и энергоемкость рабочего процесса.
В Федеральном научном центре лубяных культур (ФГБНУ ФНЦ ЛК) была проведена большая работа по созданию комбинированного почвообрабатывающего агрегата, в состав которого входила игольчатая борона. Ее рабочие органы состоят (рис. 1) из дисков с иглами, которые закреплены на валу. Вся конструкция бороны свободно вращается в процессе работы при соприкосновении с почвой.
Рисунок 1 - Комбинированный агрегат с игольчатыми дисками
В процессе научной работы были созданы опытные установки с двумя типами рабочих органов для боронования - однорядный и двухрядный.
Полевые испытания однорядной игольчатой бороны показали ее работоспособность и эффективность. Однако, при этом были выявлены и некоторые недостатки конструкции, отразивщиеся на качестве выполнения операции. Конструкция рабочих органов предусматривала исследование различных параметров игольчатых дисков. Так в бороне имелись диски с разным числом игл (12 дисков с общим числом игл - 24 и 4 диска с числом игл - 48), сведенные в батареи по четыре диска в каждой. Помимо этого, в каждой из батарей расстояние между соседними иглами дисков было различным (А = 25, 35, 45, 55 мм).
Полевые испытания однорядной игольчатой бороны выявили зависимость качества работы, как от величин конструктивных параметров, так и от скорости агрегата при выполнении операции. Было установлено, что агротехнические показатели (гребнистость и крошение почвы) заметно улучшаются при увеличении скорости агрегата и числа игл на диске, а также при уменьшении расстояния А. Допустимые показатели (гребнистость - около 15 мм и крошение почвы - около 95%) были получены при значении параметра А = 35 мм и скоростном режиме 3...5 м/с [3, 4], однако при продолжительной работе диски зачастую забивались почвой (рис. 3), что сказывалось на надежности и качестве выполнения рабочего процесса.
Рисунок 2 - Батарея игольчатой бороны, забитая почвой Дальнейшая работа по усовершенствованию конструкции игольчатой бороны была направлена на повышение качества и
надежности выполнения рабочего процесса с учетом всех ранее выявленных недостатков. Двухрядная борона имеет две секции (переднюю и заднюю), конструкции которых аналогичны однорядной машине (рис. 3). Секции соединены цепной передачей и расположены со смещением, т.е. диски расположены не напротив друг друга. В зависимости от передаточного отношения валы с дисками могут врашаться с различными угловыми скоростями. Установка оснащена выравнивающим брусом, по этой причине ее можно считать комбинированным агрегатом.
¡Ян
Рисунок 3 - Опытная установка с двухрядной игольчатой бороной
Исследования показали, что двухрядная борона производит рыхление более интенсивно, чем однорядная. При этом упомянутое расположение дисков позволяет производить их самоочистку от почвы. При проведении опытов, как и в предыдущем случае, было исследовано влияние на процесс следующих параметров: числа игл на диске N = 24, 36, 48 шт.; расстояния между осями батарей (передней и задней) - 460...500 мм; расстояния между соседними иглами дисков А = 35 мм; передаточного отношения цепной передачи - 1,2; 1,3. По результатам опытов были построены зависимости (рис. 4).
Лучшие показатели гребнистости (менее 20 мм) и крошения (выше 90%) получены при числе игл на диске, равном 24 шт. при рабочей скорости агрегата от 3 м/с и выше, что позволяет принять их для использования в конструкциях игольчатых борон [5].
Следует отметить, что при испытаниях двухрядной игольчатой бороны диапазон исследуемых параметров и условий работы был гораздо шире, чем при разработке однорядной машины. Например, было выявлено, что диски с 48-ю иглами более интенсивно рыхлят
почву, но более склонны к залипанию. Причем проявление этого недостатка могло зависеть как от влажности обрабатываемой почвы, так и от ее типа.
ю <и а.
2,5 3 3,5 4 4,5 Скорость агрегата VI«, м/с
а)
100
95
90
85
2,5 3 3,5 4 4,5
Скорость агрегата V«, м/с
б)
а) гребнистость:число игл N на диске: — .--N = 24;---N =
36;--N = 48; б) - крошение: число игл N на диске: — .--N =
24;---N = 36; ■
■ - N = 48
Рисунок 4 - Зависимость агротехнических показателей от скорости
агрегата
Заключение. Таким образом, двухрядная игольчатая борона показала более высокую эффективность работы по сравнению с однорядной машиной, а ее испытания позволили получить более точные рациональные параметры рабочих органов. Полученные результаты начных исследований могут быть использованы при
5
5
создании перспективного агрегата для предпосевной обработки почвы.
Список использованных источников:
1. Сизов И.В., Кондрашов В.А. Анализ конструкционных особенностей безприводных ротационных рабочих органов для рыхления почвы: мат. Междунар. науч.-практ. конф. ФГБНУ ВНИИМЛ, г. Тверь, 18 мая 2017 г. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2017. - С. 191-197.
2. Сизов И.В., Кондрашов В.А. Инновационная игольчатая борона для поверхностной обработки почвы под лен-долгунец // Конкурентоспособность и инновационная активность регионов: сб. науч. тр. по матер. Междунар. науч.-практ. конф. 6-8 февраля 2018 г. -Тверь, 2018. - С. 216-218.
3. Сизов И.В. Оптимизация параметров и режимов работы игольчатой бороны // Агротехника и энергообеспечение. - 2018. - №3. - С. 84-90.
4. Ковалев М.М., Кондрашов В.А., Сизов И.В., Перов Г.А. Обоснование расстановки дисков в игольчатой бороне // Наука в Центральной России. - 2018. - №4. - С. 33-43.
5. ГОСТ 33687-2015. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2016. - 41 с.
Иван Валентинович Сизов, кандидат технических наук ivan.sizov. 1976@mail. ru Виктор Анатольевич Кондрашов, vik3153@ yandex. ru Россия, Тверь, Федеральный научный центр лубяных культур (ФГБНУ
ФНЦ ЛК)
ANALYSIS OF THE QUALITY OF SOIL PROCESSING UNDER THE FIBER FLAX WHEN USING NEEDLE HARROWS
Sizov I.V., Kondrashov V. A.
Abstract. The quality of the products depends largely on the efficiency of pre-sowing tillage. In the cultivation of flax operations are quite stringent requirements, due to the specifics of this culture. An important criterion for the choice of machines is their economic feasibility. When processing the soil for small-seed crops in demand combined units, which may include needle harrows. These tools have a number of
advantages that positively affect the quality and energy intensity of the working process. Currently, pilot plants with two types of needle working bodies-single - row and double-row, which have been tested in the field, have been created. Tests single-row harrow showed its performance and efficiency. However, at the same time, some design flaws were revealed, which affected the quality of the operation. It is established that agricultural indicators are markedly improved with increasing the speed of the unit and the number of needles on the disk. Double-row harrow produces loosening more intensively than single-row. The peculiarity of its design allows for self-cleaning of disks with needles from the soil. The obtained results can be used to create a promising combined unit.
Keywords: preseeding treatment, combined units, needle harrows of two types, field tests, self-cleaning of working bodies
Sizov I.V., Candidate of Technical Sciences, ivan.sizov.1976@mail. ru
Kondrashov V. A., vik3153@yandex. ru Russia, Tver, Federal Research Center for Bast Fiber Crops (CBFC)
