CC BY
12
Рис. 4 - Предлагаемая конструкция зуба ротационной бороны
углом а, не превышающим величину угла трения стали о почву. Стержень иглы с определённым натягом запрессовывается во втулку, скреплённую с диском. У периферии диска каждая игла зафиксирована, например, сваркой.
Преимуществами предлагаемой конструкции являются снижение энергоёмкости обработки почвы и упрощение конструкции рабочего органа. Они достигаются тем, что у ротационного рабочего органа почвообрабатывающего орудия, содержащего диск с размещёнными на нём иглами, выполненными из пружинной стали, согласно изобретению конец каждой иглы снабжён косым срезом под углом а, не превышающим величины угла трения стали о почву, а стержень иглы запрессован во
втулку, закреплённую на диске, и фиксирован на его периферии, при этом игла имеет длину, обеспечивающую показатель кинематического режима в интервале 0,66 - 1,0.
Выводы. В результате полученных результатов интервал показателя кинематического режима, по нашим исследованиям, составил 0,66 - 1,0. Показатель кинематического режима - это отношение окружной скорости рабочего органа (диска) в м/с к поступательной скорости агрегата в м/с. От данного показателя зависит качество крошения почвы, вы-ровненность дна борозды и затраты энергии на эту операцию. Длина иглы определяет диаметр диска, а последний - величину его окружной скорости.
Литература
1. Типовые технологические карты выделывания и уборки зерновых колосовых культур / Пилюгин Л.М. и др. Утверждено зам. министра сельского хозяйства СССР Н.А. Столбушки-ным 21.04.1983 г. М., 1984.
2. Maslov G.G. Parameters optimization for multifunctional aggregates in plant growing mechanization // Maslov G.G., Trubilin E.I., Truflyak E.V. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. T. 7. № 3. C. 1919 - 1926.
3. Системы земледелия Ставрополья: монография / под общ. ред. акад. РАН, РАСХН А.А. Жученко; чл.-кор. РАСХН В.И. Трухачева. Ставрополь: АГРУС, 2011. 844 с.
4. Сергунцов А.С., Хейфец А.Б. Совершенствование технологий пожнивной обработки стерни многоцелевым агрегатом // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 4. С. 20 — 25.
5. Почвообрабатывающая техника для ресурсо- и энергосберегающих технологий STRIEGEL / [email protected].
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. 416 с.
7. Система земледелия Краснодарского края на агроландшафт-ной основе. Краснодар, 2015. 352 с.
8. Пат. RUS 2629265. Агрегат для обработки почвы с внесением удобрений / Опубл. 28.08.2017 / Маслов Г.Г., Сергунцов А.С.
9. Исходные требования на базовые машинные технологические операции в растениеводстве. Москва, 2005. С. 30
Анализ сошников отечественных сеялок для ресурсосберегающей технологии
ЕВ Припоров, к.т.н., ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ
Авторами предложено техническое решение центробежного распределителя минеральных удо -брений, позволяющее снизить неравномерность рассева и повысить эффективность от внесения [1, 2]. Качественную заделку удобрений выполняют дисковые орудия, как показал обзор конструкций [3]. Этот комплекс работ позволяет существенно повысить плодородие почвы. Посев зерновых по ресурсосберегающей технологии, как показал анализ конструкций, обеспечивает долотообразный сошник сеялки Condor фирмы Amazone [4].
Известно, что посев зерновых проводится по двум технологиям: традиционная технология подготовки почвы и ресурсосберегающая. Традиционная технология подготовки почвы к посеву предусматривает вспашку и последующую поверхностную обработку почвы. Вспашка прово-
дится с целью заделки растительных остатков, удобрений и снижения плотности почвы, что позволяет обеспечить доступ кислорода воздуха и воды в нижние слои горизонта. Поверхностная обработка почвы проводится с целью создания мелкокомковатой структуры, отвечающей требованиям к агротехническому фону по ГОСТу 26711 «Сеялки тракторные. Общие технические требования». Предпосевная обработка почвы должна измельчить почву до размера комьев не более 10 мм, а максимальный не должен превышать 30 мм [5]. Предпосевная обработка почвы имеет цель создать благоприятные условия для заделки семян на требуемую глубину, что обеспечит последующее их прорастание.
Цель исследования - провести анализ конструкций сошников зерновых сеялок по ресурсосберегающей технологии посева с позиции энергосбережения.
Материал и методы исследования. Известно, что основной элемент ресурсосбережения - замена основной обработки почвы поверхностной на глубину несколько большую, чем глубина заделки семян. Эта технология имеет две разновидности: технология прямого посева по стерне No-till и технология минимальной поверхностной обработки почвы Mini-till. Отсутствие вспашки в ресурсосберегающей технологии является основной причиной увеличения плотности почвы, что приводит к самовыглублению рабочих органов посевных комплексов. Обеспечить необходимую глубину посева в процессе движения агрегата призвано устройство, обеспечивающее перенос веса машины на рабочие органы.
Для каждой из технологий используются различные типы рабочих органов, которые готовят почву к посеву, обеспечивают заделку семян и удобрений и прикатывают почву. Сравнительная оценка различных типов рабочих органов по ресурсосберегающей технологии проводится по значению показателя «Потребная мощность двигателя трактора на метр рабочей ширины захвата» и «Потребная мощность двигателя трактора на рабочий орган». Значение этих показателей определяется по данным технической характеристики завода. Из технической характеристики зерновых сеялок определялись следующие показатели - среднее значение потребной мощности двигателя трактора для агрегатирования, общее количество сошников (рабочих органов), рабочая ширина захвата.
Результаты исследования. Посев зерновых по технологии No-till проводят сошники, которые за один проход обеспечивают нарезку борозд, посев и прикатывание почвы. Анализ конструкций сошников отечественных сеялок свидетельствует, что посев по технологии No-till выполняют три типа сошников: дисковый, долотообразный и культиваторная лапа. Основное достоинство дисковых сошников - высокая режущая способность толстых стеблей кукурузы, подсолнечника и крупных комьев почвы. Дисковый и долотообразный сошник зерновой сеялки проводит рядовой посев, а лаповый сошник - ленточный посев шириной полосы до 18 см.
Зерновая сеялка прямого посева «Берегиня» оснащена двухдисковым сошником со смещением дисков друг относительно друга. Ширина междурядья посевного агрегата «Берегиня» составляет у разных моделей 17,5, 21,0 и 25 см с рабочей шириной захвата от 3,91 до 6,65 м. Величина давления на диск для разных моделей изменяется от 50 до 250 кг в зависимости от массы посевного агрегата. Рекомендуемая скорость движения агрегата - до 9 км/ч, потребная мощность двигателя трактора, в зависимости от рабочей ширины захвата, составляет от 80 до 320 л.с.
Посевной комплекс ПК «Кузбасс-А» оснащён долотообразным сошником и проводит посев по стерне. Ширина междурядья посевного комплекса составляет 25,4 см, рекомендуемая скорость движения - до 10 км/ч, рабочая ширина захвата - 10,6 и 12,2 м, потребная мощность двигателя трактора для агрегатирования составляет 270 и 300 л.с. соответственно.
Посевной комплекс ПК «Кузбасс-Тайдон» проводит рядовой посев анкерным сошником по технологии No-till с шириной междурядья 25,4 см. Конструктивные параметры: рабочая ширина захвата - 5,1 и 10,2 м, величина потребной мощности двигателя трактора - 180 и 300 л.с. соответственно.
Посевной комплекс AGRATOR оснащён куль-тиваторными лапами, которые за один проход посевной выполняют весь комплекс работ по подготовке к посеву и последующий посев шириной 12 - 15 см. Посевной комплекс AGRATOR выпускается с рабочей шириной захвата от 3,4 до 6,0 м, потребная мощность двигателя трактора изменяется от 80 до 175 л.с.
Сравнительные показатели зерновых сеялок для посева по технологии No-till с рабочей шириной захвата до 5,0 м представлены в таблице 1.
Анализируя сравнительные показатели зерновых сеялок для посева по технологии No-till, следует отметить, что минимальное значение потребной мощности на сошник имеет сеялка АП-421 «Берегиня» и составляет 5,57 л.с./сошник. Минимальное значение показателя «Потребная мощность двигателя трактора на метр рабочей ширины захвата»
1. Сравнительные показатели зерновых сеялок для посева по технологии No-till с рабочей шириной захвата до 5,0 м
Марка сеялки Тип сошника Рабочая ширина захвата, м Способ посева Потребная мощность на метр рабочей ширины захвата, л.с./м Потребная мощность трактора на сошник, л.с.
ПК-4,8 «Кузбасс» стрельчатая лапа 4,8 ленточный, 15- 18 см 33,33 10,31
AGRATOR 4800M стрельчатая лапа 4,8 ленточный, 12- 15 см 25,0 7,5
ПК-5,1 «Кузбасс-Тайдон» долото 5,1 рядовой 35,29 9,0
АП-421 «Берегиня» двухдисковый сошник со смещением дисков 4,55 рядовой 32,22 5,57
имеет сеялка AGRATOR 4800M, оснащённая куль-тиваторной лапой, равное 25,0 л.с./м.
Посев по технологии Mini-till, как показал анализ конструкций отечественных сеялок, выполняют агрегаты, оснащённые комбинированными рабочими органами. В процессе движения готовится почва к посеву, а следом движется сошник, который высевает семена и удобрения на требуемую глубину. Подготовку почвы к посеву выполняют три типа рабочих органов: дисковый нож, сферический диск или культиваторная лапа. Способ посева по технологии - рядовой или ленточный в зависимости от типа сошника. Рядовой посев выполняет двухдисковый сошник со смещением дисков друг относительно друга. Ленточный посев по технологии Mini-till проводится под культиваторную лапу.
Посевной комплекс «Томь» имеет дисковый нож и двухдисковый сошник. Величина давления на дисковый нож составляет до 200 кг. Дисковый нож образует борозду, по которой движется дисковый сошник, размещая семена и удобрения на заданной глубине. Прикатывающий каток обеспечивает контакт семян с почвой. Основные параметры комплекса: рабочая шириной захвата - 5,1, 6,3, 10,6 и 12,5 м, потребная мощность трактора для агрегатирования зависит от рабочей ширины захвата - от 130 до 350 л.с., ширина междурядья -19 см, рабочая скорость движения - до 13 км/ч.
Посевной комплекс ПК «Кузбасс-Т» оснащён культиваторной лапой, по следу которой движется двухдисковый сошник. За один проход агрегат проводит предпосевную культивацию, внесение минеральных удобрений и высев семян, боронование, прикатывание и выравнивание почвы. Основные параметры посевного комплекса по технологии Mini-till: рабочая ширина захвата -от 6,1 до 12,2 м, ширина междурядья - 19,0 см, ширина междурядья сплошной культивации - 30,0 см, рекомендуемая рабочая скорость движения - не более 13,0 км/ч, потребная мощность двигателя трактора - от 230 до 350 л. с., в зависимости от рабочей ширины захвата.
Зерновая сеялка «ДОНЭЙР-Мини-тилл» оснащена дисковым ножом и двухдисковым сошником. Сеялка проводит рядовой посев с шириной междурядья 19 см, рабочая ширина захвата - от 4,6 м до 12,5 м. Потребная мощность двигателя трактора при посеве по технологии Mini-till - от 130 до 350 л.с., в зависимости от рабочей ширины захвата. При посеве по технологии No-till потребная мощность составляет от 140 до 405 л.с.
Дискокультиваторный агрегат AGRATOR DK оснащён комбинированными рабочими органами: сферические диски, пружинная борона, культиваторная лапа. За один проход агрегат проводит основную обработку почвы на глубину до 15 см, боронование, предпосевную обработку почвы, посев и последующее прикатывание. Технические параметры дискокультиваторного агрегата: рабочая ширина захвата - от 2,4 до 9,8 м, потребная мощность двигателя трактора - от 120 до 370 л.с.
Зерновая сеялка «Дон-125» оснащена рабочими органами: дисковый нож Dura-Fluted и двухдисковый сошник. Технические параметры: ширина междурядья - 25 см, рабочая ширина захвата - 5,25 м, потребная мощность двигателя трактора - до 145 л. с.
Для сравнительной оценки затрат энергии на проведение посева по технологии Mini-till проведён сбор исходных данных посевных агрегатов с рабочей шириной захвата до 5,0 м и размещён в таблице 2.
Анализ сравнительных показателей зерновых сеялок для посева по технологии Mini-till свидетельствует, что посевной комплекс ПК-6,1 «Кузбасс-Т» имеет наименьшее значение потребной мощности двигателя трактора на рабочий орган - 4,2 л.с.
Наименьшее значение показателя «Потребная мощность двигателя трактора на метр ширины захвата» имеет зерновая сеялка «Дон-125», равное 24,76 л.с / м.
Наибольшее значение показателя «Потребная мощность двигателя трактора на метр рабочей ширины захвата» имеет ПК-6,1 «Кузбасс-Т» -37,7 л.с/м.
2. Сравнительные показатели зерновых сеялок по технологии Mini-till
Марка сеялки Рабочая ширина захвата, м Рабочий орган сеялки Способ посева Потребная мощность двигателя трактора на метр ширины захвата, л. с. Потребная мощность двигателя трактора на рабочий орган, л.с.
ПК-5,1Б «Томь » 5,1 дисковый нож и двухдисковый сошник рядовой 28,41 5,37
ПК -6,1 «Кузбасс-Т» 6,1 культиваторная лапа и двухдисковый сошник рядовой 37,7 4,5
ДОНЭИР МТЛ 513/28V4 (19) 5,3 дисковый нож и двухдисковый сошник рядовой 26,41 5,41
AGRATOR DK-5400 5,4 сферический диск и культиваторная лапа ленточный полосовой, 12- 15 см 37,0 9,6
Механическая зерновая сеялка «Дон-125» 5,25 дисковый нож Dura-Fluted и двухдисковый сошник рядовой 24,76 5,2
Выводы:
- посев зерновых по ресурсосберегающей технологии имеет две разновидности: технология прямого посева по стерне No-till и технология минимальной поверхностной обработки Mini-till. Способ посева по технологиям - рядовой и разбросной ленточный с шириной до 18 см;
- разновидности сошников зерновых сеялок для рядового посева по технологии No-till: двухдисковый сошник со смещением дисков друг относительно друга и долотообразный. Ленточный посев по технологии No-till выполняет зерновая сеялка под культиваторную лапу;
- рядовой посев по технологии МтьШ1 выполняет зерновая сеялка, оснащённая комбинированным рабочим органом. Предпосевную обработку проводит дисковый нож или культиваторная лапа, а посев - двухдисковый сошник по следу рабочего органа для поверхностной обработки почвы. Ленточный посев по технологии МтьШ1 выполняет комбинированный рабочий орган. Предпосевная обработка выполняется сферическим диском, а посев - под культиваторную лапу;
- рядовые сеялки по технологии МтьШ1 требуют меньшей потребной мощности двигателя трактора для агрегатирования, чем сеялки для ленточного разбросного посева с примерно одинаковой рабочей шириной захвата. Зерновая сеялка «Дон-125» рядового посева по технологии МЫ-Ш1 имеет меньшее значение показателя «Потребная мощность двигателя трактора на метр ширины захвата», равное 24,76 л.с. по сравнению со значением этого показателя для зерновых сеялок по технологии МЫ-Ш1. Посевной комплекс ПК-6,1 «Кузбасс-Т» рядового посева имеет меньшее значение показателя «Потребная мощность двига-
теля трактора на рабочий орган», равное 4,5 л.с. по сравнению с величиной этого показателя для зерновых сеялок с примерно одинаковой рабочей шириной захвата;
- значение показателя «Потребная мощность двигателя на метр ширины захвата», равное 25,0 л.с., имеет посевной комплекс AGRATOR 4800M оснащённый культиваторной лапой и выполняющий разбросной ленточный посев шириной 12 - 15 см по технологии No-till. Величина показателя имеет минимальное значение по сравнению со значением этого показателя для аналогичных посевных агрегатов, имеющих примерно одинаковую рабочую ширину захвата - около 5 м. Величина показателя «Потребная мощность двигателя трактора на сошник» составляет 5,57 л.с. у посевного агрегата АП-421 «Берегиня», оснащённого двухдисковым сошником со смещением дисков друг относительно друга. Величина показателя имеет минимальное значение по сравнению с сеялками с примерно одинаковой рабочей шириной захвата - до 5 м.
Литература
1. Пат. RUS 2177216. Устройство для поверхностного рассева минеральных удобрений и других сыпучих материалов / Якимов Ю.И., Иванов В.П., Припоров Е.В., Заярский В.П., Волков Г.И., Селивановский О.Б. заяв. 14.03.2000.
2. Пат. RUS 2177217 Центробежный рабочий орган для рассева сыпучего материала / Якимов Ю.И., Припоров Е.В., Иванов В.П., Заярский В.П., Волков Г.И., Селивановский О.Б., заяв. 14.03.2000.
3. Припоров Е.В., Юдт В.Ю. Анализ дисковых орудий с четырёхрядным расположением сферических дисков // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 118. С. 1413 - 1427.
4. Припоров Е.В. Сошники зерновых сеялок ресурсосберегающих технологий // Связь теории и практики научных исследований: сб. ст. междунар. науч.-практич. конф. 2016. С. 63 - 66.
5. ГОСТ 26711-89 Сеялки тракторные. Общие технические требования. [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd. ru/document/1200023817.
Система слежения и регулирования глубины хода рабочих органов культиваторов
С.Н. Кокошин, к.т.н, В.И. Ташланов, магистр, ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья
Обработка почвы - одна из наиболее важных и затратных технологических операций в процессе возделывания зерновых культур. Культиватор, как основной объект данной операции, может использоваться для основной и предпосевной обработки почвы. Но необходимо учесть, что при увеличении глубины обработки возрастает и сила сопротивления почвы, которая влияет на тяговое сопротивление агрегата, автоколебания упругих стоек и равномерность хода культиваторной лапы на установленной глубине. При предпосевной обработке культивация создаёт оптимальные условия для прорастания семян: структуру и строение
почвенного слоя, тепловой, водный, воздушный режимы, а также формирует посевное ложе [1]. К основным задачам культивации относится и борьба с сорняками, корни которых находятся в обрабатываемом слое и должны разрушаться под действием культиваторной лапы [2].
Одним из критериев, ограничивающим применение культиватора на почвах различного типа, является изгибная жёсткость стойки лапы [3]. Применение рабочих органов с недостаточной жёсткостью приводит к поломке и необходимости замены стойки, и, наоборот, избыточная жёсткость увеличивает тяговое сопротивление агрегата и энергоёмкость операции [4]. С учётом того что в структуре одного поля встречаются почвы с различными физико-механическими свойствами, переменная
