CC BY
19
МЕХАНИЗАЦИЯ УБОРКИ ПОЛУСКРЫТЫХ КАМНЕЙ НА ГОРНЫХ СЕНОКОСАХ
Маркарян Степа Енокович
д-р техн. наук, Национальный аграрный университет Армении,
0009, РА, г. Ереван, улица Теряна, 74 E-mail: S-hakobvan@inbox.ru
Маркарян Армен Степанович
д-р техн. наук, Национальный аграрный университет Армении,
0009, РА, г. Ереван, улица Теряна, 74 E-mail: S-hakobvan@inbox.ru
MECAHANIZATION OF COLLECTION OF SEMI-SPARK STONES ON MOUNTAIN SEENOCKS
Stepa Markaryan
Doctor of Technical Sciences, National Agrarian University of Armenia 0009, Repablik of Armenia, Erevan, Teryan st. 74
Armen Markaryan
Doctor of Technical Sciences, National Agrarian University of Armenia 0009, Repablik of Armenia, Erevan, Teryan st. 74
АННОТАЦИЯ
Для извлечения полускрытых камней из горных сенокосов и создания хороших условий для работы сеноуборочных машин, использованы старые мелиоративные машины трех типов. После обработки статистических данных построены соответствующие графики эксплуатационной надежности для выбора сравнительно наилучшего и совершенствованного корчевателя-собирателя. Сделаны полезные научно-практические предложения.
ABSTRACT
Old reclamation machines of three types are used good conditions for the semi-hidden stones of extraction from mountain hayfields and creation for hay harvesting.
After the processing of statistical data, the corresponding operational reliability schedules were constructed to select the comparatively best and most advanced rooting collector. Useful scientific and practical suggestions were made.
Ключевые слова: сенокос, камень, машина.
Keywords: haymaking, stonework, car.
Природные кормовые угодья Армянской Республики еще с давних времен были основной базой кормодобывания для сельскохозяйственных животных. Более 50 % сена для стойлового содержания скота добывается с природных сенокосов, а подножный корм скот добывает за весь пастбищный сезон из природных пастбищ. Достаточно сказать, что фермеры в течении пастбищного периода почти без подкормки животных получают более 65 % годового надоя молока и 75 % годовой продукции мяса [1]. Несмотря на это многовековое нерациональное использование, отсутствие ухода и мероприятий по улучшению сенокосов и пастбищ лишили эти угодья былого пышного травостоя.
Около 600 тыс. га кормовых угодий покрыто поверхностными и полускрытыми камнями. Характер засоренности камнями кормовых площадей представляет собой разнообразную картину, местами
наблюдаются выходы материнских пород, как отдельными выступами, так и групповыми, часто занимающими на отдельных площадях до 30 - 40 % поверхности территории. В других случаях засоренность выражена скрытыми и полускрытыми камнями, не имеющими отношения к материнской породе. Большей частью встречаются камни непосредственно разбросанные на поверхности.
Путем одной только очистки от камней можно увеличить полезную площадь пастбищ на 10-20% и более, и значительно повысить их продуктивность.
Полускрытые камни не только засоряют сенокосы и пастбища, но и препятствуют работе машин, выполняющих очередные операции улучшения, а также в дальнейшем по заготовке кормов на сенокосах.
Для выкорчевки полускрытых камней испытыва-лись старые мелиоративные машины, которые в свое время нашли широкое применение в мелиоративных
Бибилографическое описание: Маркарян С.Е., Маркарян А.С. Механизация уборки полускрытых камней на горных сенокосах // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2017. № 12(45. URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5350
отрядах и станциях: корчеватель-собиратель Д-513А, корчеватель-бульдозер-погрузчик КБП-2 и рыхлитель-корчеватель КУМС-1ООВ (рис. 1).
б
Рисунок 1. Процесс извлечения полускрытых камней: а- корчеватель-собиратель Д-513А, б- корчеватель-бульдозер-погрузчик КБП-2, в- рыхлитель-корчеватель КУМС-100В
С целью использования корчевателя-собирателя Д-513А для извлечения полускрытых камней были сняты боковые зубья и оставлены только средние два зуба (рис. 1а). Это способствовало уменьшению порчи дернины и повышению маневренности рабочих органов при работе.
Корчеватель-собиратель Д-513А при выкорчевке камней повреждает дернину на площади, в 2,4 - 5,6 раза большей средней площади камня. Повреждение дернины вызывается также буксованием трактора при выкорчевке трудно корчуемых камней. Из-за неудовлетворительной обозреваемости поля и рабочего органа последний часто углубляется в почву на большом расстоянии до камня, или камень вообще остается вне зоны действия рабочего органа. И в том, и в другом случаях дернина повреждалась намного больше допустимого предела (рис. 1а).
Недостатком корчевателей является то, что подход их к извлекаемому камню осуществляется при заглубленных в почву зубьях, которые, разрушая дернину, способствуют возникновению эррозии.
При работе корчевателя-бульдозера-погрузчика КБП-2 также наблюдалось повреждение дернины, причинами чего являлись как плохая обозреваемость поля и рабочего органа, так и сравнительно большая ширина захвата.
Дернина повреждалась также при захвате камня зубьями. Площадь поврежденной дернины при корчевке в 6,4 - 47,9 раза превышает среднюю площадь корчуемого камня (рис. 1б).
Рыхлитель-корчеватель КУМС-100В предназначен в основном для рыхления каменистых земель, а также извлечения полускрытых и скрытых камней. При подходе рабочего органа к камню тракторист в зависимости от величины камня опускает его приблизительно на 1- 1,5 м ближе, рабочий орган заглубляется в почву и, упираясь в камень, извлекает его (рис. 1в). Однако во многих случаях рабочий орган при этом скользит по камню (т.к. имеет один зуб) и выходит из почвы без камня. Тогда тракторист повторяет весь процесс и пытается рабочим органом захватить камень, но это получается все труднее, так как рабочий орган в первом подходе уже открыл для себя
малосопротивляемый путь и снова без камня выходит из почвы. Площадь поврежденной дернины при корчевке таким корчевателем в 4,7 - 15,3 раза превышает среднюю площадь корчуемого камня.
При выкорчевке камней дернина деформировалась вследствии давления гусениц тракторов. Деформацию дернины измеряли три раза: непосредственно после выкорчевки камней, через 10 дней и через 30 дней.
При первом измерении глубина следа гусениц тракторов составила 2,7 - 6,2 см, через 10 дней- 0 - 3,3 см, а через 30 дней деформация дернины в основном восстанавливалась или составляла- 0 - 1,6 см. Таким образом, деформация дернины вследствии давления гусениц быстро восстанавливается и не влияет на качество работы этих агрегатов.
Глубина повреждения дернины у корчевателя-собирателя Д-513А составила 16,3 - 38,8 см в зависимости от размеров камней, у корчевателя-бульдозера-погрузчика КБП-2- 12,5 - 40 см, а у рыхлителя-корчевателя КУМС-100В- 15,3 - 48 см.
После обработки опытных данных получены следующие коэффициенты качественной оценки работы различных рабочих органов для извлечения полускрытых камней: для корчевателя-собирателя Д-513А- 0,18, для корчевателя-бульдозера-погрузчика КБП-2- 0,09, для рыхлителя-корчевателя КУМС-100В- 0,12.
Сведения о влиянии толщины повреждения корневой системы на жизнедеятельность растения в литературе не приведены. Для этой цели два года на разных участках сенокосов и пастбищ Гегамского хребта металлическим инструментом повреждали дернину на разные глубины и следили, где и как восстанавливается зеленый покров и как образуются очаги эрозии. Получили следующие результаты: райграс пастбищный погибает, когда корневая система повреждается на глубине 3 - 4 см, тимофеевка луговая и костер безостый- на глубине 4 - 5 см, пырей ползучий-на глубине 10 - 20 см, люцерна синяя- 5 - 10 см, клевер белый- 4 -8 см, овсяница овечья- 2 - 3 см.
С целю выявления эксплуатационной надежности были испытаны 3 корчевателя-собирателя Д-513А, которые работали двумя средними зубьями и в
а
в
основном выкорчевывали средние полускрытые камни.
Во время эксплуатации у 3 корчевателей-собирателей по различным причинам возникло 44 отказов. После обработки статистических материалов, полу-
44
чено: ^^ = 721,9 ч, ТСр =16,41 ч, 1 = 0,061 отказ/ч, ^
1=1
= 12,93 ч, V© = 0,79, Д; = 5 ч, К = 11 интервалов.
На рис. 2 представлен график изменения экспериментальной и теоретической функций вероятности безотказной работы корчевателей по времени. График теоретического распределения функции P(t) построен по экспоненциальному закону:
Р(г) = е-°>811-. (1)
О 10 20 30 40 {
Рисунок 2. График изменения экспериментальной и теоретической функций надежности корчевателя Д-513А по времени
Проверка по критерию согласия Пирсона пока-
9
зала, что х2 = ^ хг2 = 6,19, 2г = 9, Р(х2 = 6,19) = 0,72,
г=1
а это значит, что экспоненциальный закон не противоречит действительности.
На восстановление 44 отказов затрачено 322 часа. Время восстановления единичных отказов колебалось в пределах 0,4 - 21,7 часов.
В результате обработки статистических материа-
44
лов получено: = 322,7 ч, 0ср = 7,33 ч,
г=1
се = 5,57 ч, V(0)= 0,76, ю(0) = 0,14 восст/ч, Д0 = 2 ч, К = 11 интервалов.
На рис. 3 представлена гистограмма распределения отказов по длительности их восстановления. Гистограмма показывает, что 50 % всех отказов у корчевателей устраняются в течении 6 часов, до 89 % всех отказов устраняются в течении 14 часов, а отказы с длительностью восстановления от 14 до 22 часов распределены в среднем по одному. Такие отказы составляют лишь 11 % от общего числа и носят чисто случайный характер.
Дп
Рисунок 3. Гистограмма распределения восстановления отказов корчевателя Д-513А.
Проверка показала, что время восстановления отказов у корчевателей-собирателей подчиняется закону распределения Эрланга:
11
х2 = ^х2 = 4,23 , 2г = 11, Р(х2 = 4,23) = 96 %.
г=1
На рис. 4 представлен график экспериментальной и теоретической функций вероятности восстановления отказов q(0), соответствующий формуле:
д(е\ = 1 - (1+0,560,- уо-56в'. (2)
Ч(в) 0,8
0,6
0,4
0,2
0 2 4 6 8 10 е,ч
Рисунок 4. График изменения экспериментальной и теоретической функций вероятности восстановления отказов корчевателя Д-513А по времени
На рис. 5 представлен график доверительной области этой функции.
0 4 8 12 16 20 0,ч
Рисунок 5. График доверительной области функции вероятности восстановления отказов корчевателя Д-513А
/(тг и
1 !
! Д." ■4(9); = 1-(1" Ю,82£ а
П 1/
При п = 44 восстановлениям, 81 = 0,866, 52 = 1,134.
вршш = 6,46 < 7,33 < 8,46 = всртх (3)
№ ть=1 -(1+от у
М тах = 1 -(1 +
0,24а
о,31а
(4)
(5)
По данным исследования определены численные значения коэффициентов: готовности - Кг = 0,691, восстановления - Кв= 0,45. При п = 44 отказам, £1 = 0,73, £2 = 1,36.
КВ1ШП = 0,33 < 0,45 < 0,62 = Квтах , (6) Ктш = 0,62 < 0,69 < 0,75 = Кгтах . (7)
Следовательно, в любое время эксплуатации из 3 корчевателей 2 будут находиться в технически исправном состоянии.
На основании результатов производственных испытаний реконструированной корчевателя-собирателя Д-513А построены графики зависимости производительности этой машины от засоренности сенокосов камнями.
По средним величинам, производительность этой машины следующая: 0,87га/ч, 0,7 т/ч.
Как видно из приведенных данных, все испытанные рабочие органы имеют очень низкие эксплуатационные показатели и в основном не удовлетворяют агротехническим требованиям для работы на сенокосах, т.к. портят зеленый покров. Для механизации этого важного и трудоемкого процесса временно, т.е. до создания специального рабочего органа можно использовать корчеватель-собиратель Д-513А для выкорчевки камней со средним диаметром до 60 см и рыхлитель-корчеватель КУМС-100В для выкорчевки камней со средним диаметром до 120 см.
Список литературы:
1. Костикян Г.К. О продуктивности горных пастбищ Армении. «Горные луга, их улучшение и использование» // Научные труды.-М.: Колос, 1969.- С. 75...80.
2. Иофинов С.А., Лышко Г.П. Эксплуатация машинно-тракторного парка.-М.: Колос, 1984. - 351 с
3. Волчкевич Л.И. Надежность автоматических линий. -М.: Машиностроение, 1969, 309 с.
