CC BY
28ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕЛЬСКОМ
ХОЗЯЙСТВЕ
УДК 631.313.4.02
ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ И АНАЛИЗ РАБОТЫ БОРОН С ЗУБОВЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ
Булавинцев Р.А., Полохин А.М., Волженцев А.В., Козлов А.В., Пупавцев И.Е.
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В.
Парахина», г. Орёл, Россия
Аннотация: Боронование - технологический процесс, входящий в состав обработки почвы при выращивании сельскохозяйственных культур, влияние которого на будущий урожай трудно переоценить. Сельскохозяйственными машинами для осуществления процесса боронования выступают бороны. В данной статье производится обзор конструкций и анализ работы борон с зубовыми рабочими органами. Рассматривается классификация, устройство, достоинства и недостатки применения различных типов борон в зависимости от реальных условий эксплуатации. Так же детально приводятся различные типы рабочих органов, разновидности конструкции и их влияние на технологический процесс боронования. Перечислены ведущие отечественные предприятия, выпускающие бороны. Приведенный в статье обзор дает возможность производителям сельскохозяйственной продукции эффективного выбора борон при приобретении и в процессе эксплуатации, исходя из конкретных условий производства сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова: зубовые бороны, рабочий орган, классификация машин, анализ работы.
Введение
Процесс боронования в сельскохозяйственном производстве и, в частности в растениеводстве, трудно переоценить. Боронование проводится практически при выращивании всех сельскохозяйственных культур по различным технологиям. Применяется боронование при обработке почвы, посеве, а также в стадии ухода за посевами [1,8].
В настоящее время отечественными и зарубежными производителями сельскохозяйственной техники выпускается большое многообразие борон с зубовыми рабочими органами. Все они имеют своё предназначение, отличаются условиями применения, характеризуются положительными и отрицательными качествами.
Цель исследований
Целью исследований является обзор конструкций большинства типов борон с зубовыми рабочими органами, а также приведение детального анализа их работы с указанием достоинств и недостатков.
Материалы и методы исследования
Материалами для исследований по анализу работы борон с зубовыми рабочими органами послужили научные труды отечественных ученых, написанные на основании исследования и опыта эксплуатации машин российского и зарубежного производства.
В качестве методов исследования использовался анализ накопленного опыта применения в сельском хозяйстве борон с зубовыми рабочими органами.
Результаты и обсуждение
В качестве рабочего органа некоторых типов борон выступает зуб, работу которого можно представить как двугранный клин.
Зубовые рабочие органы устанавливают на жесткой или на шарнирной раме, которая в свою очередь составлена из отдельных, шарнирно соединенных между собой звеньев. Сетчатые и шлейф-бороны имеют шарнирную раму, в результате этого они лучше копируют микрорельеф поля и производят боронование на одинаковую глубину [2].
Зубья борон по конструкции различают на прямые, изогнутые с пружинящей стойкой, лапчатые. По форме сечения зубья бывают с квадратным, круглым, овальным, прямоугольным сечением [3].
На конце зубового рабочего органа с квадратным сечением имеется косой срез. Зубья, расположенные косым срезом в противоположную к направлению движения сторону, заглубляются больше, чем установленные косым срезом по ходу движения, так как во втором случае вертикальная составляющая реакции почвы возрастает и стремится вытолкнуть зуб из почвы.
Повреждение растений выращиваемой культуры при бороновании не должно превышать 3%.
При работе зубовой бороны каждый рабочий орган образует в почве бороздку и расстояние между бороздками может быть от 22 до 49 мм.
Для того чтобы избежать забивание бороны пожнивными остатками и комьями почвы зубья в одном ряду устанавливают на расстоянии не менее 15 см один от другого.
Глубина обработки зубовыми боронами определяется давлением зубового рабочего органа на почву, длиной соединительных поводков.
Рисунок 1 - Зубовая борона (общий вид)
В зависимости от давления на один зубовый рабочий орган, которое определяют делением силы тяжести звена на количество зубовых рабочих органов, различают бороны: тяжелые, средние, легкие.
Тяжелые зубовые бороны предназначены для вычесывания сорняков, дробления глыб и рыхления пластов после вспашки [4].
Средние зубовые бороны применяются для уничтожения всходов сорняков, рыхления и выравнивания поверхности поля, заделки удобрений, разбивания комков и боронования всходов [4,5].
Предназначение легких посевные трехзвенных борон заключается в бороновании посевов, разрушении поверхностной корки, заделки семян и минеральных удобрений и выравнивании поверхности поля перед посевом и вовремя посева [9,11].
Сетчатые бороны применяются для выполнения следующих операций:
- для боронования гребневых посадок картофеля;
- рыхления верхнего слоя почвы и уничтожения сорняков на посевах, когда появляются всходы;
- для боронования тяжелых по механическому составу почв, склонных к образованию почвенной корки.
Период использование сетчатой бороны - от посева до появления первых всходов культур. Основной принцип действия конструкции - разрушение почвенных комков и верхнего слоя почвы рабочими зубьями бороны.
В качестве основных положительных качеств сетчатой бороны необходимо отметить:
- возможность применения при обработки почвы во время сильных дождей или при сильной засухе, когда верхний слой грунта превращается в плотную корку;
- снижает засоренность посевов;
- способствует большей аэрации почвы;
- сохраняет запасы влаги в плодоносящем слое почвы и также сохраняет водный баланс, то есть производят заделку влаги [6].
Секция бороны составлена из рамки, к которой цепями прикреплено сетчатое полотно (рис.2). Рабочие органы сетчатой бороны хорошо приспосабливаются к неровностям поля. Звенья полотна изготовляют из круглых стальных прутков с заостренными или тупыми концами-зубьями.
Предназначение шлейф-борон заключается в выравнивании поля и рыхлении поверхности с целью сохранения влаги в почве, дроблении комков, уничтожении всходов сорняков на посевах сельскохозяйственных культур, а также для борьбы с сорняками в осенний период (рис.3).
При гибком соединении секций бороны достигается отличное копирование поверхности поля, а зубовые рабочие органы рыхлят почву на глубину до 10 см.
Рисунок 2 - Фрагмент сетчатой бороны
Рисунок 3 - Общий вид зубовой шлейф-бороны
К основным преимуществам шлейф-бороны относят:
- возможность работы по различным технологиям, как при традиционной так и при минимальной технологиям почвообработки;
- особенность конструкции позволяет работать без их забивания практически при любой влажности почвы;
- возможность качественного выравнивания поверхности обработанного поля, что обеспечивает уменьшение потерь влаги, равномерную заделку семян, удобрений и гербицидов;
- предварительное выравнивание поверхности позволяет значительно повысить качество и производительность выполнения следующих технологических операций по уходу за посевами и уборки урожая [7].
Глубина боронования при использовании шлейф-бороны за один проход может составлять от 3 до 10 см.
Предназначением пружинных (штригельных) борон является вычесывание сорняков и рыхление поверхностного слоя почвы, засоренной камнями.
На бороне устанавливаются зубовые рабочие органы с пружинными стойками (рис.4), которые закреплены на поперечных брусьях рамы в несколько рядов.
Рисунок 4 - Общий вид зубовой пружинной бороны Для выравнивания поверхности поля к пружинной бороне иногда дополнительно присоединяют заравниватель.
К положительным качествам пружинных (штригельных) борон можно отнести:
- интенсивное уничтожение сорной растительности методом вычесывания, не повреждая культурные растения;
- за счет пружинного зуба производится мульчирование почвы;
- длина зуба 490 мм, при помощи такого зуба происходит выравнивание поверхности
поля;
- применение бороны уменьшает количество междурядных обработок, что ведет к значительной экономии на средствах для борьбы с сорняками;
- 60 зубьев на 1,5 м рабочей ширины секции образуют расстояние воздействия зубьев в 2,5 см, что гарантирует качество обработки;
- заделывание в почву минеральных удобрений и экранных гербицидов.
Марки пружинных борон: БПН-8, БПП-12, «КАМА» 12.
Предназначение ротационной бороны-мотыги заключается в поверхностном рыхлении, при этом повышается аэрация и удаление углекислого газа из почв. Кроме этого при использовании бороны-мотыги происходит уничтожение нитевидных всходов сорной травы и вычёсывание на поверхность крупных сорняков (рис.5). Данный тип бороны используется при выращивании зерновых, технических и пропашных культур, как на довсходовом, так и на послевсходовом этапах [10].
При использовании ротационной бороны достигается повышение влагосберегающих свойства почв, что напрямую влияет на будущий урожай.
Кроме того, борона-мотыга способствует глубокому внесению в почву растительных остатков, чем существенно улучшает плодородие. При рыхлении земли и благодаря высокому просвету рамы можно обрабатывать землю с взрослыми растениями.
Рабочими органами бороны-мотыги являются игольчатые диски. В состав дисков входят вогнутые иглы с заостренными концами. Смонтированные на оси несколько дисков образуют батарею. При движении диски вращаются и сцепляются с почвой, при этом делают до 150 уколов на 1 м2 и разрушают корку образовавшуюся на поверхности поля.
Для уменьшения повреждений культурных растений при обработке посевов батареи крепят к раме так, чтобы иглы были направлены выпуклой стороной по направлению движения.
Рисунок 5 - Борона-мотыга в работе В процессе работы иглы дисков пробивают твёрдую почвенную корку и способствуют тем самым беспрепятственному проникновению воздуха в верхний плодородный слой почвы. В результате азот, присутствующий в воздухе, проникает в землю и активно
усваивается корнями растений, что позволяет частично отказаться от применения азотсодержащих удобрений в период прорастания семян.
К положительным качествам бороны-мотыги относят незначительное повреждение растений при бороновании. К недостаткам следует отнести стоимость бороны.
На отечественном рынке представлено много моделей ротационных борон-мотыг. В качестве примера можно отметить БМР-12, БМШ-15Т «Игловатор», МРН-6
В Российской Федерации выпуск борон с зубовыми рабочими органами осуществляют следующие предприятия: ОАО НПО СИБСЕЛЬМАШ, Завод «Техмаш», ОАО «БЕЛАГРОМАШ-СЕРВИС имени В. М. Рязанова», ООО «Велес-Групп» и многие другие.
Выводы
Обзор конструкций и анализ работы борон с зубовыми рабочими органами дает возможность производителям сельскохозяйственной продукции эффективного выбора борон при приобретении и в процессе эксплуатации, исходя из конкретных условий производства сельскохозяйственных культур.
В результате проведенного обзора стоит отметить важность процесса боронования, многообразие используемых в настоящее время машин, возможность их применения исходя из конкретных условий эксплуатации, достоинства и недостатки каждой из борон, а также можно говорить о дальнейшем совершенствовании конструкций.
Список литературы
1. Ресурсосберегающие технологии и оборудование в растениеводстве. Булавинцев Р.А., Волженцев А.В., Полохин А.М., Козлов А.В., Пупавцев И.Е., Звеков А.В. Учебное пособие / Орел, 2021. - 158 с.
2. Сельскохозяйственные машины Калашникова Н.В., Булавинцев Р.А., Юдин Ю.А. Практикум / Орел, 2009. - 356 с.
3. https://stroy-podskazka.ru/motygi/borony-rotacionnye/ (дата обращения 16.03.2022г.)
4. https://sdelai-lestnicu.ru/stroi-tehnika/rotacionnaa-borona-motyga-harakteristiki-modelej-bmr-12-i-mrn-6-osobennosti-navesnyh-ustrojstv-obzor-proizvoditelej (дата обращения 16.03.2022г.)
5. https://mtz-sibir.ru/selhozteh boroni.html (дата обращения 16.03.2022г.)
6. http://k-a-t.ru/sxt/2-pochva4 borony/index.shtml (дата обращения 16.03.2022г.)
7. https://multiurok.ru/files/gruppa-2-5-mdk-01-01.html (дата обращения 16.03.2022г.)
8. Модернизация посевных машин. Калашникова Н.В., Канунников П.П., Кузнецов Ю.А., Полохин А.М., Кравченко И.Н., Катаев Ю.В. Сельский механизатор. 2017. № 10. С. 23.
9. Анализ конструкций посевных комплексов Булавинцев Р.А., Волженцев А.В. Агротехника и энергообеспечение. 2021. № 1 (30). С. 90-98.
10. Аналитическое обоснование применения комбинированной техники в технологии заделки пожнивных остатков. Булавинцев Р.А., Волженцев А.В., Полохин А.М., Козлов А.В., Звеков А.В., Пупавцев И.Е. Агротехника и энергообеспечение. 2020. № 3 (28). С. 18-28.
11. Усовершенствование высевающего аппарата пневматической сеялки точного высева. Калашникова Н.В., Полохин А.М., Канунников П.П. Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2013. № 3. С. 4-5.
Р.А. Булавинцев, к.т.н., доцент, А.М. Полохин, к.т.н., доцент, А.В. Волженцев, к.т.н., доцент, А.В. Козлов, к.т.н., И.Е. Пупавцев, ст. преподаватель ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», г. Орёл, Россия тел. 8-953-618-89-91, polohin.am@yandex.ru
OVERVIEW OF DESIGNS AND ANALYSIS OF HARROWS WITH TOOTH
WORKING BODIES
Bulavintsev R.A., Polohin A.M., Volzhentsev A.V., Kozlov A.V., Zvekov A.V., Pupavtsev I.E.
Orel state agrarian university named after N.V. Parakhin, Russia, Orel
Abstract: Harrowing is a technological process that is part of soil tillage during the cultivation of agricultural crops, the impact of which on the future harvest is difficult to overestimate. Agricultural machines for the harrowing process are harrows. This article provides an overview of the designs and analysis of the work of harrows with tooth working organs. The classification, design, advantages and disadvantages of using different types of harrows depending on the actual operating conditions are considered. Various types of working bodies, design varieties and their influence on the technological process of harrowing are also given in detail. The leading domestic enterprises producing harrows are listed. The review given in the article enables agricultural producers to effectively choose harrows when purchasing and during operation, based on the specific conditions of crop production.
Keywords: tooth harrows, working body, classification of machines, analysis of work.
R.A. Bulavintsev, Ph.D. in Technology, associate professor,
A.M.Polohin, Ph.D. in Technology, associate professor, A.V. Volzhentsev, Ph.D. in Technology, associate professor, A.V.Kozlov, Ph.D. in Technology, associate professor, A.V. Zvekov, senior lekturer, head of the student design office «Istoki-Agro»,
I.E. Pupavtsev,seniorlekturer
Orel state agrarian university named after N.V. Parakhin, Russia, Orel, polohin.am@yandex.ru
