CC BY
8УДК 631.313.072.3-9:633.854.54:631.5
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ИГОЛЬЧАТОЙ БОРОНЫ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА
И.В. Сизов
Всероссийский научно-исследовательский институт механизации льноводства (ФГБНУ ВНИИМЛ)
Аннотация. При возделывании льна-долгунца важную роль играет технология предпосевной обработки почвы. По этой причине обоснование параметров и режимов игольчатых рабочих органов, является важной задачей для обеспечения качественной обработки почвы. С целью ее выполнения разработана и изготовлена лабораторно-полевая установка. Машина является навесным техническим средством. Ее рабочие органы монтируются на раме, которая опирается на два опорных колеса. Диски бороны надеваются на вал, образуя батареи. При движении агрегата по полю в процессе работы они приводятся во вращение при взаимодействии с почвой игл. Борона имеет прикатывающий брус и может считаться комбинированным почвообрабабывающим агрегатом. Для определения конструктивно-технологических параметров и режимов бороны проведены лабораторно-полевые исследования. В процессе работы определялись показатели качества выполнения технологического процесса. В результате исследований былы установлены: рациональный диапазон рабочих скоростей игольчатой бороны и конструктивный параметр расстояния между соседними иглами, при которых обеспечивалось наиболее высокое качество работы. Диаграммы густоты стеблестоя, полученные на опытных участках после посева льна-долгунца, проведенным селекционной сеялкой, также подтверждают сделанное выше заключение о преимуществах игольчатой бороны при заданных параметрах.
Ключевые слова: предпосевная обработка, игольчатая борона, лабораторно-полевая установка, полевые опыты, конструктивные параметры, режимы работы.
Введение. Эффективность возделывания льна-долгунца во многом определяется уровнем весенней предпосевной обработки почвы. От ее особенностей зависит пищевой и температурный режим почвы, а также рост и развитие растений. Для получения требуемых параметров стеблестоя в посевах льна-долгунца обработанный слой
почвы должен быть хорошо разрыхленным и мелкокомковатым. В настоящее время находят распространение почвообрабатывающие орудия комбинированного типа [1], способные за один проход выполнять не мене двух операций. Эти орудия рыхлят почву, выравнивают поверхность поля, разбивают комки, уничтожают всходы сорняков. К ним относятся и разные типы игольчатых борон, используемых при обработке почвы под зерновые культуры и мало используемые при возделывании льна.
Существующие операции предпосевной обработки почвы ориентированы на создание оптимальных условий для прорастания семян и развития растений. Однако, применительно ко льну-долгунцу, многие процессы остаются неизученными, в том числе те из них, которые выполняются посредством игольчатых орудий [2, 3]. По этой причине обоснование рациональных параметров игольчатых рабочих органов является важной задачей для обеспечения качественной обработки почвы.
Во Всероссийском НИИ механизации льноводства (ФГБНУ ВНИИМЛ, г Тверь) с целью обоснования конструктивных параметров и режимов работы игольчатой бороны разработана и изготовлена лабораторно-полевая установка.
Машина является навесным устройством (рис. 1). Предназначена для агрегатирования с трактором тягового класса 0,7 кН. Рабочие органы монтируются на раме 1, которая опирается на два опорных колеса 2. При движении агрегата по полю в процессе работы ее диски 3 приводятся во вращение при взаимодействии с почвой игл, закрепленных на дисках. Глубина обработки почвы регулируется устройством 4 для подъема бороны и винтовой тягой 5, длина которой может изменяться. Брус 6 применяется для выравнивания поверхности поля. Поскольку машина выполняет одновременно две операции -боронование и выравнивание почвы, ее можно считать комбинированным почвообрабабывающим агрегатом.
Диски бороны монтируются на вал, образуя батареи. Те состоят из четырех дисков и различаются расстоянием А между соседними иглами по длине вала. Такое устройство рабочих органов необходимо для обоснования рационального значения параметра А с целью обеспечения требуемого качества выполнения операции.
регулирования глубины обработки почвы; 5 - тяга; 6 -выравнивающий брус Рисунок 1 - Схема лабораторно-полевой установки игольчатой бороны с выравнивающим устройством
Для определения конструктивно-технологических параметров и режимов игольчатой бороны в 2017 г. были проведены лабораторно-полевые исследования. В процессе опытов предусмотривалось изменение следующих параметров и режимов работы: углов заострения игл бороны ак = 120, 140, 160; расстояния ме^ду соседними иглами диска А = 35, 45, 55 мм; рабочих скоростей агрегата Уа = 3,2; 4,0; 5,5 м/с. На нескольких участках поля определялась твердость почвы с помощью твердомеров Ревякина со сменными наконечниками (углы заострения - 120, 140, 160) путем снятия диаграмм [4]. Показатели качества выполнения технологического процесса -гребнистость и крошение почвы, определяются в соответствии с межгосударственными стандартами [5].
По результатам опытов построены зависимости (рис. 2).
Самое низкое значение силы давления на наконечник твердомера, получено при использовании игл с углом заострения 120. Однако рациональным следует считать угол 140, по соображением меньшего износа и долговечности использования игл при обработке почвы.
25
20
15
10
а?
ас
т т О
X
<и Э о а
ЭС
100
95
90
■А = 35 мм ■А = 45 мм А = 55 мм
4 5 6
Скорость агрегата VI«, м/с
а)
А = 35 мм ■А = 45 мм ■А = 55 мм
4 5
Скорость агрегата Vм, м/с
б)
Рисунок 2 - Зависимости гребнистости (а) и крошения (б) от скорости
агрегата
Исходя из графиков (рис. 2 а, б), при увеличении скорости агрегата гребнистость поверхности почвы уменьшается, а показатели
3
3
6
крошения увеличиваются. Лучшие показатели гребнистости почвы (до 15 мм) получены при расстоянии между иглами А = 35 мм.
Крошение почвы при всех вариантах показателя А соответствовало исходным требованиям (выше 90%). Наиболее высокий показатель крошения почвы (около 95% и выше) у секции бороны с расстоянием А = 35 мм.
Построенные диаграммы (рис. 3) густоты 10 стеблестоя, полученные на опытных участках после посева льна-долгунца, также подтверждают сделанное выше заключение о преимуществах игольчатой бороны при А = 35 мм и Ум = 4 м/с, так как густота стеблестоя к = 1256 шт/м2 наиболее высокая.
ю, шт./м2
1500 1200 900 600 300 0
Контроль
3 4
VI«, м/с
□ Контроль ША = 35 мм ПА = 45 мм ША = 55 мм
Рисунок 3 - Зависимость густоты 10 стеблестоя от скорости агрегата Ум и расстояния А между смежными иглами
Выводы: В результате исследований было установлено, что рациональный диапазон рабочих скоростей игольчатой бороны Ум = 3,2...5,5 м/с. При конструктивном параметре А = 35 мм игольчатые диски обеспечивали наиболее высокое качество выполнения операции.
Список использованных источников:
1. Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2006. - 624 с.
2. Ковалев М.М., Кондратов В.А. Определение зависимости
движущей силы игольчатой бороны от сопротивления почвы проколу и числа одновременно заглубляющихся игл // Техника и оборудование для села. - 2017. - №6. - С. 22-25.
3. Сизов И.В., Кондратов В.А. Инновационная игольчатая борона для поверхностной обработки почвы под лен-долгунец // Конкурентоспособность и инновационная активность регионов: сб. науч. тр. по матер. Ме^дунар. науч.-практ. конф. 6-8 февраля 2018 г. -Тверь, 2018. - С. 216-218.
4. Сизов ИВ., Кондратов В.А., Фадеев Д.Г. К определению сопротивления почвы при ее проколе иглами бороны: Мат. междунар. научно-практ. конф. ФГБНУ ВНИИМЛ, г. Тверь, 18 мая 2017 г. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2017.
5. ГОСТ 33687-2015. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2016. - 41 c.
Иван Валентинович Сизов, кандидат технических наук ivan.sizov. 1976@ mail. ru, Россия, Тверь, Всероссийский научно-исследовательский институт механизации льноводства (ФГБНУ ВНИИМЛ)
OPTIMIZATION OF PARAMETERS AND OPERATING MODES OF THE NEEDLE HARROW AT FLAX GROWING Sizov I.V.
Abstract. The technology of presowing tillage has played an important role when cultivating flax. For this reason, the justification of the parameters and regimes of needles working bodies is one of the tasks for the ensuring of high-quality soil cultivation. For implementation of that task the laboratory-field installation has been designed and manufactured. The harrow is a mounted equipment. Its working bodies are mounted on a frame, which rests on two support wheels. Disks of the harrows put on a shaft for the sets' forming. When the needles interact with the soil during the harrow moving they are turned into rotation. The harrow has a wrapping beam and can be considered as a combined soil-preparing aggregate. Laboratory and field studies were carried out to determine the design and technological parameters and modes of the needle harrow. In the process of work, indicators of the process quality were determined. As a result, the following were established: a rational range of working speeds of the needle harrow and a constructive parameter of the distance between neighboring needles,
at which the highest quality of work was provided. Plant density charts obtained in the experimental plots after seeding of flax fiber by a selection seeder also confirm the conclusion made above about the advantages of a needle harrow for specified parameters.
Key words: pre-sowing treatment, needle harrow, laboratory field installation, field experiments, design parameters, operating modes.
Sizov I.V., Candidate of Technical Sciences ivan.sizov.1976@mail.ru, Russia, Tver, All-Russian Research Institute for Flax Production (VNIIML)
