CC BY
16
УДК 631.312.69
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЕСТИУГОЛЬНЫХ ДИСКОВЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ НА ДИСКОВОМ ЛУЩИЛЬНИКЕ
A.С. СОЮНОВ, кандидат технических наук, доцент
B.В. МЯЛО, кандидат технических наук, доцент
Е.В. ДЕМЧУК, кандидат технических наук, доцент Омский ГАУ им. П.А. Столыпина, Институтская пл.,
2, г. Омск, 646008, Россия
E-mail: as.soyunov@omgau.org
Резюме. При обработке почвы дисковыми орудиями не всегда достигается необходимое качество ее выполнения. Для решения этой проблемы предложено использование усовершенствованного рабочего органа - плоского 6-иугольного диска. Исследования проводили с целью определения зависимости показателей качества работы почвообрабатывающего орудия с плоскими 6-иугольными рабочими органами от его конструктивно-технологических параметров. Объект исследования - технологический процесс взаимодействия плоского 6-иугольного дискового рабочего органа с почвенно-растительной массой. Для оценки качества обработки почвы в зависимости от угла атаки (в = 15, 25, 35°), скорости движения агрегата (V = 6, 8, 10 км/ч) и глубины обработки (h = 60, 80, 100 см) были выполнены эксперименты в почвенном канале и полевые исследования на полях Сибирской зональной машиноиспытательной станции. На поверхности почвенного канала имитировали стерневой покров с сорной растительностью. Критерием оценки сохранности стерни на поверхности поля служило отношение массы стерни, оставшейся в почве после проведения опыта, к массе стерни, использованной для имитации стерневого покрова, критерием заделки свободной растительной массы в почву - отношение разности масс мульчи, рассыпанной по поверхности почвенного канала перед опытом, и собранной после прохода орудия к исходной массе мульчи. Опытные образцы плоского шестиугольного диска выполняли качественную обработку почвы с гребнистостью не более 4 см, сохранностью стерни на поверхности поля - 86-94%, измельченной соломистой массы -60%. Снижение наличия в почве эрозионно-опасных частиц до 1% позволяет использовать плоские шестиугольные диски для работы в зонах, подверженных ветровой эрозии.
Ключевые слова: диск, дисковое орудие, обработка почвы, стерня, сохранность стерни.
Для цитирования: Союнов А.С., Мяло В.В., Демчук Е.В. Оценка возможности использования шестиугольных дисковых рабочих органов на дисковом лущильнике //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №1. С. 55-57.
Обработка почвы - важнейшая технологическая операция при производстве сельскохозяйственной продукции, которая непосредственно влияет на размеры урожая выращиваемых культур. Выбор системы обработки почвы осуществляется исходя из зональных условий, она должна быть почвозащитной, энергосберегающей, экономически оправданной и безвредной для окружающей среды. Снижение энергоемкости и эксплуатационных затрат при выполнении обработки почвы обеспечивает применение дискового почвообрабатывающего орудия с усовершенствованными рабочими органами - плоскими 6-тиугольными дисками [1].
Цель наших исследований - оценка качества обработки почвы шестиугольными дисковыми рабочими органами.
Условия, материалы и методы. Оценку сохранности стерни на поверхности поля и заделки в почву растительных остатков шестиугольными плоскими дисковыми рабочими органами [2] выполняли путем проведения замеров в почвенном канале лаборатории кафедры агроинженерии [3-5]. В торцевых стенках коробки канала выполнены прямоугольные окна для
Рис. 1. Тележка почвенного канала с установленными рабочими органами.
входа в грунт и выхода из него испытуемых рабочих органов, что позволяет устанавливать их в необходимые положения. Опорные катки тележки перемещаются внутри полок двутавровой балки, что гарантирует ее постоянное горизонтальное положение.
Перемещение тележки по направляющим осуществляется с помощью электродвигателя мощностью 2,7 кВт
Рис. 2. Имитация полевых условий в почвенном канале. и частотой вращения вала п = 970 об/мин. Редуктором служит коробка перемены передач автомобиля ЗИЛ-150 с передаточными числами: I - 6,24; II - 2,32; III - 1,90; IV - 1,0; V - 0,81, что позволяет задавать тележке скорость соответственно 2; 3; 6; 9 и 12 км/ч.
Рис. 3. Подготовка почвенного канала для проведения опыта по качеству заделки растительных остатков.
канала по ходу дисков полосами рассыпали мульчу из соломы (рис. 3). Их длина была одинаковой, а ширина равнялась захвату дисков. Перед засыпкой мульчу взвешивали, после прохода дисков ее остатки собирали и повторно взвешивали (тост). По отношению массы мульчи, заделанной в почву, к общей ее массе определяли величину показателя заделки растительности:
т~ГГ!ост.Ш0/о (2)
о =
т
Рис. 4. Машинотракторный агрегат - МТЗ-82 с экспериментальным дисковым лущильником
На тележку почвенного канала были установлены плоские 6-иугольные диски со смещением режущих граней и плоские круглые диски для сравнения (рис. 1) [1, 3, 6-7].
Для оценки сохранности подрезанной растительности на поверхности поля, в зависимости от угла атаки и скорости движения, почву в канале подготовили следующим образом. На поверхности имитировали стерню (рис. 2), по которой разбросали семена сорной растительности для приближения условий проведения опыта к полевым. После появления всходов сорняков были проведены опыты и выполнены массовые замеры стерни с последующим расчетом ее сохранности по формуле:
5 =
т-тб т
•100%,
(1)
где тсб - масса стерни, собранной с поверхности почвенного канала после проведения опыта, кг; т - общая масса стерни внесенная в почвенном канале, кг.
Для оценки заделки растительных остатков и соломы в почву, в зависимости от угла атаки и скорости движения, на поверхности почвенного
Производственный эксперимент был поставлен на Сибирской зональной машиноиспытательной станции с использованием агрегата, состоящего из трактора МТЗ-82 и экспериментального дискового лущильника, изготовленного на кафедре агроинже-нерии (рис. 4).
Для выполнения опытов по СТО АИСТ 4.2-2010 [8] дисковый лущильник был поочередно оборудован шестиугольными и круглыми дисками. Глубину обработки для плоских шестиугольных дисков определяли как среднее между максимальной глубиной, когда диск работает углом, и минимальной глубиной, когда он работает гранью.
Результаты и обсуждение. При увеличении скорости движения агрегата и угла атаки количество сохраненной на поверхности поля стерни сокращается (рис. 5). При этом согласно агротребованиям величина этого показателя должна быть не менее 75 %. В наших экспериментах с шестиугольным диском минимальное количество стерни, остававшейся на поверхности, составляло 96%.
Кроме того, при увеличении угла атаки возрастает заделка в почву свободных растительных остатков, которые защищают почву от выдувания эрозионно-опасных частиц и испарения влаги. Максимальная величина этого показателя при использовании шестиугольных дисков достигает 50%, круглых - 55% (рис. 6).
Рис. 5. Графики зависимости сохранности стерни на поверхности поля от угла атаки (8), скорости движения агрегата (V) и глубины обработки (И): а) 8 = 15°; б) 8 = 25°; в) 8 =
35°: —Ф--И = 60 мм;—■--И = 80 мм;—*--И = 100 мм;
- И = 60 мм; —■---И = 80 мм; —А---И = 100 мм.
Рис. 6. Графики зависимости заделки растительной массы отугла атаки (8), скорости движения агрегата (V) и глубины
обработки (И): а) 8 = 15°; б) 8 = 25°; в) 8 = 35°: —♦--И = 60
мм; —»--И = 80 мм; —Д--И = 100 мм; —*---И = 60 мм;
—■---И = 80 мм; —А---И = 100 мм.
Рис. 7. Высота гребней: а - шестиугольный диск; б - круглый диск.
В ходе выполнения полевого опыта было установлено следующее:
Рис. 8. Стерневой покров, сохранившийся после обработки почвы шестиугольными дисками.
глубина обработки в зависимости от установленного угла атаки 15-35° варьировала от 6 до 10 см;
высота гребней на поверхности почвы после прохода плоских шестиугольных дисков не превышала 4 см (рис. 7);
подрезание сорных растений шестиугольным диском находилось на уровне 99-100%;
сохранение стерни составило 86-94% (рис. 8), других растительных остатков, оставшихся на поверхности поля в виде мульчи, - более 60%;
содержания эрозионно-опасных частиц почвы размером менее 0,25 мм в общей ее массе после обработки шестиугольными дисками не превышало 12,1-18,7%, круглыми - 13,3-19,4%; доля агрономически ценных агрегатов размером 3-10 мм составила 26,4-29,0 и 24,9-27,2% соответственно, 0,25-3 мм - 35,7-37,3 и 34,4-36,5%.
Выводы. В результате исследований установлены основные функциональные показатели качества обработки почвы плоскими шестиугольными дисками гребнистость не более 4 см, сохранность стерни на поверхности поля - 86-94%, измельченной соломистой массы - 60%.
Использование плоских шестиугольных дисков снижает наличие в почве эрозионно-опасных частиц до 1% (с 13,3-19,4% при использовании круглых дисков до 12,1-18,7%).
Литература.
1. Союнов А. С. Обоснование параметров и режимовработы дисковых рабочих органов почвообрабатывающих орудий: дис. ... канд. техн. наук. Омск, 2011. 135 с.
2. Патент на полезную модель № 87859 РФ, МПК А 01 B 35/20 (2006.01). Дисковый рабочий орган почвообрабатывающих орудий / А.С. Союнов, И.Д. Кобяков, Е.И. Кобякова; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Омский ГАУ. - № 2009100697/22; заявл. 11.01.2009; опубл. 27.10.2009, Бюл. № 30. - С. 12.
3. Кобяков И.Д., Чупин П.В. Новые почвообрабатывающие машины: монография. Омск: Изд-во ОмГАУ, 2006. 200 с.
4. Унифицированный почвенный канал: информ. листок №49-98 / ОмЦНТИ; сост.: И. Д. Кобяков и др. Омск, 1998. 4 с.
5. Демчук Е.В., Кобяков И.Д. Равномерность распределения семян зерновых культур// Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2012. №2. С. 21-23.
6. Кобяков И.Д., Союнов А.С. Взаимодействие лезвия ножа с разрезаемым материалом // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 2009. № 4. С. 38-39.
7. Кобяков И.Д., Союнов А.С. Оптимизация работы шестиугольного дискового ножа // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 2008. № 7. С. 45-46.
8. СТО АИСТ 4.2-2010 Испытание сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной и мелкой обработки почвы. Методы оценки функциональных показателей. М.: Изд-во стандатов, 2010. 43 с.
ESTIMATION OF THE POSSIBILITY OF USING THE HEXAGONAL DISK WORKING UNITS
IN THE DISC PLOUGH-HARROW
A.S. Soyunov, V.V. Myalo, E.V. Demchuk
Omsk State Agrarian University after P.A. Stolypin, Institutskaja Sq., 2, Omsk, 646008, Russia
Summary. Necessary quality of soil cultivation is not always achieved by disk plough-harrows. To solve this problem the improved working body, flat hexagonal disk, was proposed. The aim of the investigation was to determine the dependence of the functional efficiency of the soil tilling implement with flat hexagonal working bodies on its mechanical and technological parameters. The technological process of interaction of the flat hexagonal disk working body with soil and plant residues was a subject of inquiry. To assess the quality of the tillage depending on the approach angle (15, 25, 35 deg), machine speed (6, 8, 10 km/h) and processing depth (60, 80, 100 cm) the laboratory tests in the soil channel and field researches at Siberian zonal machine-testing station were carried out. On the surface of the soil channel the stubble cover with weeds was simulated. The ratio of stubble remaining in the soil after the experiment to the weight of stubble used for imitation of the stubble cover served as a criterion of evaluation of the safety of stubble on the surface of the field. The relation of a difference in the weight of mulch, scattered over the soil surface before the test, and that, gathered after the passage of the machine, to the initial weight of mulch was used as a criterion of embedding of vegetative mass in soil. The prototypes of flat hexagonal disc carried out quality tillage with ridgeness no more than 4 cm, the stubble integrity 86...94 %, the ground straw mass integrity 60 %. Reduction in the presence in soil of erosion-dangerous particles to 1 % allows using flat hexagonal discs in areas exposed to wind erosion. Keywords: disk, disk tool, tillage, stubble, stubble integrity.
Author Details: A.S. Soyunov, Cand. Sc. (Techn.), Assoc. Prof. (e-mail: as.soyunov@omgau.org); V.V. Myalo, Cand. Sc. (Techn.), Assoc. Prof.; E.V. Demchuk, Cand. Sc. (Techn.), Assoc. Prof.
For citation: Soyunov A.S., Myalo V.V., Demchuk E.V. Estimation of the possibility of using the hexagonal disk working units in the disc plough-harrow. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2015. T.29. №1. pp. 55-57 (In Russ)
