CC BY
96
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.333.5
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Д.В. Скрипкин, кандидат технических наук, доцент В.Г. Абезин, доктор технических наук, профессор
Волгоградский государственный аграрный университет
Разработана технология внесения гранулированных и порошкообразных удобрений с одновременной их заделкой в почву. Технология используется при основном внесении удобрений.
Выполнение разработанной технологии обеспечивается агрегатом для внесения в почву минеральных удобрений, производящим равномерное распределение удобрений по поверхности почвы и их заделку на глубину корнеобитаемого слоя.
Ключевые слова: предпосевной способ, удобрения, мелиоранты, дозирующий, рыхлительный, щетинки, игольчатые зубья, шнек, высевные отверстия.
Среди мероприятий по внедрению интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур решающее значение имеет повышение плодородия почв за счет внесения удобрений и химических мелиорантов [7]. По срокам внесения удобрений различают предпосевное (основное), припосевное и послепосевное (подкормочное) внесение удобрений. При предпосевном способе вносится основная масса туков, мелиорантов и органических удобрений. Существующая технология предпосевного внесения удобрений предусматривает равномерное разбрасывание (рассеивание) по полю, а затем при вспашке или предпосевной культивации заделку их в почву на глубину 10...20 см [1].
Уровень почвенного плодородия, гарантирующий заданную урожайность сельскохозяйственных культур на всю ротацию или звено севооборота, позволяет создать агрохимическое окультуривание полей [3].
Существующая технология предпосевного внесения удобрений не обеспечивает возможности агрономического окультуривания полей по следующим причинам:
- после разбрасывания удобрений по полю проходит определенное время до их заделки в почву. При этом удобрения сдуваются ветром с возвышенных мест поля и накапливаются в понижениях, что приводит к нарушению равномерности распределения удобрений и значительному ухудшению возможности их использования растениями.
Оптимальным вариантом технологии является равномерное распределение удобрений по поверхности поля с одновременной их заделкой в почву [2]. Лабораторией механизации овощеводства и бахчеводства Волгоградского ГАУ разработана конструкция агрегата, обеспечивающего выполнение перечисленных операций, который применяется при основном внесении удобрений. Агрегат для внесения в почву минеральных удобрений представлен на рис. 1 и содержит бункер 1 для удобрений или мелиорантов, на днище которого смонтирован подающий транспортёр 2. На задней части бункера 1 сопряжённо с подающим транспортёром смонтирован дозирующий рабочий орган 3, установленный в кожухе 4. Под дозирующим рабочим органом установлен рыхлительный барабан 5, шарнирно соединённый с рамой бункера 1 с помощью поводков 6. Кожух 4 дозирующего рабочего органа сопряжён рыхлительным барабаном 5 направляющим щитом 7. Для дозирования
удобрений из бункера 1 на его задней стене установлена заслонка 8. Упорные планки 9 служат для заглубления рыхлительного барабана 5 с помощью пружин 10.
12 6734 56 ? Ю
Рисунок 1 - Агрегат для внесения в почву минеральных удобрений: 1 - бункер для удобрений или мелиорантов; 2 - подающий транспортер;
3 - дозирующий рабочий орган; 4 - кожух; 5 - рыхлительный барабан;6 - поводки;
7 - направляющий щит; 8 - заслонка; 9 - упорные планки; 10 - пружины;
1 - вал шнека; 12 - щётки; 13 - зубья рыхлительных дисков; 14 - центральный диск;
15 - звёздочка приводная; 16 - высевные отверстия
Дозирующий рабочий орган 3 представляет собой шнек, установленный на валу 11 и имеющий правостороннюю и левостороннюю навивку витков, на наружной кромке которых закреплены щётки 12 с высотой щетинок, превышающей максимальный размер удобрений в 1,5...2 раза. Рыхлительный барабан 5 состоит из игольчатых дисков, при этом зубья 13 закреплены с двух сторон к центральному диску 14 и отогнуты в разные стороны от центрального диска. При установке на ось барабана зубья 13 одного диска располагаются между зубьями рядом стоящего диска. Ось барабана выполнена шестигранной, что обеспечивает возможность фиксации зубьев барабана в заданном положении представлен на рис. 1.
Привод дозирующего органа выполнен через звёздочку 15 от вала подающего транспортёра в кожухе 4 дозирующего рабочего органа 3 выполнены высевные отверстия 16, размещённые в дне и боковинах кожуха 4 в шахматном порядке размеры отверстий превышает размеры частиц минеральных удобрений в 2...3 раза. Привод рабочих органов агрегата выполнен от гидромоторов гидросистемы трактора через коробку перемены передач. Агрегат для внесения в почву минеральных удобрений работает следующим образом. В бункер 1 загружают удобрения или мелиорант, и агрегат выез-
жает в поле. В начале работы включается гидромотор привода подающего транспортёра 2 и удобрения поступают к дозирующему рабочему органу. При вращении шнека дозирующего рабочего органа 3 удобрения захватываются витками шнека и перемещаются по кожуху. Через отверстия 16 кожуха 4 удобрения равномерно направляются направляющим щитом 7 на рыхлительный барабан 5. Зубья 13 рыхлительного барабана 5 захватывают удобрения и перемешивают их с разрыхлённым слоем почвы. Пружины 10 воздействуют на рыхлительный барабан 5, обеспечивают заглубление зубьев 13 в почву и перемешивание удобрений с почвой. Использование щёток на витках шнека предотвращает забивание высевных отверстий 16. Таким образом, обеспечивается внесение удобрений в почву без дополнительной обработки почвы. Внесение в почву минеральных удобрений разработанной конструкцией агрегата значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур.
Передача энергии к бесприводному рыхлительному барабану 5 от трактора осуществляется через прицепное устройство и поводки 6. Эта энергия передается и расходуется по двум направлениям: на вращение рыхлительного барабана 5 и его поступательное перемещение. Оба направления являются дополнительными звеньями преобразования энергии трактора, которая направляется на деформацию почвы. Отсутствие одного из направлений преобразования энергии меняет технологический процесс взаимодействия рыхлительного барабана 5 с почвой. При отсутствии вращения происходит чистое рыхление или чистое качение без рыхления. То есть степень подвижности рыхлительного барабана равна двум [8]. Траектория движения зуба 13 рыхлительных дисков зависит от показателя кинематического режима [6]
Х=ц/у,
где и - окружная скорость точки зуба, V - поступательная скорость рыхлительного барабана 5.
Для нашего случая Х<1 и траектория движения наружной точки зуба будет гипоциклоидой.
Горизонтальная сила тяги Р, необходимая для перемещения рыхлительного барабана зависит от его диаметра и глубины проникновения зубьев 13.
Эта сила может быть определена по формуле: Грандвуане-Горячкина:
Р=0,863^/ {два2), Н,
где О - вес рыхлительного барабана с учетом силы давления пружин 10, д - коэффициент объемного смятия почвы, в - ширина рыхлительного барабана, ё - диаметр рыхлительного барабана.
На практике пользуются упрощенной формулой Р=^ О, где ц - коэффициент перекатывания.
Р
Отсюда р.= —.
О
Заглубление зубьев 13 рыхлительного барабана 5 может быть определено по формуле [6]:
И=1,313о2/в2я2а •
Величина заглубления может быть отрегулирована с помощью пружин сжатия 10, путем их установки различной степени жесткости.
Длину Но пружин сжатия рекомендуется принимать Но<(О-й) [4], где О - наружный диаметр пружин, мм; й - диаметр проволоки, мм. Нагрузка РI при рабочем напряжении [т]1
Необходима нагрузка Р! при рабочем напряжении устанавливается с помощью твердомера.
Разработанная конструкция агрегата обеспечивает равномерное распределение удобрений по поверхности поля и их заделку на глубину 10...12 см. Применение разработанной технологии внесения минеральных удобрений обеспечивает возможность максимального использования удобрений растениями и повышение урожайности сельскохозяйственных культур.
1. Абезин В.Г. Ресурсосберегающая почвозащитная технология механизированного возделывания и уборки бахчевых культур [Текст] : уч. пособие / В.Г. Абезин. - Калм. гост. унт.; Элиста, 1993. - 120 с.
2. Абезин, В.Г. Механизация возделывания бахчевых культур на основе ресурсосберегающих почвозащитных технологий [Текст]: дис. до-ра техн. наук: 05.20.01 / Абезин Валентин Германович. - Волгоград, 2003. - 478 с.
3. Агрономическая тетрадь для механизаторов. Возделывание зерновых культур и рапса по интенсивным технологиям [Текст]/ Б.П. Мартынов, И.С. Шатилов, А.С. Семин и др.; Под общ. ред. Б.П. Мартынова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Росагропромиздат, 1988. - 255 с.: ил.
4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в трёх томах [Текст] / В.И. Анурьев. - М. : Изд-во «Машиностроение», 2001. - 912 с.
5. Горячкин В.П. Собрание сочинений в трёх томах [Текст] / В.П. Горячкин. - М.: Изд-во «Колос», 1965. - Том 2. - 459 с.
6. Клёнин, И.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины [Текст] / И.И. Клё-нин, В.А. Сакун. - М.: Колос, 1994. - 751 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для высш. учеб. заведений).
7. Цепляев, А.Н. Агрономические и технические решения по совершенствованию возделывания бахчевых культур в неорошаемом земледелии [Текст]: дис. д. с.-х. наук / А.Н. Цепляев. - Волгоград, 1988. - 357 с., ил.
8. Чаткин, М.Н. Кинематика и динамика ротационных почвообрабатывающих рабочих органов с винтовыми элементами [Текст]/ М.Н. Чаткин; науч. ред. В.И. Медведев, П.П. Лизин. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2008. - 316 с.
Библиографический список
E-mail: [email protected]
