CC BY
50
УДК 634.7:635:631.311
ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ УХОД ЗА ВЫСОКОСТЕБЕЛЬНЫМИ ЯГОДНЫМИ КУСТАРНИКАМИ И САДОВЫМИ НАСАЖДЕНИЯМИ
Technology and Technical Treatment Means for High-Stemmed Berry Bushes and Garden Plantings
Случевский А.М., канд. техн. наук, доцент, [email protected], Орехова Г.В., канд. с.-х. наук, доцент, Смирнов А.С., магистрант Sluchevsky A.M., Orekhova G. V., Smirnov A.S.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. Проведенный нами анализ машин для обработки почвы в междурядьях высокостебельных культур показал, что плуги, культиваторы, дисковые бороны, фрезы с горизонтальной осью вращения не могут обеспечить качественную обработку почвы и должный уход за ягодными кустарниками и садовыми насаждениями, отвечающими агротехническим требованиям. Поэтому для обработки почвы в междурядьях высокостебельных растений лучше использовать фрезы, содержащие активные и пассивные рабочие органы, снижающие энергоемкость таких почвообрабатывающих машин. В статье показана рациональность применения почвофрез с вертикальной или крутонаклонной осями вращения, благодаря чему можно направленно воздействовать на фракционный состав почвы, легче задавать и менять режим работы фрезы (подача, рабочая скорость движения, частота вращения роторов и направление вращения), задавать глубину обработки почвы не повреждая корневую систему, тщательно ее копируя. К тому же рыхление почвы, подрезание сорняков и копирование корневой системы растений не повреждая их в прикустовых зонах ягодников и пристовольных полосах молодых садов качественнее осуществляется фрезами с вертикальной или крутонаклонной осями вращения. Технология применения фрез с вертикальной осью вращения позволяет подводить активные рабочие органы как можно ближе к кустам и стволам деревьев не повреждая их и корневую систему.
Abstract. The analysis of the machines, processing soil in the row spacing of high-stemmed berry bushes showed that ploughs, cultivators, disc harrows, cutters with a horizontal rotation axis cannot secure high-quality soil treatment and proper care of berry bushes and garden plants meeting agrotechnical requirements. Therefore, it is better to use cutters containing active and passive working devices thus reducing the energy intensity of such tillage machines for processing soil in the rows of high-stemmed plants. The article substantiates the usage of soil cutters with vertical or steeply inclined rotation axes, so that to directly affect the fractional composition of the soil, to easier set and change the mode of operation of the cutter (feed, working speed, speed of the rotors and direction of rotation), to set the depth of soil treatment without damaging the root system, carefully copying it. Besides, tilling the soil, weed cutting and copying the root system of plants without damaging them in near-stem areas of berry plantations and of young orchards is better carried out with milling cutters with vertical or steeply inclined spin axes. The technology of using cutters with a vertical rotation axis allows placing active operating devices as close as possible to bushes and tree trunks without damaging them and their root system.
Ключевые слова: фреза, вертикальная ось, активные рабочие органы, междурядья, приствольная полоса, высокостебельные растения, обработка почвы, подрезание сорняков.
Key words: milling cutter, vertical axis, active operating device, row spacing, near-stem area, high-stemmed plants, soil treatment, weed cutting.
Введение. В настоящее время для обработки почвы в междурядьях на ягодных плантациях и в садах применяются садовые дисковые плуги, дисковые бороны, культиваторы и ротационные почвообрабатывающие машины. Условия эксплуатации на ягодниках и в садовых насаждениях существенно отличаются от условия работы в поле.
При обработке почвы в междурядьях высокостебельных культур (малина, смородина, крыжовник, виноградники и др.) плуг или фреза должны как можно ближе подходить к стволам деревьев или кустам, не повреждая корневую систему, стволы и ветви растений.
Условно принято считать, что плантации ягодных кустарников и садовых насаждений делятся на три зоны (рис. 1):
1) Междурядье;
2) Прикустовая зона;
3) Кустовая зона (ствольная полоса).
Рисунок 1 - Схема расположения зон на плантациях малины
Садовые плуги ПСГ - 3-30А, ПСВ - 120 - 50, почвообрабатывающие виноградниковые машины ПРВН - 1,5А, ПВ-1,7, ПКВ-1,8, садовые фрезы ФПШ-200, ФА-0,76, ФСН-0,9Г, дисковые плуги, дисковые лущильники, ротационные бороны БДН-3,0, садовые бороны БДСТ - 2,5, БДН - 1,3А, садовые навесные культиваторы КСМ-5 надежны в работе, просты по конструкции, но имеют значительное тяговое сопротивление, что вызывает необходимость агрегатировать их с тракторами повышенного тягового класса.
А это усложняет применение ассиметричных агрегатов, что в конечном итоге ведет к снижению качества обработки почвы
Для обработки почвы в междурядьях и прикустовых зонах для уничтожения сорной растительности по прежнему во многих фермерских хозяйствах и промышленных плантациях применяется мотыжение, культивация, вспашка, которые не лишают проблему повреждения растений и их корневой системы.
При обработке почвы плугом вразвал по центру междурядья образуется глубокая борозда. Это способствует быстрому подсыханию почвы и торможению роста растений. А применение дисковых борон сказывается на образовании гребней, что способствует ускоренному испарению влаги.
Фрезы с горизонтальной осью вращения ФПШ - 200 и ФА - 0,75 обладают высокой энергоемкостью и низкой производительностью, оставляя за собой при обработке почвы широкую защитную зону, чтобы не повреждать растения элементами рамы и привода, а установка на нем защитного кожуха приводит к нерациональному расходу мощности, увеличивая его на 31% [2]. К тому же фрезы с горизонтальной осью вращения плохо заглубляются [3], на обслуживание и наладку тратится много времени, а увеличение их производительности труда приводит к чрезмерному измельчению и распылению почвы.
Но полностью отказаться от междурядных обработок почвы нельзя из - за образования относительно высокого уплотнения почвогрунтов и появления большого количества сорняков. Замена междурядной обработки внесением гербицидов (например, симазина) эффективна только в течение 6 месяцев. К тому же она вызывает повреждение культурных растений и способствует накоплению гербицида в почве.
Полностью, в существующих условиях, заменить обычную обработку почвы гербециды не смогут. Они должны дополнять ее, уничтожая сорняки внутри полос.
Технические средства и методы исследований. Практика показывает, что в садовых насаждениях и ягодных плантациях лучше применять почвофрезы с вертикальной или крутонаклонной осью вращения. Фрезы с вертикальной осью вращения могут направленно воздействовать на фракционный состав почвы [4], легче задавать или менять режим работы (подача, рабочая скорость движения, частота вращения роторов и направление вращения), задавать глубину обработки почвы не повреждая корневую систему тщательно ее копируя [5].
Фрезы с вертикальной осью вращения можно применять как ассиметричное орудие, что упрощает их агрегатирование, а значит, приводит к повышению качества обработки почвы.
Фрезерование почвы - относительно высокий энергоемкий процесс, значительно превышающий затраты энергии на обработку той же самой по площади почвы пахотными орудиями с пассив-
ными рабочими органами. Это связано с тем, что привод активных рабочих органов осуществляется от вала отбора мощности
Все известные машины для обработки почвы в междурядьях высокостебельных культур -плуги, культиваторы, дисковые бороны, фрезы с горизонтальной осью вращения не могут обеспечить качественную обработку почвы и должный, отвечающий агротехническим требованиям, уход, особенно в прикустовой зоне растений, обеспечивая заданную ширину ряда по всей длине плантации. Для нормальной работы улавливающего устройства ягодоуборочных комбайнов ширина ряда должна быть постоянной и определенной
Результаты и их обсуждение. Проведенный нами анализ технических средств для обработки почвы показал, что в междурядьях лучше использовать фрезы, содержащие активные и пассивные рабочие органы (рис. 2) Энергоемкость такой почвообрабатывающей машины [6] меньше по сравнению с фрезой, имеющей только одни активные органы.
Для рыхления почвы и подрезания сорняков в прикустовых зонах ягодников и приствольных полосах молодых садов лучше использовать фрезы с вертикальной или крутонаклонной осью вращения.
Но теоретические и экспериментальные исследования [7] показали, что фреза с крутонаклонной осью вращения (рис. 3) при обработке почвы в прикустовой зоне растений вызывает неравномерность движения фрезы и дополнительные нагрузки на подшипники оси ротора, что ведет к повышению энергозатрат на обработку почвы и преждевременному их износу.
I
Рисунок 2 - Фреза, содержащая активные и пассивные рабочие органы
Выводы. Для уменьшения энергозатрат на обработку почвы рациональнее применять фрезы [8,9] с вертикальной осью вращения (рис. 4), которые качественно крошат почву, не повреждая корневую систему.
Рисунок 3 - Обработка прикустовой зоны Рисунок 4 - Обработка прикустовой зоны
растений фрезой с круктонаклонной осью вращения растений фрезой с вертикальной осью вращения
Главной задачей при обработке почвы в прикустовой зоне является копирование корневой системы растения не повреждая ее.
Поскольку, угол залегания корней у разных растений (малина, смородина, крыжовник, виноград, яблоня и др.) неодинаков, то лучше использовать фрезу [10], у которой имеется возможность регулировки угла установки рабочих органов к поверхности почвы, что приводит к улучшению качества копирования корневой системы (рис. 5).
I
Рисунок 5 - Конструкция фрезы с вертикальной осью вращения для обработки почвы в прикустовой зоне
Библиографический список
1. Блохин В.Н. Исследование процесса и рабочего органа для ухода за межкустовой зоной на ягодниках: дис. ... канд. техн. наук / Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства. М., 1993.
2. Джамакулов С.В. Влияние защитного кожуха почвофрезы на показатель работы фрезерного культиватора // Механизация хлопководства: реф. науч.-техн. сб. Ташкент, 1977. № 6 (212). С. 4-5.
3. Яцук Е.П. Улучшение пастбищ на солонцовых почвах методом фрезерования против подачи // Исследование и усовершенствование почвообрабатывающих машин. М., 1970.
4. Порфирюк В.И. Некоторые преимущества обработки орошаемых почв активными вращающимися рыхлящими органами // Сельское хозяйство Таджикистана. 1966. № 6. С. 54-56.
5. А. с. 1724040 Рос. Федерация. Агрегат для ухода за высокостебельными культурами / В.Н. Блохин, В.Н. Ожерельев, А.А. Цымбал. 1992.
6. А. с. 1604180, кл. А01В 33/06 СССР / В.Н. Ожерельев, В.Н. Блохин. 1974.
7. Блохин В.Н., Случевский А.М. К вопросу о преимуществе фрез с вертикальной осью вращения над фрезами с крутонаклонной осью вращения // Продовольственная безопасность: от зависимости к самостоятельности: материалы междунар. науч.-практ. конф. Смоленск: Смоленская ГСХА, 2017. С. 655-658.
8. Пат. 173801, кл. А01В 33/06,33/10, 39/16 Рос. Федерация / Блохин В.Н., Случевский А.М., Роганков С.И., Кувшинов Н.М., Ковалев А.Ф., Лаптева Н.А. 2017.
9. Пат. 179945, кл. А01В 33/06,33/106,39/166 Рос. Федерация / Блохин В.Н., Случевский А.М., Роганков С.И., Кувшинов Н.М., Ковалев А.Ф., Лаптева Н.А. 2018.
10. Пат. 190984, кл. А01В 33/06,33/14 Рос. Федерация / Блохин В.Н. Кувшинов Н.М., Случевский А.М., Кузнецов В.В., Кубышкин А.В., Лаптева Н.А. 2019.
References
1. Blohin V.N. Issledovanie protsessa i rabochego organa dlya uhoda za mezhkustovoy zonoy na ya-godnikah: dis. ... kand. tehn. nauk / Vserossiyskiy selektsionno-tehnologicheskiy institut sadovodstva i pi-tomnikovodstva. M., 1993.
2. Dzhamakulov S. V. Vliyanie zaschitnogo kozhuha pochvofrezy na pokazatel raboty frezernogo kul-tivatora //Mehanizatsiya hlopkovodstva: ref. nauch.-tehn. sb. Tashkent, 1977. № 6 (212). S. 4-5.
3. Yatsuk E.P. Uluchshenie pastbisch na solontsovyh pochvah metodom frezerovaniya protiv podachi //Issledovanie i usovershenstvovanie pochvoobrabatyvayuschih mashin. M., 1970.
4. Porfiryuk V.I. Nekotorye preimuschestva obrabotki oroshaemyh pochv aktivnymi vraschayuschimisya ryhlyaschimi organami // Selskoe hozyaystvo Tadzhikistana. 1966. № 6. S. 54-56.
5. A. s. 1724040 Ros. Federatsiya. Agregat dlya uhoda za vysokostebelnymi kulturami / V.N. Blohin, V.N. Ozherelev, A.A. Tsymbal. 1992.
6. A. s. 1604180, kl. A01V33/06 SSSR / V.N. Ozherelev, V.N. Blohin. 1974.
7. Blohin V.N., Sluchevskiy A.M. K voprosu o preimuschestve frez s vertikalnoy osyu vrascheniya nad frezami s krutonaklonnoy osyu vrascheniya // Prodovolstvennaya bez-opasnost: ot zavisimosti k sa-mostoyatelnosti: materialy mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Smolensk: Smolenskaya GSHA, 2017. S. 655-658.
8. Pat. 173801, kl. A01V 33/06,33/10, 39/16 Ros. Federatsiya /Blohin V.N., Sluchevskiy A.M., Rogankov S.I., Kuvshinov N.M., Kovalev A.F., Lapteva N.A. 2017.
9. Pat. 179945, kl. A01V 33/06,33/106,39/166 Ros. Federatsiya / Blohin V.N., Sluchevskiy A.M., Rogankov S.I., Kuvshinov N.M., Kovalev A.F., Lapteva N.A. 2018.
10. Pat. 190984, kl. A01V 33/06,33/14 Ros. Federatsiya /Blohin V.N. Kuvshinov N.M., Sluchevskiy A.M., Kuznetsov V.V., Kubyshkin A.V., Lapteva N.A. 2019.
УДК 631.372:631.3.072.3
АГРЕГАТИРОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ С КОРМОУБОРОЧНОЙ ТЕХНИКОЙ ХОЛДИНГА «ГОМСЕЛЬМАШ»
Aggregation of Agricultural Tractors with Mounted Forage Implements of the Holding "Gomselmash"
Попов В.Б., канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Сельскохозяйственные машины», [email protected] Popov V.B.
УО «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого» Sukhoj State Technical University of Gomel
Реферат. Проблема агрегатирования мобильных энергетических средств с навесным оборудованием часто связана с достаточным уровнем энергии, необходимой для перевода навесного орудия из рабочего положения в транспортное. В статье анализируется энергетический аспект агрегатирования сельскохозяйственных тракторов и навесной кормоуборочной техники. Достаточный уровень энергии обеспечивается подъемно-навесным устройством трактора, характеризующийся грузоподъемностью на оси подвеса механизма навески. Для положительного заключения о возможности агрегатирования в энергетическом аспекте этой информации недостаточно. В процессе эксплуатации машинно-тракторного агрегата перевод навесной машины из рабочего положения в транспортное выполняется многократно и, как правило, с необоснованными энергетическими затратами. Это связано с тем, что агрегатирование энергетического средства и орудия ранее не предусматривалось, а также из-за отсутствия рекомендаций по настройке подъемно-навесного устройства. Приведены результаты расчетов, выполненных на функциональной математической модели, имитирующей перевод навесной машины из рабочего в транспортное положение подъемно-навесным устройством (ПНУ) трактора. Перевод навесной машины в транспортное положение энергетически обеспечивается только при достаточной грузоподъемности ПНУ колесного трактора. Инженерное решение этой проблемы состоит в снижении максимального значения основного передаточного числа механизма навески, обеспечиваемого соответствующим выбором параметров ПНУ. Рассмотрена модель перераспределения нагрузки на мосты трактора при подъеме навесной машины в транспортное положение и условия обеспечения управляемости трактора. Решение поставленных задач, с одной стороны, расширяет возможности агрегатирования для сельскохозяйственных колесных тракторов, а с другой способствует распространению отечественной кормоуборочной техники.
Abstract. The problem of mobile power unit aggregation with mounted equipment is often associated with sufficient energy level, which is necessary for transferring the mounted implement from its working to transport position. The article analyzes the energy aspect of aggregation of agricultural tractors and mounted forage equipment. The sufficient level of energy is provided by a lift-and-mount device, characterizing by lifting capacity of linkage mechanism on its suspension axis. To make a positive conclusion on the aggregation possibility in the energy aspect, this information is not enough. During the operation of the machine-tractor unit, the transfer of the mounted implement from the working position to the transport is carried out repeatedly and, as a rule, with unreasonable energy costs. This is due to the fact that the aggregation of energy and tools was not previously envisaged, as well as, due to the lack of recommendations on setting up lift-and-mount devices. The results of calculations performed on a functional mathematical model simulating the transfer of a mounted implement from a worker to a transport position by a lift-and-mount device of a tractor are presented. The transfer of the mounted machine to the transport position is energetically provided only with a sufficient load capacity of the lift-and-mount device of a wheeled tractor. An engineering solution to this problem is to reduce the maximum value of the main gear ratio of the linkage mechanism, which is provided by the appropriate choice of linkage mechanism parameters. A model of the load transfer to the tractor axles when lifting the mounted implement in the transport position and the conditions for ensuring tractor controllability are considered. The solution for the set tasks, on the one hand, expands the aggrega-
