Глибокорозпушувачі T-allAr

Глибокорозпушувачі T-allAr

Альтернатива традиційній технології обробітку ґрунту: Глибокорозпушувач T-allAr-2,7 (ПП ВФ «ПОЛІМАШПРОЕКТ»)
Шустік Л.П., канд. техн. наук
Нілова Н.П., старший науковий співробітник
Степченко С.В., старший науковий співробітник
Погоріла З.П., провідний економіст,
(УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого)

Традиційний, або класичний метод ведення землеробства – це процес механічного втручання в структуру ґрунту з метою його підготовки до сівби, створення оптимальних умов для проростання насіння і розвитку сходів, боротьби з бур’янами, шкідниками та збудниками хвороб, покращення водообміну й аерації для забезпечення життєдіяльності культурних рослин. Головною особливістю даного методу є оранка чи глибоке рихлення. Тому на початку XX ст. відвальний обробіток широко застосовувався майже в усіх розвинутих країнах світу, в тому числі й в Україні. Статистика свідчить, що в Україні 80 % сільськогосподарських земель оброблялися за традиційною технологією.
Але повсюдне інтенсивне застосування оранки швидко призвело до грубого порушення природної рівноваги, зниження родючості і деградації ґрунтів. Разом з перевагами даної технології відмічені суттєві недоліки: висока енергомісткість основного обробітку; обертання скиби порушує природну структуру орного шару, висушує його та призводить до погіршення умов життєдіяльності та загибелі корисної мікробіоти; при постійному обробітку поля в товщі ґрунту на глибині 30-50 см створюється дуже щільний шар – плужна підошва, яка погіршує водний та повітряний режими ґрунту, а також негативно впливає на розвиток кореневої системи рослин. Після весняного танення снігу вода тривалий час затримується на полях, що призводить до гниття частини насіння та сходів, а в спекотні літні місяці до поверхневого шару ґрунту не може підійти вода з глибинних шарів.
Кліматичні зміни, критичний брак вологи, ущільнення орного та підорного шарів ґрунту внаслідок дії на них робочих органів машин, ходових систем тракторів і комбайнів ставлять під сумнів ефективність традиційної технології обробітку ґрунту, тому аграрії шукають нові рішення, щоб отримати стабільні врожаї та заощадити на паливно-мастильних матеріалах.
Ці обставини спонукали до пошуку альтернативних систем основного обробітку ґрунту. Ураховуючи вагомий вплив (18-25 %) чинника обробітку ґрунту на врожайність сільськогосподарських культур, недостатню кількість ефективної вологи в ґрунті більше ніж на половині території України, розвиток водної і вітрової ерозії на 30 % посівних площ, аграрне виробництво останніми роками диктує нові вимоги до технології обробітку ґрунту. Особливо актуальним є забезпечення системної єдності техніки, технологій і природного середовища, зниження негативних наслідків
використання машинних технологій, цілеспрямоване впровадження ресурсоощадних екологічно безпечних механізованих процесів.
Намагаючись постійно накопичити всю доступну вологу в ґрунті та утворити родючий шар зверху, мислячі фермери зробили ставку на глибоке розпушування. Обробіток на глибину 30 см і більше добре його розпушує, що дозволяє максимально увібрати та втримати вологу, а рослинні залишки запобігають її подальшому випаровуванню. Як правило, ці рештки перемішуються з ґрунтом на глибину до 15 см і на поверхні утворюється багатий на органіку шар.
На ущільнених ґрунтах або в специфічних умовах доречно проводити основний обробіток у вигляді оранки чи глибокого розпушування. Це забезпечує відповідні вимоги до агрофізичних характеристик ґрунту на двох етапах розвитку рослин: 1 – створення у верхньому шарі (0-10 см) умов для проростання насіння (наявність вологи, тепла, повітря, дрібногрудочкової структури); 2 – забезпечення у нижніх шарах (10-35 см) умов для розвитку кореневої системи та продуктивного її функціонування в процесі вегетації рослини за щільності ґрунту 1,10-1,26 г/см3.
Оранка може забезпечити вимоги обох етапів, проте в багатьох випадках на другому етапі доцільніше використовувати глибокорозпушувачі, а поверхневий обробіток виконувати іншими робочими органами. Плужний обробіток забезпечує надлишкове розущільнення в межах 0,65…0,7 г/см3. Використання глибокорозпушувачів порівняно з плугами є більш ефективним – поріг їх розущільнення знаходиться в межах 0,85…0,90 г/см3 і це є резервом не тільки скорочення витрат палива, економії ресурсів, але й екологічних переваг.
Глибокорозпушувачі вирішують завдання глибокого рихлення ґрунту без обертання скиби, що забезпечує стабільні умови комфортної життєдіяльності наявної пошарової біоти, а наявність котків формує утворення мульчуючого шару із пожнивних решток для зменшення випаровування вологи і запобігання ерозії ґрунту. Тобто за використання глибокорозпушувачів отримуємо якісне рихлення без перемішування та зміщення шарів ґрунту, руйнацію ущільнення та збільшення пористості ґрунту, в який краще проникають волога та кисень. Ще один позитивний фактор – в ґрунті залишається багато живих мікроорганізмів, які знищують патогени, перетворюють недоступні форми корисних елементів у доступні, що сприяє кращому живленню рослин.
За визначенням фахівців, система обробітку ґрунту за допомогою глибокорозпушувачів має назву консервувальна. Прогнозується, що частка її застосування в загальній структурі площ сільськогосподарських угіль буде складати 25 % (мал. 1). Сформульовані базові вимоги до консервувальної системи включають наступні складові: глибина обробітку – 30-35 см; збереження пожнивних решток – не менше 30 %; кількість грудочок розміром до 50 см – не менше 80 %; гребенистість поверхні поля – не більше 4 см. При цьому повинні забезпечуватись наведені експлуатаційно-
технологічні показники: робоча швидкість – 6-12 км/год; витрати палива – не більше 16,5 л/га.

ПмП

Малюнок 1 – Структура застосування різних систем обробітку ґрунту
залежно від техніко-технологічного забезпечення
Приватне підприємство «ВФ «ПОЛІМАШПРОЕКТ» в 2018 році представило на ринок глибокорозпушувач T-allAr-2.7 (мал. 2), який призначений для глибокого зяблевого безвідвального обробітку ущільнених ґрунтів на глибину до 50 см з метою захисту ґрунту від ерозії, руйнування плужної підошви, поліпшення водно-повітряного режиму кореневмісного шару ґрунту, підвищення показників родючості ґрунту і, як наслідок, збільшення урожайності сільськогосподарських культур.

Полімашпроект

Малюнок 2 – Глибокорозпушувач під час виконання технологічного процесу
Глибокорозпушувач T-allAr-2.7 – навісний агрегат, що складається з основної рами, на якій в два ряди розміщені стійки з ґрунторозпушувальними лапами, навіски з нижніми та верхніми кронштейнами для регулювання положення агрегата відносно трактора, двох тандемно-зубчатих котків та механізму регулювання (мал. 3). Переведення з робочого положення в транспортне і навпаки здійснюється за допомогою гідросистеми колісного ходу агрегата та навіски трактора.

Полімашпроект

1 – рама; 2 – кронштейни нижньої навіски; 3 – кронштейни верхньої навіски; 4 – стійка в зборі; 5, 6 – верхній та нижній кронштейни фіксації стійки; 7 – рама котка; 8 – регулюючі гвинти (сталрепи) заглиблення переднього та заднього зубчатих котків; 9 – держаки котка
Малюнок 3 – Будова глибокорозпушувача T-allAr-2.7

Рама являє собою конструкцію із балок: поздовжніх – прямокутного, а поперечних – квадратного перерізів. До балок кріпляться кронштейни фіксації стійок, рама з держаками котків, кронштейни з точками приєднання до навіски трактора та підрамники.
Ґрунторозпушувальні лапи (мал. 4) – дуговидні асиметричні стійки із змінною відстанню між ними в ряду (350-2100 мм), з реверсивними долотовидними наконечниками довжиною 600 мм. Кількість стійок також змінна – від 2 до 6 штук, в залежності від потужності трактора та пори року. Розташування лап у два ряди із зустрічним направленням розпушувального ефекту забезпечує урівноваження створюваних робочими органами зусиль і відповідно прямолінійність руху агрегату.

                                     а                                                                                                                                             б 

 

 

 

 

 

 

Малюнок 4 – Глибокорозпушувальна лапа: а – стійка в зборі; б – робоча площина асиметричної стійки з реверсивним долото видним наконечником
Навішується агрегат на триточкову навіску трактора (мал. 5): до задніх шарнірів нижніх (поздовжніх) тяг і верхньої тяги центрального гвинта навіски трактора.

Полімашпроект

Малюнок 5 – Навісний пристрій
Тандемно-зубчаті котки (мал. 6) – дві труби діаметром 194 мм та товщиною стінки 10 мм, на яких в шаховому порядку розміщено зубові шипи серповидної форми по всій ширині захвату. Розвертання котків на 180 градусів у горизонтальній площині забезпечує різну активність їх роботи. Кожна опорна цапфа котків вварена в трубу на двох фланцях.
Механізм регулювання технологічного процесу (мал. 7) встановлює глибину обробітку механічним шляхом перестановкою опорного пальця у відповідних отворах на рамній конструкції. За рахунок цього змінюється величина зміщення котка по вертикалі та заглиблення лап у ґрунті.
Рівномірне заглиблення першого та другого рядів робочих органів регулюється центральною тягою навісного пристрою трактора.
 
 
 

ПолімашпроектПолімашпроект

 

 

 

 

 

 

Малюнок 6 – Тандемно-зубчаті котки                                     Малюнок 7– Опорний палець регулювання глибини обробітку

Інженерне оцінювання конструкції глибокорозпушувача дозволило відмітити наступні його позитивні якості: універсальність рами, її жорсткість та міцність, що гарантують надійність конструкції під час роботи; підвищений ресурс елементів робочих органів, що безпосередньо контактують в процесі роботи з ґрунтом та отримують найбільші навантаження за рахунок використання сталі високої якості, що забезпечує якісну роботу машини; диференційована двохопераційна різноглибинна послідовність механізованого обробітку ґрунту чизелем і котком: використання тандемного зубчатого котка, розворотом якого в горизонтальній площині регулюється активність поверхневого обробітку від агресивного до щадного; адаптованість конструкції до різних вимог, що дозволяє доукомплектувати агрегат системою внесення рідких або сипучих добрив та змінювати кількість стійок в інтервалі на 2…4 шт.

З метою оцінювання технічних показників, закладених в конструкцію глибокорозпушувача T-allAr-2.7, та якості технологічного процесу спеціалістами УкрНДІПВТ ім Л. Погорілого в 2018 році були проведені випробування, які були реалізовані 19.10.18 в с Пилипча Білоцерківського району Київської області на польовому фоні зі стернею гречки. Умови випробувань були задовільними: рельєф поля – рівний, тип ґрунту – чорнозем глибокий малогумусний середньосуглинковий; вологість ґрунту в шарах 0-30 см становила 18,0-17,0 %, твердість – 1,22-3,11 МПа; висота стерні – 16,5 см, маса рослинних решток – 205 г/м2, засміченість бур’янами – 15 шт/м2. Для агрегатування використано трактор Deutz-Fahr Agrotron X720 потужністю 240 к.с.
Технологічний процес глибокорозпушувача реалізується наступним чином. Під час руху агрегату полем при заглиблених глибокорозпушувальних лапах, ґрунт під дією результуючого вектора сил одночасно піднімається та зміщується вбік. В результаті оброблений горизонт піддається активному розпушенню шляхом утворення широкої
мережі тріщин та ґрунтових агрегатів, які сприяють проникненню вологи й повітря, руйнації плужної підошви; на поверхні ґрунту залишаються рослинні рештки, що сприяють вологоутриманню. Наявність двох рядів глибокорозпушувальних лап забезпечує якісний обробіток ґрунту по ширині агрегата. Завершують технологічний процес тандемно-зубчаті котки, які кришать грудки, ущільнюють та вирівнюють поверхневий шар ґрунту, створюючи умови для підтягування вологи в кореневмісний шар.
Основні показники призначення та технічна характеристика глибокорозпушувача T-allAr-2,7 представлені в таблиці 1.
                         Таблиця 1 – Технічна характеристика глибокорозпушувача T-allAr-2,7 за даними виробника.

Название параметра

Значение параметра

Тип машины

Навесная

Агрегатирование, л.с.

150-300

Конструкционная ширина захвата, м

2,8

Робочая ширина захвата, м

Не менее 2,7

Транспортная скорость, км/ч

Не больше 20

Обслуживающий персонал, чел.

1

Количество рядов глубоко- рыхлящих лап, шт.

2

Количество лап, шт.

2-6

Расстояние между лапами в ряду, мм:

–         в первом

–         во втором

350-2100

Длинна долота, мм

600

Ширина тандемно-зубчатого катка, мм

2700

Диаметр тандемно-зубчатого катка, мм

420

Габаритные размеры:

в транспортном положении, мм:

– длина

– ширина

– высота

Не больше

2800

2850

1700

В рабочем положении, мм:

– длина

– ширина

– высота

Не больше

2950

2850

1450

Масса конструкционная, кг

Не больше 1480

Удельная материалоёмкость на 1 м ширини захвата, кг

Не больше 529

Дорожный просвет, мм

Не менее 300

Удельный расход топлива за час сменного времени, л/га

15-25

В результаті агротехнічного оцінювання якості виконання технологічного процесу глибокорозпушувачем T-allAr-2,7 встановлено, що отримані показники є задовільними, агрегат забезпечує якісний обробіток ґрунту (табл. 2) При цьому забезпечується достатній рівень експлуатаційно-економічних показників, що прогнозує перспективу застосування глибокорозпушувача в господарствах України.
Номенклатура показників якості та експлуатаційно-технологічних показників за результатами випробувань глибокорозпушувача представлена в таблицях 2, 3.
                                                           Таблиця 2 – Показники якості виконання технологічного процесу

 

Показатель

Значенние показателя

Проф. рекомендаций

Испытаний

Робочая ширина захвата, м

Не менее 2,7

2,7

Средняя глубина обработки, см

Не больше 50,0

41,0

Среднеквадратичное отклонение, ± см

5,0

4,5

Коэффициент вариации, %

Нет данных

11,0

Качество крошения почвы по размерам комков , %:  

              0–50,0 мм

Не менее 50

61,8

     больше 50,1

Нет данных

38,2

Сохранение стерни, %

Не менее 30

52,7

Гребенистость поверхности поля, см

Не больше 5,0

2,5

Забивание і залипание робочих органов

Не допускается

0,0

                                                                  Таблиця 3 – Експлуатаційно-технологічні показники

 

Показатель

Значение показателя

Проф. рекомендаций

Испытаний

Робочая ширина захвата, м

Не менее 2,7

2,7

Робочая скорость, км/ч

8-12

8,2

Продуктивность, га/ч

–         за час основного времени

–         за час сменного времени

–         за час експлуатационного времени

2,16-3,24

1,73-2,60

1,51-2,67

2,2

1,8

1,8

Експлуатационно-технологические коэффициенты:

– надёжности технологического процеса

– использование сменного времени

– использование експлуатационного времени

Не менее 0,98

Не менее 0,8

Не менее 0,7

1

0,81

0,81

Удельный расход топлива, л/га

15-25

11,9…15,0

Під час випробувань відмов не відмічено (коефіцієнт надійності – 1).
Прямі експлуатаційні витрати становлять 667,28 грн/га, затрати праці – 0,56 люд-год/га. Залежність прямих експлуатаційних витрат від завантаження за елементами витрат наведено на малюнку 8.

Малюнок 8 – Прямі експлуатаційні витрати в залежності від завантаження
З розрахунку видно, що такі складові, як заробітна плата та витрати пального на одиницю наробітку є незмінними і становлять 20,3 грн/га та 297,5 грн/га відповідно. Збільшення річного завантаження до 300 год. забезпечує зниження прямих експлуатаційних витрат на 5 %.
Чизельний обробіток ґрунту – перспектива, що базується на позитивах ресурсозбереження, зокрема аналіз питомих витрат палива на 1 м3 обробленого ґрунту показує, що глибокорозпушувач споживає на 58 % палива менше, ніж плуги, які останнім часом проходили випробування в УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого: відповідно 1,33 г/м3 проти 3,14 г/м3.
Висновки
1. Чизельний обробіток ґрунту є альтернативою оранці з покращеними показниками повітря- і водопроникнення та комфортної життєдіяльності ґрунтової мікробіоти.
2. Чизель є базовою машини для реалізації консервувальної системи обробітку ґрунту, прогнозована частка якої в загальній структурі площ сільськогосподарських угідь складає 25 %.
3. ПП ВФ «ПОЛІМАШПРОЕКТ» пропонує ринку глибокорозпушувач T-allAr – новий інноваційний продукт, що має наступні позитиви: універсальну раму, адаптовану під змінну кількість лап, та перспективу застосування мінеральних добрив; регульований за технологічними вимогами тандем ний коток; прогнозований високий ресурс за рахунок високоякісних робочих органів.
4. За наявних умов випробувань агрегат забезпечує якісний обробіток ґрунту та прийнятні експлуатаційно-економічні показники, зокрема показник питомих витрат палива випробуваного чизеля на кожен кубічний метр обробленого ґрунту в порівнянні з оранкою є суттєво (на 58 %) меншим.
5. Прогнозується, що глибокорозпушувач T-allAr знайде використання в господарствах України з різними розмірно-ресурсно-технологічними рівнями.

Подобається? Підтримай проект!
Дуже поганоПоганоВлаштовуєДобреСупер (10 рейтинг, 2 підтримало)
Loading...

Залишити відповідь