Добавлен: 21.11.2023
Просмотров: 458
Скачиваний: 16
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Разработка новых технологий и появление более совершенных дисковых борон существенно изменило расстановку дисковых борон и лущильщиков по своему назначению. Согласно минимальной обработки почвы, которая за последние годы получает все большее признание в отличие от традиционной (интенсивной) технологии, требуется проводить основную обработку почвы только на глубину 8...12 см с измельчением пожнивных остатков и перемешиванием их с почвой. С такой обработкой, исходя из особенностей конструкции, не могут справиться подрезающие рабочие органы культиваторного типа. В наибольшей степени этим требованиям отвечают ротационные дисковые рабочие органы, которые, перекатываясь по почве, измельчают пожнивные остатки и одновременно обрабатывают почву. Орудия с ротационными рабочими органами позволяют в отличие от полевых культиваторов и, особенно, от плоскорезов, проводить обработку почвы и на малых глубинах.
За последние годы на рынке дисковых ротационных почвообрабатывающих орудий представлены новые дисковые бороны и лущильщики – дискаторы и мульчировщики. Конструктивно они отличаются от лущильщиков и борон батарейного типа тем, что у них каждый рабочий орган имеет индивидуальное крепление к раме и кроме регулируемого угла атаки диски могут быть наклонены к почве, как у дисковых плугов. Однако все исходные агротехнические требования у мульчировщиков сохранились в полном соответствии с требованиями к дисковым лущильникам, так же, как и у дисковых борон и дискаторов. Поэтому по своему назначению дисковые ротационные почвообрабатывающие орудия можно подразделить на два типа: на лущильщики (мульчировщики) и бороны.
Дисковые лущильники из числа первых выпусков, прослуживших много лет производству, ЛД-5 (10, 15 и 20), а затем и их гидрофицированные модификации, представляли собой расположенные в один ряд симметричные дисковые рабочие органы диметром 450 мм. Для обеспечения лучшего копирования рельефа поля диски были объединены в секции-батареи по 9...10 25 рабочих органов. В секциях-батареях диски насажены на квадратный вал.
Решение каждого из перечисленных требований связано с необходимостью разработки новых конструкций и оптимизации всех их параметров. Одним из важных агротехнических требований является способность бороны или лущильщика заглубляться на заданную исходными требованиями глубину. Бесспорно, что заглубляемость дисковых борон зависит от ряда конструктивных параметров. Однако, если бороны и лущильщики зарубежного производства у себя на «родине» показывают отличные результаты по заглубляемости, то в более жестких почвенных условиях, этот показатель, к сожалению, не подтверждается. Причина здесь одна – низкая вертикальная нагрузка на диск. Такие же плохие результаты показывают и большинство отечественных орудий с аналогичным диагнозом. И это результат слепого копирования нашими производителями зарубежных конструкций, не желающих вкладывать средства в новые разработки, учитывающие различие почвенных условий.
Следовательно, необходимость разработки новых конструкций, обеспечивающих высокую заглубляемость борон и лущильщиков очевидна. Конструктивно дисковые бороны и мульчировщики очень похожи. И эта схожесть помешала нашим производителям заметить их принципиальное отличие, исходящее от различия исходных требований к ним. Согласно требованиям мульчирование (лущение) необходимо проводить на глубине до 6 см, а боронование – 8...12 см. К операции мульчирования предъявляются более высокие требования к степени крошения почвы, чем к боронованию.
Известно также, что согласно теории деформации почвы и её крошения, наилучшие результаты можно достичь при меньшем диаметре и меньшей кривизне сферы диска. Меньший диаметр диска также легче заглубляется в почву при меньшей нагрузке, приходящейся на один диск, его угловая скорость выше. Все вышеприведенные параметры, присущие мульчировщикам, дают более высокие показатели качества обработки почвы. Однако большинство мульчировщиков отечественного производства снабжены дисками такого же диаметра что и бороны (560 мм). Как было сказано выше, мульчирование почвы проводится на глубине до 6 см с отклонениями не более ± 1 см. Такие жесткие требования невозможно выполнить без копирования рабочими органами профиля поверхности поля.
Однако у большинства отечественных мульчировщиков рабочие органы закреплены жестко к раме на ширине от 3 до 8 м. На такой ширине захвата неровности поверхности поля соизмеримы с установочной глубиной обработки почвы, а порой даже превышают ее в несколько раз. Поэтому при проектировании мульчировщиков необходимо обратить внимание и на этот факт. Одним из наиболее важных параметров дисковых орудий является угол атаки. От угла атаки диска зависит ширина его захвата, степень крошения почвы, заглубление. При увеличении угла атаки все эти параметры повышаются, но увеличивается возможность забивания междискового пространства почвой и пожнивными остатками. Анализ этого параметра на большом количестве орудий показывает, что угол атаки выбирается в пределах до 25°. На большинстве орудий отечественного производства угол атаки регулируется, но ни на одном орудии зарубежного производства этот параметр не регулируется. На первый взгляд создается впечатление, что регулирование угла атаки необходимо при меняющихся условиях работы для достижения максимально возможного эффекта с одной стороны, с другой стороны, как многие специалисты подмечают, пользователи часто оказываются неспособны правильно в соответствии с конкретными условиями выбирать интуитивно наилучший вариант. К тому же ещё следует иметь в виду, что система регулирования угла атаки тоже удорожает продукцию.
В связи с вышеизложенным, следует рекомендовать при разработке исходных требований решить проблему необходимости регулирования угла атаки. В этой ситуации надо проанализировать необходимость частой регулировки этого параметра исходя из реально меняющихся параметров условий эксплуатации. Если разработчик планирует ввести в конструкцию орудия регулирование угла атаки, то стойка диска очевидно должна быть расположена только со стороны внутренней сферы диска. Отказ же от регулирования угла атаки дает возможность установить стойку вместе с подшипниковым узлом на наружной стороне сферы, обеспечивая тем самым более беспрепятственный подъем почвы по поверхности внутренней сферы и её проход в междисковом пространстве.
Пожалуй, наибольшая неразбериха в дисковых орудиях при выборе прикатывающих катков. Можно перечислить более десятка катков разной конструкции, приобретенных в разных хозяйствах с одинаковыми условиями эксплуатации. В такой обстановке, пожалуй, лучшим вариантом будет выпуск катков к каждой бороне в виде опций для различных условий – крошащего типа для сухих и пересушенных почв, спирального типа для выравнивания поверхности поля, опорно-копирующие для влажных и переувлажненных почв и т. д. Решением этого важного вопроса должны заниматься не только производители, но и специалисты производства. Разработка дисковых борон и лущильщиков в обязательном порядке должна учитывать технологическую эффективность и надежность, техническую надежность, равновесие орудия и множество других параметров, без удачного решения которых невозможно получить в производстве успех. И эту достаточно сложную проблему призваны решить научные и конструкторские организации совместно со специалистами сельскохозяйственного производства.
2.3 Экономическая эффективность дисковых борон и лущильщиков
Экономическая эффективность отдельных технических разработок и комплексов машин определяется в основном ценой, производительностью и годовой загрузкой. При одинаковой годовой загрузке оцениваемых машин и орудий, определяемой технологией подготовки почвы при участии дисковых борон и лущильников, остается учитывать цены сравниваемых орудий и их производительность, которые определяются по результатам машиноиспытательных станций. Но и при этом необходимо знать и годовую загрузку для более полного представления объемов применения дисковых борон и лущильников с учетом агросроков выполнения операций и расчета их экономической эффективности.
Годовая загрузка дисковых борон и лущильников зависит от природно-климатических условий зоны ведения сельскохозяйственного производства, физико-механических свойств почвы, принятой системы севооборотов, технологии подготовки почвы к посеву и агросроков выполнения операций. И, безусловно, каждый раз получим разную годовую загрузку. Поэтому, пожалуй, есть смысл обсудить общий подход к поставленному вопросу определения годовой загрузки. Для этой цели, к примеру, рассмотрим технологии обработки почвы при возделывании озимой пшеницы, кукурузы на зерно и на силос, подсолнечника.
При возделывании озимых колосовых культур после кукурузы и подсолнечника почву обрабатывают дисковыми орудиями на глубину 8…10 см или стерневыми культиваторами на глубину 10…16 см. Лучшие результаты дает обработка почвы дисковыми боронами батарейного типа в 2..3 следа или в 1…2 следа боронами с 3…4 рядным размещением дисков с индивидуальным креплением рабочих органов к раме в зависимости от состояния почвы и ее физико-механических свойств. Такой выбор почвообрабатывающего орудия можно обосновать тем, что дисковые орудия по сравнению с лаповыми орудиями лучше крошат почву, измельчают пожнивные остатки и перемешивают их с почвой, лучше сохраняют свою работоспособность и в экстремальных условиях. Все это позволяет проводить, сев озимых в лучшие агротехнические сроки, учитывая, что сроки уборки предшественника и сроки посева зачастую имеют разрыв всего лишь несколько дней, а то и совпадают. По этой технологии дисковые бороны обрабатывают в Волгоградской области за последние годы около 500 тыс. га.
Подготовка почвы под кукурузу и подсолнечник после колосовых культур с измельчением и разбрасыванием соломы по поверхности почвы заключается в немедленном проведении лущения на глубину 4…6 см с одновременным прикатыванием тяжелыми катками с целью ускорения получения дружных и полных всходов сорняков от осыпавшихся семян с последующим их уничтожением механическим способом или гербицидами. При массовом появлении всходов многолетних корнеотпрысковых сорняков поле еще раз обрабатывают дисковой бороной на глубину до 14 см, а затем проводят отвальную вспашку плугом.
С применением дисковых борон и лущильщиков обрабатывается почва под кормовые, овощные и бахчевые культуры. Таким образом, дисковые бороны и лущильщики применяются практически на всей площади, возделываемой всеми сельскохозяйственными культурами. Они применяются с ранней весны и до окончания уборки всех культур.
Такой загрузки не имеет ни одно сельскохозяйственное орудие для обработки почвы, как дисковые бороны и лущильщики. По этому показателю эти орудия нужно признать самыми эффективными. Цена и производительность дисковых борон и лущильников изменяется в довольно широких пределах в зависимости от ширины их захвата, условий эксплуатации, агрегатирования и других факторов. И для достоверного определения экономической эффективности требуется, чтобы сравниваемые варианты имели одинаковые конструктивные, технологические и режимные параметры настройки. Но даже и при отсутствии таких условий можно сравнить новое орудие с базовым.
Стоимость дисковых борон с индивидуальной подвеской к раме рабочих органов, размещенных на поперечных балках в 2…4 ряда в 1,2…1.5 раза дороже дисковых борон батарейного типа при одинаковой ширине их захвата. Однако это превышение цены погашается легко за счет снижения количества проходов дисковыми боронами нового типа на 1…2 следа по одному и тому же полю для доведения почвы до состояния, удовлетворяющего агротехническим требованиям к дисковым боронам по качеству подготовки почвы к посеву, а также за счет повышения технологической надежности.
Поэтому, как показывают проведенные расчеты, в конечном итоге, производительность дисковых борон с индивидуальным креплением рабочих органов к раме превышает производительность борон барабанного типа в зависимости от условий их эксплуатации в 1,5…2 раза, притом, что производительность, как параметр эффективности, оказывает наибольшее влияние на эффективность, чем другие параметры. Цена серийно выпускаемой машины и ее годовая загрузка достаточно стабильны и практически не влияют на изменения условий работы. И, учитывая, что изменениям наиболее подвержена производительность и ее логическую связь с приведенными затратами за час работы, как и производительность, можно получить приведенные затраты на единицу выполненной работы как их отношение8:
З пр = З пр.ч.
W cм
где З пр – приведенные затраты за один час работы орудия или комплекса машин, входящих в сравниваемые технологии;
W см – производительность орудия за час сменного времени.
С учетом необходимого количества проходов дисковой бороной БДТ-7 с трактором Т-150 для удовлетворения агротехнических требований подготовки почвы к посеву озимых колосовых культур после кукурузы на зерно агрегатом Т150+3СЗ-3,6 приведенные затраты в два раза выше, чем при посеве агрегатом Т-150+2ППА-3,6 после однократной обработки бороной БДТМ-3 в агрегате с трактором Т-150.