Казань, Республика Татарстан, Россия
Для снижения отрицательного воздействия ходовых систем машинно-тракторных агрегатов на почву и уменьшения трудозатрат необходимо внедрять минимальную обработку почвы за счет совмещения технологических операций и применения комбинированных агрегатов. При комплектовании комбинированного почвообрабатывающего агрегата были учтены технические параметры орудия и условия выполнения машины за один проход таких операций, как рыхление почвы, создание необходимого мульчирующего слоя, выравнивание, подрезание пожнивных остатков и перемешивание их с землей, полный цикл агротехнических операций при подготовке почвы под посев. Были проведены исследования методами планирования экстремальных экспериментов. В качестве активных факторов приняли: угол атаки α (°) дисковых рабочих органов, глубину обработки почвы H (см) и скорости движения агрегата υ (км/ч). За критерии оптимизации приняли усилие на крюке Pкр (кН) и макроагрегатный состав почвы ε (%). Существенное влияние на тяговое усилие орудия при работе фрезерных рабочих органов с частотой вращения n = 250 об./мин и ширине захвата В = 3 м оказывает рабочая скорость орудия. Изменение угла атаки дисковых рабочих органов от 0 до 8 градусов не вызывает значительного роста тягового сопротивления. Это проявляется при установке углов, близких к 0° и минимальной скорости движения агрегата. Оптимальными являются следующие режимы работы агрегата: угол атаки сферических дисков α = 4°, глубина обработки почвы H = 8 см, рабочая скорость агрегата υ = 10 км/ч. При этом макроагрегатный состав почвы составил 87,03%. Предложенная технология поверхностной обработки почвы под посев мелкосеменных культур является менее энергоемкой, так, энергоемкость одного гектара обработанной почвы комбинированным агрегатом с трактором МТЗ-80 при следующих условиях: H = 8...10 см, B = 3 м, υ = 2,7 м/c на среднесуглинистых почвах составляет 442,13 МДж/га, что на 22 % меньше, чем у базового варианта агрегата Т-150К + РБР-4А.
комбинированный агрегат, дисковый нож, фрезерный барабан, тяговое усилие, угол атаки, энергозатраты, экономическая эффективность.
Как показывает отечественная и зарубежная практика, применение минимальных технологий обработки почвы дает ощутимые результаты. Например, в США свыше 50 га пашни обрабатывается по почвозащитным технологиям с минимальной обработкой почвы. При этом особое значение имеет применение ротационных рабочих органов и комбинированных машин.[1,2,3,6,8] Однооперационные машины требуют большого количества проходов машинно-тракторных агрегатов по полю, что ведет к уплотнению почвы, а также к нарушению оптимальных агротехнических сроков ее подготовки к посеву. [7,9,10,11]Поэтому, для снижения отрицательного воздействия ходовых систем машинно-тракторных агрегатов на почву и снижения энергетических и трудовых затрат необходимо внедрять минимальную обработку почвы за счет совмещения технологических операций и применения комбинированных агрегатов.[4,5,7]Условия, материалы и методы исследования. При комплектовании комбинированного почвообрабатывающего агрегата были учтены технические параметры орудия и условия выполнения машиной за один проход таких операций, как рыхление почвы, создание необходимого мульчирующего слоя, выравнивание, подрезание пожнивных остатков и перемешивание их с землей, то есть полный цикл агротехнических операций при подготовке почвы под посев.Экспериментальные исследования по изучению влияния различных рабочих органов агрегата на качество предпосевной обработки почвы под посев мелкосеменных культур и ее энергоемкость проводили на лабораторно-полевой установке (рисунки 1,2).Дисковые ножи 6 (рисунок 2) и фрезерные барабаны, состоящие из Г-образных ножей (рисунок 3), опускаются на поверхность поля. После выбора необходимой передачи агрегат приводится в движение, при этом под действием сил тяжести и скорости дисковые ножи и фрезерный барабан заглубляются на установленную глубину.Г-образные ножи начинают крошить почву и перемешивать с растительными остатками. Под действием сил инерции большие комки отбрасываются назад, по ходу движения агрегата, на фрезерные ножи 4. Ротационные рабочие органы 4 (Г-образные ножи) приводятся в движение от вала отбора мощности трактора, через карданный вал 12, вал привода редуктора 10, редуктор 2 и цепную передачу 13 (рисунок 1). Фрезерные батареи 4 значительно улучшают измельчение почвы, пожнивных остатков и улучшают крошение почвенного пласта, создавая на поверхности мульчированный слой. На несущей раме 1 крепится гидроцилиндр 7, который через кронштейн 8 поднимает опорные колеса 9 для перевода орудия в транспортное положение.Глубина обработки почвы рабочими органами регулируется с помощью регулировочного винта прицепного устройства и опорных колес.Анализ и обсуждение результатов исследований. В качестве тягового средства используется трактор МТЗ-80. Расположение Г-образных ножей вслед за дисковыми батареями значительно снижает энергетические затраты на срезание, рыхление пласта и перемешивание зеленой массы с почвой, а также предотвращает обволакивание ротационных рабочих органов. Это благотворно влияет на ножи ротора и приводной механизм агрегата, что позволяет не только снизить экономические затраты, но и увеличить срок службы орудия.Анализ и обсуждение результатов исследований. С целью оптимизации параметров комбинированного агрегата были проведены исследования методами планирования экстремальных экспериментов. В качестве активных факторов приняли: угол атаки α (°) дисковых рабочих органов, глубину обработки почвы H (см) и скорость движения агрегата υ (км/ч) (табл.1). За критерии оптимизации приняли усилие на крюке Pкр (кН) и макроагрегатный состав почвы ε (%).
1. Альт В.В. Концепция развития почвообрабатывающих машин и способ снижения затрат на глубокую обработку почвы // В.В. Альт, С.Г. Щукин, В.А. Вальков, М.А. Нагайка / Достижения науки и техники АПК. - 2015. - № 9. - С 68-71.
2. Валиев А.Р. Агротехническая оценка нового способа безотвальной обработки эрозионно-опасных почв // А.Р. Валиев, Ю.И. Матяшин, Р.И. Сафин / Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 9. - С 56-58.
3. Валиев А.Р. Энергоресурсосберегающие технические средства для адаптивных систем обработки почвы / Высокотехнологическое импортоопережение при возделывании сельскохозяйственных культур, восстановлении сенокосов и пастбищ. Подготовка специалистов для проектирования, создания и внедрения импортоопережающей инновационной техники в сельскохозяйственное производство: Материалы выездного заседания Бюро секции механизации, электрификации и автоматизации Отделения с/х наук РАН. - Казань: Издательство Казанского ГАУ, 2015. - С. 143-151
4. Кашапов И.И. Энергосберегающие технологии в АПК / И.И. Кашапов, Б.Г. Зиганшин, Н.А. Корсаков, А.Р. Валиев // Актуальные проблемы энергетики АПК: материалы VI международной научно-практической конференции. - Саратов: ООО «ЦеСАин», 2015. - С.88-90.
5. Кашапов И.И. Энергосбережение и энергоэффективность. Перспективы развития в России и мире / И.И. Кашапов, А.А. Мустафин, Б.Г. Зиганшин, Н.А. Корсаков // Труды Международной научно-практической конференции «Аграрная наука XXI века. Актуальные исследования и перспективы». - Казань, 2015. - С. 175-181. ISBN:978-5-905201-10-3.
6. Мухаметшин И.С. Совершенствование способов и машин для предотвращения водной эрозии на склонах / И.С. Мухаметшин, Ф.Ф. Мухамадьяров, А.Р. Валиев // Наука молодых - инновационному развитию АПК: материалы международной молодежной научно-практической конференции. Часть 1. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2016. - С.251-259.
7. Шенявский А.Л. Минимальная, нулевая и другие способы обработки почвы / А.Л. Шенявский. - М.: ВИНТИСХ, 1965. - 86 с.
8. Юнусов Г.С Исследование параметров и режимов работы комбинированного агрегата для обработки почвы под посев мелкосемянных культур / Г.С. Юнусов , Р.М. Гилязов , А.В.Майоров , И.И Попов - МарГу , 2012.- 103с.
9. Юнусов Г.С. Комплектование комбинированных агрегатов для подготовки почвы и методика определения энергозатрат / Г.С. Юнусов. - Йошкар-Ола: ЦНТИПиР, 1992. - 4
10. Юнусов Г.С. Оценка эффективности комбинированного агрегата для предпосевной подготовки почвы // Г.С. Юнусов, Б.Г. Зиганшин, А.Р. Валиев, Р.М. Гилязов / Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 7. - С 70 - 72.
11. Юнусов Г.С. Оценка эффективности комбинированных почвообрабатывающих агрегатов - Г.С. Юнусов , М.М Ахмадеева , А.В. Михеев// Труды XVI Международной научно-практической конференции.- Новосибирск , , ЦРНС , 2016 - С.26-31
