кандидат технических наук, доцент, кафедра мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
Жалнин Алексей Александрович
аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
Бычков Максим Владимирович
аспирант, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва», г. Саранск
В настоящее время главной задачей сельского хозяйства является увеличение плодородия почв, а также внедрение интенсивных технологий возделывания зерновых культур.
Совершенствование механической обработки почвы достигается за счет ее минимализации: снижение интенсивности за счет уменьшения числа и глубины обработки, применение комбинированных машин и агрегатов, позволяющих за один проход выполнить несколько операций. Технические характеристики данных машин и агрегатов приведены в таблице 1 [1].
В условиях развития современных технологий минимализация означает дифференцированное внесение удобрений, посев и соответствующую защиту растений, и обработку почвы.
Двухэтапное применение дифференцированной обработки почвы стало возможно только с использованием данных о твердости почв, содержании гумуса и т.д. [2, 3]. Указанная информация необходима для подготовки технологических электронных карт (карт-заданий) проведения дифференцированной обработки (рис. 1).
На первом этапе следует провести исследования по оценке агрофизических показателей почвы (структуры, плотности сложения, температурного и водного режима) для выбора оценочного параметра для построения электронной карты-задания.
Таблица 1.
Технические характеристики комбинированных машин и агрегатов
Модель |
Ширина захвата, м |
Производительность, га/ч |
Глубина обработки, см |
Агрегатируемость, т.с. |
Рабочая скорость, км/ч |
Масса, кг |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
КТП-4,3 |
4,3 |
3,01-4,3 |
5-15 |
3 |
7-10 |
1266 |
КСП-4,2 |
4,2 |
3,5-5,04 |
6-12 |
1,4-2 |
12 |
1060 |
КПП-8 |
8 |
9,6 |
5-12 |
3 |
12 |
2100 |
Salford 699 |
9,1 |
5,7 |
5-16 |
5 |
5-10 |
3800 |
Корунд 600 L |
6 |
6 |
6-12 |
3 |
6-11 |
1952 |
Компактор 600 КА |
6 |
4,6 |
4-12 |
3 |
7,6-10 |
4270 |
John Deere 2310 |
8,6 |
3-5 |
до 13 |
4 |
16 |
3500 |
Kverneland TLD 61 |
6,1 |
5 |
5-15 |
3 |
12 |
1224 |
красная зона –глубокая обработка; зеленая зона – мелкая обработка
Рис. 1. Электронная карта-задание для дифференцированной обработки почвы
На втором этапе необходимо было провести исследования по обоснованию конструкторско-технологических и режимных параметров комбинированного культиватора для дифференцированной обработки почвы. Для этого предлагается схема агрегата, предназначенного для дифференцированной обработки почвы. В процессе обработки почвы на предлагаемой машине глубина является не постоянной, а определяется в соответствии с электронной картой-заданием. Исходя из этого, возникает необходимость в более глубоком рыхлении почвы тех участков поля, где складываются неблагоприятные условия для роста корней растений, и в то же время имеются хорошо структурированные почвы, почвы с высоким содержанием гумуса, которые можно обрабатывать менее глубоко [4].
Известен культиватор с упругими стойками, в конструкцию которых введены регуляторы жесткости (рис. 2). В такой машине можно изменять жесткость стоек в зависимости от плотности (твердости) почвы. К недостаткам данного культиватора можно отнести невозможность его использования без электронных карт-заданий, а также дороговизну.
1 – рама; 2 — упругая стойка; 3 – лапа; 4 – регулятор; 5 – штанга; 6 – пластина; 7 – рычаг; 8 – рычажный механизм; 9 – кулиса; 10 – гидроцилиндр
Рис. 2. Комбинированный культиватор с упругими стойками
Поэтому, нами на кафедре мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин им. профессора А. И. Лещанкина Мордовского государственного университета разработан культиватор для дифференцированной обработки почвы (рис. 3)
Данная конструкция культиватора позволяет автоматически изменять глубину обработки почвы в зависимости от ее плотности (твердости) на различных участках поля, при этом не используя карту-задание для дифференцированной обработки почвы.
Культиватор для дифференцированной обработки почвы состоит из рамы 1, игольчатых катков 2, шарнирно соединенных через тягу 3 со стойками 4 с лапами 5. Пружина 6 жестко прикреплена с одной стороны к раме 1 культиватора, а с другой – к тяге 3.
Культиватор работает следующим образом. При обработке почвы рабочим органом (лапа 5) на нее действует переменная сила сопротивления почвы Р, зависящая от ее физико-механических свойств (данная сила сопротивления на различных участках поля различная).
1 – рама; 2 – игольчатые катки; 3 – тяга; 4 – стойка; 5 – лапа; 6 – пружина
Рис. 3. Схема культиватора для дифференцированной обработки почвы
С увеличением плотности участка почвы игольчатый каток 2, преодолевая сопротивление пружины 6 (сжимая ее) перемещается вверх по оси 0Х (происходит выглубление катка) и воздействует через шарнирно соединенную тягу 3 со стойкой 4 на рабочий орган 5. Под данным воздействием происходит заглубление лап. Пройдя уплотненный участок поля, пружина воздействует (разжимается) на игольчатый каток, который в свою очередь перемещается вниз по оси 0Х (происходит заглубление катка), а стойка с лапой – вверх, тем самым происходит изменение глубины обработки в зависимости от плотности почвы. За счет данного автоматического изменения глубины обработки почвы улучшается эффективность работы агрегата.
Предлагаемое нами устройство позволяет улучшить качество обработки почвы в соответствии с картой плотности сложения обрабатываемого участка поля.
Список использованных источников
- Чаткин М. Н., Бычков М. В. Обзор конструкций комбинированных культиваторов для дифференцированной обработки почвы // XLV Огарёвские чтения : материалы науч. конф. : в 3 ч. / Саранск : Мордов. гос. ун-т, 2017. С. 24–28.
- Федоров С. Е., Бычков М. В. Мониторинг физико-механических свойств почвы // Современные проблемы территориального развития, научно-практический журнал. 2019. № 3. URL: https://terjournal.ru/2019/id92/ (дата обращения: 03.04.2021).
- Федоров С. Е. Применение дифференцированной обработки почвы // Тракторы и сельхозмашины. 2018. № 2. С. 78–82.
- Цифровая трансформация сельского хозяйства России : офиц. изд. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. 80 с.
Fedorov Sergey
PhD in Technical science, associate Professor, prof. A. I. Leshchankin department of mobile power tools and agricultural machines, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
Zhalnin Aleksey
graduate student, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
Bychkov Maxim
graduate student, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
CULTIVATOR FOR DIFFERENTIATED TILLAGE
Abstract: The authors in this article suggest using a new type of cultivator for high-quality mechanical soil tillage. Improvements allow us to carry out the operating procedures in a differentiated way, taking into account the density of the composition of the processed field area.
Key words: combined cultivator, stand, pad, differentiated tillage, soil density.
© АНО СНОЛД «Партнёр», 2021
© Федоров С. Е., 2021
© Жалнин А. А., 2021
© Бычков М. В., 2021