Оптимизация параметров и режимов работы игольчатой бороны при возделывании льна-долгунца

Введение. Эффективность возделывания льна-долгунца во многом оп^еделяется у^овнем весенней п^едпосевной об^аботки почвы. От ее особенностей зависит пищевой и темпе^ату^ный ^ежим почвы, а также ^ост и ^азвитие ^астений. Для получения т^ебуемых параметров стеблестоя в посевах льна-долгунца обработанный слой почвы должен быть хо^ошо ^аз^ыхленным и мелкокомковатым. В настоящее в^емя находят ^асп^ост^анение почвооб^абатывающие о^удия комбини^ованного типа [1], способные за один п^оход выполнять не мене двух опе^аций. Эти о^удия ^ыхлят почву, вы^авнивают пове^хность поля, ^азбивают комки, уничтожают всходы со^няков. К ним относятся и ^азные типы игольчатых бо^он, используемых п^и об^аботке почвы под зе^новые культу^ы и мало используемые п^и возделывании льна.

Существующие опе^ации п^едпосевной об^аботки почвы о^иенти^ованы на создание оптимальных условий для п^о^астания семян и ^азвития ^астений. Однако, п^именительно ко льну-долгунцу, многие п^оцессы остаются неизученными, в том числе те из них, кото^ые выполняются пос^едством игольчатых о^удий [2, 3]. По этой п^ичине обоснование ^ациональных па^амет^ов игольчатых ^абочих о^ганов является важной задачей для обеспечения качественной об^аботки почвы.

Во Все^оссийском НИИ механизации льноводства (ФГБНУ ВНИИМЛ, г Тве^ь) с целью обоснования конст^уктивных па^амет^ов и ^ежимов ^аботы игольчатой бо^оны ^аз^аботана и изготовлена лабо^ато^но-полевая установка.

Машина является навесным уст^ойством (^ис. 1). П^едназначена для аг^егати^ования с т^акто^ом тягового класса 0,7 кН. Рабочие о^ганы монти^уются на ^аме 1, кото^ая опи^ается на два опо^ных колеса 2. П^и движении аг^егата по полю в п^оцессе ^аботы ее диски 3 п^иводятся во в^ащение п^и взаимодействии с почвой игл, зак^епленных на дисках. Глубина об^аботки почвы ^егули^уется уст^ойством 4 для подъема бо^оны и винтовой тягой 5, длина кото^ой может изменяться. Б^ус 6 п^именяется для вы^авнивания пове^хности поля. Поскольку машина выполняет однов^еменно две опе^ации – бо^онование и вы^авнивание почвы, ее можно считать комбини^ованным почвооб^абабывающим аг^егатом.

Диски бо^оны монти^уются на вал, об^азуя бата^еи. Те состоят из четырех дисков и различаются расстоянием А между соседними иглами по длине вала. Такое уст^ойство ^абочих о^ганов необходимо для обоснования рационального значения параметра А с целью обеспечения т^ебуемого качества выполнения опе^ации.

1 – ^ама; 2 – опо^ные колеса; 3 – игольчатые диски; 4 – уст^ойство для ^егули^ования глубины об^аботки почвы; 5 – тяга; 6 – вы^авнивающий б^ус

Рисунок 1 - Схема лабо^ато^но-полевой установки игольчатой бо^оны с вы^авнивающим уст^ойством

Для оп^еделения конст^уктивно-технологических па^амет^ов и ^ежимов игольчатой бо^оны в 2017 г. были п^оведены лабо^ато^но-полевые исследования. В п^оцессе опытов п^едусмот^ивалось изменение следующих па^амет^ов и ^ежимов ^аботы: углов заост^ения игл бо^оны α к = 12⁰, 14⁰, 16⁰; ^асстояния между соседними иглами диска A = 35, 45, 55 мм; ^абочих ско^остей аг^егата V а = 3,2; 4,0; 5,5 м/с. На нескольких участках поля оп^еделялась тве^дость почвы с помощью тве^доме^ов Ревякина со сменными наконечниками (углы заост^ения – 12⁰, 14⁰, 16⁰) путем снятия диаг^амм [4]. Показатели качества выполнения технологического п^оцесса – г^ебнистость и к^ошение почвы, оп^еделяются в соответствии с межгосуда^ственными станда^тами [5].

По ^езультатам опытов пост^оены зависимости (^ис. 2).

Самое низкое значение силы давления на наконечник тве^доме^а, получено п^и использовании игл с углом заост^ения 120. Однако ^ациональным следует считать угол 140, по сооб^ажением меньшего износа и долговечности использования игл п^и об^аботке почвы.

Крошение почвы К, %

А = 35 мм

А = 45 мм

А = 55 мм

А = 35 ммА = 45 ммА = 55 мм

б)

Рисунок 2 - Зависимости гребнистости (а) и крошения (б) от скорости агрегата

Исходя из графиков (рис. 2 а, б), при увеличении скорости аг^егата г^ебнистость пове^хности почвы уменьшается, а показатели к^ошения увеличиваются. Лучшие показатели г^ебнистости почвы (до 15 мм) получены при расстоянии между иглами А = 35 мм.

Крошение почвы при всех вариантах показателя А соответствовало исходным т^ебованиям (выше 90%). Наиболее высокий показатель к^ошения почвы (около 95% и выше) у секции бороны с расстоянием А = 35 мм.

Пост^оенные диаг^аммы (^ис. 3) густоты i o стеблестоя, полученные на опытных участках после посева льна-долгунца, также подтве^ждают сделанное выше заключение о п^еимуществах игольчатой бороны при А = 35 мм и V_M = 4 м/с, так как густота стеблестоя i o = 1256 шт/м² наиболее высокая.

Контроль А = 35 мм А = 45 мм А = 55 мм

Рисунок 3 - Зависимость густоты i o стеблестоя от ско^ости аг^егата Vм и ^асстояния А между смежными иглами

Выводы: В ^езультате исследований было установлено, что рациональный диапазон рабочих скоростей игольчатой бороны V_M = 3,2^5,5 м/с. При конструктивном параметре А = 35 мм игольчатые диски обеспечивали наиболее высокое качество выполнения опе^ации.