Сравнительный анализ технико-экономических показателей работы дисковых борон

Возделывание зерновых культур является основным направлением сельского хозяйства и основывается на применении ресурсосберегающих технологий, включающих комплекс мер по рациональному использованию пашни и адаптированных к конкретным почвенно-климатическим условиям сельскохозяйственных машин и агрегатов [1]. В последнее время наблюдается потеря гумуса, связанная с развитием ветровой и водной эрозий почв и значительным их переуплотнением ходовыми системами энергонасыщенной техники. Поскольку почва – основной ресурс в земледелии, одна из важных задач при производстве сельскохозяйственных культур – сохранение ее плодородия [2; 3]. Таким образом, состояние почвы – наиболее значимый фактор, влияющий на урожайность выращиваемых культур. В первую очередь для создания рациональных условий роста растений необходимо обеспечить требуемую плотность почвы в пределах 1,0–1,3 г/см3. При увеличении этого значения в почве исчезают некапиллярные поры, а при достижении значения 1,7 г/см3 исчезает доступная влага [4; 5]. Следовательно, при обработке необходимо приблизить естественную структуру почвы к рационально подходящей для возделывания, независимо от ее исходного состояния, реализуя потенциал возделываемой культуры. Однако обработка почвы – наиболее энергозатратная операция: расходуется до 40% энергоемкости всей технологии возделывания [6; 7].

Таким образом, выбор способа обработки почвы зависит от зональных условий, она должна быть почвозащитной, энергосберегающей, экономически оправданной и безвредной для окружающей среды.

Материалы и методы

Уменьшения эксплуатационных затрат и снижения энергоемкости при обработке почвы можно достичь путем применения дисковых почвообрабатывающих орудий [8–11]. В ходе исследований представлен обзор семи моделей дисковых борон, используемых на предприятиях АПК Омской области. Данные сельскохозяйственные машины предназначены для поверхностной обработки почвы на глубину до 15 см, уничтожения сорняков, измельчения пожнивных остатков, омоложения лугов и пастбищ. Сравнительный анализ технико-экономических показателей рассматриваемых борон проведен на основе протоколов испытаний на ФГБУ «Сибирская государственная зональная машиноиспытательная станция». Испытания машин проведены при предпосевной обработке почвы. Условия проведения испытаний по твердости и влажности почвы соответствовали требованиям СТО АИСТ 4.6–2018 [12].

Результаты и их обсуждение

Полуприцепная дисковая борона DANA БДП-4х2 (рис. 1) включает раму, на которой смонтированы дисковые рабочие органы, шасси, прицеп, каток, регулировочные стяжки и гидросистема. Регулировка угла атаки осуществляется секционно, а глубины обработки – изменением положения кронштейнов катка.

В ходе испытаний наблюдалось уменьшение эрозионно опасных частиц в верхнем слое почвы, забивания и залипания рабочих органов не происходило. Почвообрабатывающий агрегат (трактор МТЗ-1221+ борона DANA БДП-4х2) устойчиво и качественно выполнял технологический процесс. Технико-экономические показатели работы агрегата представлены в таблице.

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

Рис. 1. Борона дисковая полуприцепная DANA БДП-4х2

Прицепная дисковая борона БДП-4000-08 (рис. 2) состоит из рамы, на которой в два ряда на индивидуальных стойках установлены сферические вырезные диски, прикатывающие катки, транспортное устройство и прицеп. Регулировка глубины обработки осуществляется установкой угла атаки дисков при помощи талрепов.

Рис. 2. Борона дисковая прицепная БДП-4000-08

Залипания рабочих органов при испытаниях не наблюдалось, увеличения содержания эрозионно опасных частиц почвы после прохода орудия не происходило. Борона в агрегате с трактором МТЗ 1221.2 устойчиво выполняет технологический процесс. Технико-экономические показатели работы агрегата представлены в таблице.

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

Технико-экономические показатели работы агрегатов

В в в & ^	в В в о В В В в о В В в к	в' и в а в в в Вн	о в" о в о и	.в х в в о ^ в в в Вн	.в "в в" о о в о о о S о о В В В н в в о в в и к	В X в и в в X о Рч )В в в в в А	в В о в о в В в О X в н	в в в в О' н о 5 в в н в Н	в в н в в X к ^ ° 41 о -в В о 2 о ° в ° В в в 2 о с о о к	н в <
1-я	Борона дисковая полу-прицепная DANA БДП4х2	3,9	9,8	7,6	2,4	7,5	0,017	0,15	–2,6	m Н S
	Борона дисковая прицепная БДП-4000-08	3,8	12,0	10,3	2,85	6,2	0,028	0,55	–2,75	Н сч 5 ^
	Борона дисковая модернизированная БДМ-4	3,9	13,6	11,8	4,2	6,9	0,033	0,25	–1,44	LD н
2-я	Борона дисковая модернизированная марки «ДИАС» БДМ-8х2	7,6	11,2	15,0	8,8	4,6	0,07	0,28	–1,9	н <
	Борона дисковая модернизированная БДМ-8х2ПС	7,5	8,5	11,3	6,7	6,6	н.д.	0,13	–1,77	о W
3-я	Борона дисковая модульная прицепная БДМП-6х4С	5,7	10,8	10,3	4,51	9,3	0,1	0,23	–0,89	о W
	Борона дисковая модернизированная БДМ-6х4П	5,7	12,5	8,9	3,95	6,7	0,1	0,23	–0,7	сч о О -1

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

Дисковая модернизированная борона БДМ-4 (рис. 3) состоит из рамы, стоек с дисками, прикатывающих шлейф-катков, транспортного устройства и прицепа. К переднему брусу рамы крепится прицепное устройство. В кронштейны на заднем брусе рамы устанавливается рама транспортного устройства. Предназначено транспортное устройство для подъема бороны в транспортное положение на поворотах во время работы и при транспортировке. К поперечным брусьям рамы с помощью кронштейнов крепятся прикатывающие шлейф-катки. Спиралевидные (планчатые) шлейф-катки предназначены для измельчения, выравнивания и уплотнения почвы после дискования. Каждый диск установлен на индивидуальной стойке и имеет наклон от вертикальной оси, что позволяет регулировать угол атаки и рабочую ширину захвата агрегата.

Рис. 3. Борона дисковая модернизированная БДМ-4

В ходе испытаний изменение содержания эрозионно опасных частиц почвы составило – 1,44%. Забивания и залипания рабочих органов не наблюдалось. Борона в агрегате с трактором Т-150К устойчиво выполняет технологический процесс. Техникоэкономические показатели работы агрегата представлены в таблице.

Дисковая модернизированная борона «ДИАС» БДМ-8х2 (рис. 4) состоит из трехсекционной рамы, на которой установлены дисковые рабочие органы, шасси, прицеп, катки, регулировочные стяжки и гидросистема. Регулировка угла атаки осуществляется секционно, а глубина обработки почвы – за счет изменения усилия пружин на катки.

Рис. 4. Борона дисковая модернизированная «ДИАС» БДМ-8х2

При испытании наблюдалось уменьшение эрозионно опасных частиц почвы, забивания и залипания рабочих органов не происходило. Борона в агрегате с трактором

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

TERRION АТМ7360 устойчиво и качественно выполняет технологический процесс. Технико-экономические показатели работы агрегата представлены в таблице.

Дисковая модернизированная борона БДМ-8х2ПС (рис. 5) состоит из рамы с установленными на ней сферическими вырезными дисками, прицепного устройства и гидросистемы.

Рис. 5. Борона дисковая модернизированная БДМ-8х2ПС

В ходе испытаний содержание эрозионно опасных частиц почвы не возрастает. Забивания и залипания рабочих органов не наблюдалось. Технико-экономические показатели работы агрегата представлены в таблице.

Дисковая модульная прицепная борона БДМП-6х4С (рис. 6) включает три модуля, на каждом смонтированы вырезные сферические диски.

Рис. 6. Борона дисковая модульная прицепная БДМП-6х4С

При испытаниях содержание эрозионно опасных частиц почвы не возрастает. Забивания и залипание рабочих органов не наблюдалось. Технико-экономические показатели работы агрегата представлены в таблице.

Дисковая модернизированная борона БДМ-6х4П (рис. 7) состоит из рамы, на которой установлены вырезные сферические диски, шасси, прицеп, катки, регулировочные стяжки и гидросистема.

Забивание и залипание рабочих органов в ходе выполнения операции не отмечены.

Для сравнения технико-экономических показателей агрегатов разделим данный перечень на три группы, в зависимости от ширины захвата (таблица).

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

Рис. 7. Борона дисковая модернизированная БДМ-6х4П

Рис. 8. Рабочая ширина захвата, м

1   23

Рис. 9. Средняя глубина обработки, см

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

1   23

Рис. 10. Рабочая скорость, км/ч

1   23

Рис. 11. Производительность за час сменного времени, га/ч

1   23

Рис. 12. Удельный расход топлива, кг/га

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

1   23

Рис. 13. Трудоемкость подготовки машины к работе, чел.-ч

1   23

Рис. 14. Трудоемкость ежесменного ТО, чел.-ч

-0,5

-1

-1,5

-2

-2,5

БДМ

-3

Рис. 15. Изменение содержания эрозионно опасных частиц почвы в слое 0–5 см, ± %

Vestnik of Omsk SAU, 2023, no. 4(52)

AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGY

DANA   БДП-4000- БДМ-4    «ДИАС» БДМ-8х2ПС БДМП-6х4С БДМ-6х4П

БДП4х2      08                 БДМ-8х2

1   23

—е—Производительность за час сменного времени, га/ч

—е—Удельный расход топлива кг/га

—•— Рабочая скорость, км/ч

Рис. 16. Сравнение технико-экономических показателей агрегатов

Заключение

Представленные модели дисковых борон оборудованы сферическими вырезными дисками и отличаются в основном шириной захвата. Рассматриваемые модели условно разделены на три группы в зависимости от ширины захвата (рис. 8). Обработка почвы проводилась на глубину от 8,5 (БДМ-8х2ПС) до 13,6 см (БДМ-4) (рис. 9), скорость агрегатов при этом составляла от 7,6 (DANA БДП4х2) до 15,0 км/ч («ДИАС» БДМ-8х2) (рис. 10).

Производительность за час сменного времени рассматриваемых агрегатов находилась в пределах от 2,4 (МТЗ-1221 + DANA БДП4х2) до 8,8 га/ч (TERRION АТМ7360 + «ДИАС» БДМ-8х2) (рис. 11). Удельный расход топлива составил от 4,6 (TERRION АТМ7360 + «ДИАС» БДМ-8х2) до 9,3 кг/га (К-701 + БДМП-6х4С) (рис. 12).

Трудоемкость подготовки машины к работе: от 0,017 (DANA БДП4х2) до 0,1 чел.-ч. (БДМП-6х4С) (рис. 13); трудоемкость ежесменного ТО составила от 0,13 (БДМ-8х2ПС) до 0,55 чел.-ч (БДП-4000-08) (рис. 14).

По всем агрегатам отмечено уменьшение эрозионно опасных частиц в верхнем слое почвы (рис. 15); забивания и залипания рабочих органов не происходило.

Производительность зависит прежде всего от ширины захвата орудия и скорости движения агрегата. Логично, что наибольшая производительность выявлена у самого широкозахватного из рассматриваемых агрегатов (TERRION АТМ7360 + «ДИАС» БДМ-8х2), отметим, что у данного агрегата наименьший расход топлива.