Технология и средства механизации для снегозадержания на полях Сибири

Получение высокого (в наших условиях земледелия до 30–35 ц/га) урожая сельскохозяйственных культур в производственных условиях возможно лишь при наличии в почве достаточного количества гумуса (4–5%), запаса продуктивной влаги (до 180 мм), которую можно увеличить за счет задержания снега на полях.

В отечественной практике сельского хозяйства применялись следующие агрономические приемы задержания снега на полях: возделывание кулис на паровых полях, оставление широкой стерни при уборке зерновых, лункование почвы при основной ее обработке. Особое внимание уделялось механизированному способу снегозадержания – образованию валков из снега и уплотнению полос между валками.

Однако, как показывает производственный опыт, применение этих приемов и орудий не всегда оказывалось эффективным с точки зрения максимального задержания снега и увлажнения почвы талыми водами. Поэтому совершенствование технологий и орудий для снежной мелиорации является актуальной задачей, поскольку можно дополнительно увлажнить почву.

За последние годы (1990–2012) при возделывании сельскохозяйственных культур применяются энергонасыщенные тяжелые тракторы, мощность которых увеличилась в 20 раз, а масса в 15 раз, удельное давление на почву возросло более чем в 4 раза и достигло 0,17 МПа. Интенсивное уплотнение почвы, по данным В.Н. Слесарева (1985), снизило способность впитывания в 6 раз. Поэтому создание экономически выгодных и экологически перспективных средств механизации требует совершенствования технологии и разработки параметров рабочих органов и орудий для влагонакопления, их конструирования, испытания и внедрения в производство.

Представленные исследования и разработки прошли более чем 20-летний этап и в большей своей части внедрены в производство в виде комбинированной технологии валко-вания и уплотнения снежного покрова, а также орудий (СВШ-7 – снеговалкователь широкозахватный, УВС-10 – уплотнитель валкователь снега), прошедших проверку на Сибирской государственной машиноиспытательной станции (СибМИС) и рекомендованных к внедрению в производство.

Один из фрагментов исследований предлагается в публикации.

Согласно исследованиям суммарно-тяговое сопротивление рабочего органа составляет:

Р = ж • в

У 1 + ^н1

—

2 у ₁

+ Н 1 • X 2 1

—

V

2 Л

^{3 х} з ;_

_д^ сж • к • Н 2 ^в 1 ( siⁿ ( « ⁺ Ф )) sin а • cos ф

.

Величина тягового сопротивления рабочего органа при ширине лыжи l м , захвате отвалов 2,5 м и плотности снежного покрова 200 кг/м³ должна быть 6 кН. Для трактора типа К-701 в агрегате устанавливают четыре рабочих органа общим захватом 12 м.

Производственные испытания орудия и рабочего органа позволили установить следующий существенный конструктивный недостаток.

Рабочий орган, базирующийся на лыже шириной 1 м, имеет в передней части радиус закругления 1250 м. Угол, образующийся в передней части лыжи, меньше угла трения стали по снегу, поэтому снежный покров легко подминается под лыжу. Однако движение вперед лыжи не прямолинейное из-за разного сопротивления снега по ширине. Для устранения этого недостатка предлагается установить по бокам лыжи рассекатели, которые, разрезая верхний настовый снег, будут стабилизировать поступательное движение. На данное конструктивное решение оформляется заявка во ВНИИГПЭ на предмет предполагаемого изобретения.

К определению тягового сопротивления рабочего органа при установке рассекателей по обеим сторонам лыжи

С учетом дополнительного конструктивного решения – рассекатели, которые способствуют стабилизации прямолинейного движения лыжи, снижается тяговое сопротивление до 15%. Функциональная зависимость имеет следующую формулу:

Р = ж • в

У 1 + н т - у у

с

+ Ну • х-у • 1 —

I

х з

³ х 2 у

• ^ К ^ сж • К • Н 2 • в 1 ( si^{n (}2 ⁺ Ф )) sin а • cos в

Величина тягового сопротивления рабочего органа при ширине лыжи l м , захвате отвалов 2,5 м и плотности снежного покрова 200 кг/м³ должна быть 5,2 кН вместо 6 кН (без козырьков).

Для трактора типа К-701 в агрегате должны устанавливаться четыре рабочих органа с общим захватом 12 м, но производительность при одинаковых производственных условиях эксплуатации увеличивается на 15% и составляет 7,8 га/ч. Снегозадержание можно начинать при высоте снежного покрова более 15 см.