Влияние технического состояния рабочих органов почвообрабатывающих машин на качество выполняемых работ

На урожайность и эффективность сельскохозяйственного производства решающее влияние оказывает качество выполнения работ при возделывании сельскохозяйственных культур. При производстве сельскохозяйственной продукции ведущее место занимают операции по обработке почвы. Для повышения культуры земледелия необходимо знать основные агротехнические требования конкретной операции, что позволяет правильно выбрать орудие для ее выполнения с учетом состояния и типа почвы [1, 2].

Рыхление ранее обработанной почвы на глубину от 6 до 12 см называется сплошной культивацией [3]. Её целью является уничтожение сорной растительности путем подрезания, создание благоприятных условий для развития культурных растений, а также выравнивание поверхности поля.

При подготовке культиваторов к работе устанавливают необходимые рабочие органы, проверяют и подтягивают крепления, смазывают и устанавливают рабочие органы на заданную глубину обработки. Тип рабочих органов определяется конкретными условиями и зависит от состояния и засоренности поля. Ранней весной, когда сорняков еще нет, а почва сильно уплотнена, для обработки под посев ранних культур надо применять рыхлящие лапы. Если влажность почвы невысокая, то используют стрельчатые лапы [3]. Такие рабочие органы меньше выносят влажную почву на поверхность поля и способствуют сохранению влаги.

У всех культиваторов, перед выездом в поле, проверяют правильность установки рабочих органов и регулируют их на заданную глубину обработки. Ко всем типам рабочих органов предъявляют следующие требования [4, 5]:

• -    конструкция должна быть простой и удобной в эксплуатации;

• -    рабочий орган должен обладать необходимой устойчивостью в работе и быть легко управляемым;

• -    почвообрабатывающая машина должна легко агрегатироваться с различными тракторами;

• -    рабочий орган, должен обладать, по возможности, универсальностью, т.е. он должен без значительных переоборудований быть пригодным для выполнения различных работ по поверхностной обработке почвы.

В зависимости от вида обработки, сорта обрабатываемой культуры, стадии ее развития, состояния почвы применяют рабочие органы той или иной формы и размеров. Основными параметрами рабочих органов культиваторов, определяющих их конструкцию и размеры, являются (рисунок 1), [4, 5]:

угол раствора     2 γ угол подъема груди лапы α угол крошения β ширина полки лапы b ширина захвата В

Требование, в соответствии с которым корни и стебли растений должны скользить по лезвию лапыявляется основанием для выбора величины угла раствора 2γ. Этим достигается наличие процесса резания со скольжением, что облегчает перерезание сорняков или сход их с лезвия лапы, если перерезание не произойдет. Благодаря этому устраняется возможность обволакивания лапы сорняками.

Возникающая между корнями сорняков и лезвием сила трения больше силы сопротивления, если величина угла γ больше допустимой. В связи с этим, сорняки не сходят с лезвия лапы, что может явиться причиной забивания последней.

Для разных типов почв, при их обработке, рекомендуется применять лапы с различным углом γ. Например, для обработки черноземных почв рекомендуется применять лапы с углом раствора 2γ=50°… 58°, для почв средней вязкости 2у=60° … 78° и для песчаных почв 2 γ=70°… 80° [4, 5].

Угол, образуемый верхней кромкой лезвия с горизонтальной плоскостью в сечении, перпендикулярном лезвиюназывается углом резания β0, (рисунок 2). Угол резания равен сумме углов:

β0=i+ε,                                                       (1)

где i - угол заострения;

• ε    - затылочный угол.

  
  
  

  Рисунок 1 - Лапа универсальная стрельчатая с хвостовиком

  
  
  

Рисунок 2 - Схема способов заострения лап культиваторов:

1-верхняя заточка; 2-комбинированная заточка; 3-нижняя заточка.

βо- угол резания, i - угол заострения, ε - затылочный угол, β -угол крошения

Лезвие может затачиваться сверху, снизу или одновременно с двух сторон. Угол заострения i берется обычно равным 12°...15°, а затылочный ε равен 10°. Поэтому угол резания будет равен:

β0=(12°…15°)+10°=22°…25°                        (2)

Заточка должна быть верхней если угол крошения меньше 15°, комбинированной - для угла от 15° до 25° и нижней - для угла крошения больше 25° (рисунок 2).

Из условия обеспечения необходимого рыхления почвы без выноса нижних слоев на поверхность выбирается величина угла крошения β и угла подъема груди лапы α. Применение лап с большими значениями углов α и β вызывает смещение почвы в направлении движения лапы и в стороны, что способствует бороздообразованию и выносу нижних слоев почвы на поверхность.

Плоскорежущие лапы изготавливаются с углом крошения β =15°...18° и универсальные с углом β =20°…30°. Ширина захвата лап В устанавливается конструктором на основании эмпирических данных (из условий заглубленности, рыхлительной способности и удобства их расстановки для обработки почвы). В настоящее время заводами-изготовителями выпускаются лапы 19 типоразмеров [6, 7]. Ширина захвата В находится в интервале 220...410 мм.

В работе А.Ш. Рабиновича отмечено, что резание – это самая распространенная технологическая операция в сельскохозяйственном производстве. Свыше 70% механизированных работ связано с резанием почвы или растений. Вследствие больших удельных нагрузок и наличия абразива режущие рабочие органы машин быстро затупляются и их приходится часто затачивать. Работа с затупленными режущими органами связана с ухудшением качества обработки почвы и дополнительными энергозатратами.

Актуальной задачей является увеличение стойкости лезвий режущих рабочих органов почвообрабатывающих машин является, над решением которой работали многие научные организации и конструкторские бюро [4, 5]. Исследования показали, что тяговое усилие или сопротивление агрегата при культивации паров может увеличиваться до 15% при обработке почвы затупленными лапами, в зависимости от состояния почвы (влажности, засоренности и др. факторов).

Акцент необходимо сделать на то, что лезвие любой режущей детали должно одновременно удовлетворять противоречивым требованиям - для достижения высокой режущей способности оно должно быть как можно более тонким (острым), а для прочности и 70

износостойкости - достаточно толстым и твердым.

Следует отметить, что превалирующим фактором качества поверхности лап являются параметры обработки почвы, а не экономия топлива. Хотя экономии энергоресурсов в настоящее время придается большое значение, о чем высказываются в своих работах академики Л.П. Кормановский и В.И. Черноиванов.

Рисунок 3. – Общий вид культиватора комбинированного

КППШ-6 на испытаниях

Выводы: целесообразно проводить упрочнение лап культиватора (рисунок 3) [8], чем будут снижаться затраты на закупку новой сельскохозяйственной техники, а соответственно и на обработку почвы.

INFLUENCE OF TECHNICAL STATE OF WORKERS TILLAGE MACHINES FOR QUALITY OF WORK

This article considers the influence of the technical state of working organs of tillers on the quality of work performed.

Russia, Orel, Orel State Agrarian University.