В. Н. Кувайцев
Машины и орудия для обработки почвы
ВВЕДЕНИЕ
Земледелие, основанное на интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур, включающих в себя отвальную вспашку, испытывает ряд негативных последствий интенсификации. Например, при производстве зерновых культур, различные машины проходят по полю от 5 до 15 раз, при этом площадь следов колес и гусениц машин, тракторов, транспортных и уборочных агрегатов составляет примерно 100–200 % и более от площади поля. Обработка почвы интенсивным способом требует до 35 энергетических и до 25 % трудовых затрат от общих на производство продукции растениеводства. Дальнейшая интенсификация растениеводства на основе традиционных затратных приемов обработки требует более широкого применения средств химизации.
Механические обработки, при интенсивных технологиях, ускоряют процессы минерализации и утраты гумуса, разрушают почвенную структуру, угнетают почвенную микрофлору, усиливают эрозионные процессы, способствуют смыву почвы и питательных веществ, проявлению ветровой и водной эрозии почвы. Таким образом, наиболее плодородные черноземы России за последние 50–60 лет потеряли от четвертой части до половины имевшегося в них гумуса. В Российской Федерации, по научным данным, в слое почвы 0–30 см запасы гумуса ежегодно уменьшаются в среднем на 0,3–0,7 %, что составляет 0,62 т/га. Почва с низким и средним содержанием гумуса занимает около 90 %, сенокосы – 72 %, пастбища – почти 96 %. Половина сельскохозяйственных земель испытывает недостаток влаги, третья часть подвержена ветровой и водной эрозии. Интенсивное крошение пласта в системе отвальной обработки почвы активизирует проявление эрозионных процессов.
Существенное влияние на водно-воздушный режим пласта оказывает плотность почвы. Переуплотнение почвы приводит к увеличению энергозатрат на ее обработку и снижает урожайность. Тяговое сопротивление почвы по следу гусеничного трактора больше, чем вне следа, на 16 %, а по следам колесных тракторов оно возрастает на 44–65 %, что ведет к росту погектарного расхода топлива на 15–30 %, снижению производительности и качества работы почвообрабатывающих агрегатов. В связи с этим и в мировой практике, и в нашей стране создаются и получают широкое распространение системы минимальной и нулевой обработок почв и новые технические средства для их осуществления.
Технологии возделывания, основанные на приемах минимальной обработки почвы, являются рациональной альтернативой их интенсификации. Для защиты почвы и посевов в зернопропашных севооборотах разработаны и внедрены новая система противоэрозионной минимальной обработки почвы, включающая в себя мульчирующие, ярусно-плоскорезные и другие почвозащитные приемы, и комплекс комбинированных противоэрозионных машин.
Существенным аргументом в пользу минимализации обработки почвы является сокращение затрат не только на выполнение полевых работ, но и на восполнение машинного парка. Важнейшим критерием, определяющим выбор машин для обработки почвы, является их способность выполнять операции с заданным качеством за минимальное число проходов агрегата по полю или за один проход. Качественная обработка почвы должна обеспечивать условия для равномерного распределения посевного материала по глубине и площади питания, создавать благоприятные условия для прорастания семян и развития растений. По прогнозу Россельхозакадемии, к 2010 г. минимальная обработка почвы найдет применение на 55–60 % площади пашни России.
Чтобы добиться высокоэффективного использования машин для минимальной обработки необходимы высококвалифицированные специалисты, которые должны хорошо знать устройство и принцип работы комбинированных машин и агрегатов, технологические регулировки, правила эксплуатации, выявлять и устранять возможные неисправности, возникающие при их работе.
Практические сведения, изложенные по этим вопросам в настоящем учебном пособии, недостаточно отражены в имеющейся литературе, поэтому представленная информация по современным объектам изучения как отечественного, так и зарубежного производства, несомненно, будет полезна и актуальна.
1 КУЛЬТИВАТОР КОМБИНИРОВАННЫЙ КППШ-6
1.1 Назначение культиватора
Культиватор комбинированный предназначен для сплошной предпосевной обработки почвы всех типов при влажности 8–20 % и твёрдости почвы (0,4–1,6 кгс/см2) на полях с ровным микрорельефом местности и на склонах, не превышающих 8º, кроме зон, подверженных ветровой и водной эрозиям и засорённых камнями. На полях не допускается скопление куч соломы и растительных остатков, наличие шпагата и проволоки. Культиватор полунавесного типа агрегатируется с тракторами тягового класса 3.
Техническая характеристика культиватора приведена в таблице 1.1
Таблица 1.1 – Техническая характеристика культиватора КППШ-6
1.2 Устройство и работа культиватора и его составных частей
Культиватор (рисунок 1.1) представляет собой полунавесное сельскохозяйственное орудие для предпосевной обработки почвы. Средняя рама 1 культиватора через траверсу 2 крепится к трехточечной навесной системе трактора. На задней балке средней рамы 1 смонтировано шасси 3 с гидравлически управляемыми транспортными колесами. Правая рама 4 и левая рама 5 присоединены к средней раме 1 через шарниры.
Средняя рама 1, правая рама 4 и левая рама 5 в сборе представляют собой четыре продольные балки, на каждой из которых на трех шарнирных опорах подвешены рабочие органы – четыре культиваторные секции 6 и четыре прикатчика 7. На передней балке средней рамы 1 укреплены два следорыхлителя 8, предназначенные для засыпания следа трактора.
Культиваторная секция (рисунок 1.3) состоит из регулируемой по высоте волокуши 1, уголкового катка 2 и рамы 3 с тремя рядами пружинных культиваторных лап 4. Регулирование волокуши 1 по высоте осуществляется перестановкой пальца 5. Глубина обработки почвы регулируется перестановкой пальца 8 в соответствующее отверстие, при перестановке пальца из самого нижнего отверстия в самое верхнее глубина обработки составляет (20, 42, 63, 85, 100 мм) от 20 до 100 мм.
Для равномерной обработки почвы по глубине всеми культиваторными лапами необходимо, чтобы рама 3 в рабочем положении располагалась параллельно почве. Положение рамы 3 регулируется цепью 9, соединяющей культиваторную секцию 6 и прикатчик 7 (рисунок 1.1).
Прикатчик (см. рисунок 1.4) состоит из волокуши 1, двух уголковых катков 2 и 3 и регулируемых по высоте пружинных зубьев 4.
Шасси (рисунок 1.5) состоит из траверсы 1, которая с помощью оси 2 крепится к средней раме 1 (рисунок 1.1), на осях траверсы установлены ходовые колеса на пневмошинах 3, колеса вращаются на подшипниках 4 и 5.
Культиватор, установленный в отцепленном состоянии, опирается на землю транспортными колесами и стойкой 10 (рисунок 1.1).
В транспортном положении культиватора рамы 4 и 5 фиксируются между собой стяжкой 11. Для предотвращения качания рабочих органов во время езды служат задние тяги-стабилизаторы.
Перевод культиватора из транспортного положения в рабочее и обратно осуществляется с помощью гидрооборудования. Закрепление наружных рам 4 и 5 в рабочем положении осуществляется автоматически при дальнейшем выдвижении штоков гидроцилиндров после того, как рамы полностью опустились.
Гидрооборудование культиватора состоит из двух гидроцилиндров управления наружными рамами, двух гидроцилиндров управления транспортными колесами, двух гидрозамков на цилиндрах управления транспортными колёсами и гидротрубопроводов.
Гидропривод присоединяется через угольники с дроссельными отверстиями. Гидросистема культиватора соединяется с гидросистемой трактора шлангами высокого давления, через разрывные муфты.
За один проход по полю культиватор выполняет последовательно следующие операции (рисунок 1.2):
– рыхление следа трактора следорыхлителями 8;
– выравнивание рельефа поля волокушами 7;
– разрушение глыб, измельчение почвы катками 6;
– рыхление почвы на глубину до 100 мм культиваторными лапами 5;
– дополнительное выравнивание рельефа, распределение почвы волокушами 4;
Рисунок 1.1 – Культиватор комбинированный КППШ-6: 1 – рама средняя; 2 – траверса; 3 – шасси; 4 – рама правая; 5 – рама левая; 6 – секция культиваторная; 7 – прикатчик; 8 – следорыхлитель; 9 – цепь; 10 – стойка опорная; 11 – тяги-стабилизаторы задние
На рисунке 1.2 изображена технологическая схема работы культиватора.
Рисунок 1.2 – Схема технологическая: 1 – зубья пружинные; 2, 3, 6 – катки уголковые; 4, 7 – волокуши; 5 – лапы культиваторные; 8 – следорыхлители
– измельчение и уплотнение почвы катками 3 и 2;
– равномерное распределение нагрузки массы рамы на катки обеспечивается фиксацией наружных рам в рабочем положении;
– дополнительное измельчение и выравнивание почвы пружинными зубьями 1;
1.3 Подготовка к эксплуатации
Подвести трактор задним ходом к культиватору. Гидрораспределитель трактора перевести в положение «ПЛАВАЮЩАЯ». Трехточечную навесную систему трактора соединить с пальцами траверсы 2, застопорить и затянуть.
Подсоединить гидросистему культиватора к гидросистеме трактора через разрывные муфты. При этом верхние шланги (управление наружными рамами) подсоединяются к одной секции гидрораспределителя трактора, а нижние шланги (управление транспортными колесами) – к другой.
Убедиться в надежности фиксации стяжки 11 между наружными рамами.
С помощью гидрооборудования поднять заднюю трехточечную навесную систему трактора. Поднять и зафиксировать опорную стойку 10.
Транспортные колеса опустить до конца вниз, после чего все секции гидрораспределителя перевести в положение «НЕЙТРАЛЬНАЯ».
Отсоедините удлинители крайних задних волокуш, в противном случае транспортный габарит культиватора будет увеличен.
Культиватор готов к транспортированию. При движении на поворотах необходимо соблюдать безопасное расстояние с учетом того, что шарнирно подвешенные рабочие органы могут раскачиваться.
Перевод культиватора в рабочее положение и обслуживание во время работы.
Снимите стяжку 11 (рисунок 1.1) между наружными рамами и закрепите её на дышле.
Переключением гидрораспределителя и осторожной прогазовкой разложите наружные рамы. После перехода рамы через мертвую точку дальнейшее ее опускание должно осуществляться под действием собственного веса.
После полного опускания наружных рам, штоки гидроцилиндров должны быть выдвинуты до упора, что обеспечивает механическую фиксацию наружных рам в рабочем положении. После опускания и фиксации наружных рам гидрораспределитель приведите в положение «НЕЙТРАЛЬНАЯ».
Опускание и поднятие наружных рам производить только при транспортном положении колес.
Установите на место удлинители задних крайних волокуш, если они были сняты при транспортировании культиватора.
Отрегулируйте положение следорыхлителей по ширине следа трактора.
Заглубление рабочих органов осуществляется при движении в прямом направлении. Сначала следует опускать переднюю часть культиватора и после этого поднимать транспортные колеса. В процессе работы навесная система трактора должна находиться в положении «ПЛАВАЮЩАЯ».
Движение задним ходом в рабочем положении приводит к поломке рабочих органов культиватора.
Заглубление рабочих органов должно осуществляться на медленном ходу, в процессе работы для качественной обработки почвы необходимо выдерживать равномерную скорость не менее 8 км/ч.
При возможной корректировке направления движения и при разворотах следует приподнимать раму культиватора навесной системой и транспортными колесами, чтобы не подвергать рабочие органы поперечным нагрузкам.
Произведите пробный проход для проверки глубины культивации и качества обработки.
Обработку поля рекомендуется производить под углом к направлению вспашки.
Возможные неисправности и способы их устранения приведены в таблице 1.2.
Рисунок 1.3 – Секция культиватора: 1 – волокуша; 2 – каток уголковый; 3 – рама; 4 – лапа культиваторная; 5 – палец регулировки волокуши по высоте; 7 – палец регулировки; 8 – палец регулировки глубины обработки почвы
Рисунок 1.4 – Прикатчик:1 – волокуша; 2 – каток уголковый; 3 – каток уголковый; 4 – зубья пружинные; 5, 6, 7 – втулки
Рисунок 1.5 – Шасси:1 – траверса; 2 – ось; 3 – колесо ходовое; 4 – подшипник; 5 – подшипник; 6 – гайка
Таблица 1.2 – Возможные неисправности и способы их устранения
Контрольные вопросы
1. Назначение культиватора комбинированного КППШ-6.
2. Перечислите основные рабочие органы культиватора комбинированного КППШ-6. Каково их назначение?
3. Особенности применения культиватора комбинированного КППШ-6.
4. Число одновременно производимых операций культиватором комбинированным КППШ-6.
5. Перечислите операции, выполняемые культиватором КППШ-6.
6. Назовите основные показатели качества выполнения технологического процесса работы культиватора КППШ-6.
7. Подготовка культиватора КППШ-6 к работе.
8. Перечислите основные регулировки культиватора КППШ-6.
9. Особенности эксплуатации культиватора КППШ-6.
10. Возможные неисправности работы культиватора КППШ-6 и их влияние на качество работы.
2 НАВЕСНОЙ КУЛЬТИВАТОР AMAZONE-BBG «Pegasus»
2.1 Назначение и технические характеристики культиватора
Навесной культиватор AMAZONE-BBG «Pegasus» предназначен исключительно для обычной обработки почвы в комбинации с катком Amazone-BBG (трубчатый). Техническая характеристика культиватора «Pegasus» представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Техническая характеристика культиватора
2.2 Описание культиватора
Навесной культиватор «Pegasus» предназначен для лущения стерни, необоротной основной обработки и предпосевной обработки почвы при любых почвенных условиях. Pegasus SB 3DQ2 и SG 40D2 с шириной захвата 3 и 4 м оснащены жесткой рамой (рисунок 2.1).
Модели SG 4DD3-2, SG 5003-2 и SG ВОО3-2 с шириной захвата 4, 5 или 6 м имеют складную раму (риунок 2.2).
Стрельчатые лапы 1 (рисунок 2.1) служат для сплошной обработки почвы, рыхления и интенсивного перемешивания. Установленные со смещением сферические диски выравнивают, перемешивают и измельчают почву и растительный покров.
Опорные катки обеспечивают уплотнение и разделку почвы. Для складывания и раскладывания на тракторе требуется клапан управления двойного действия.
Рисунок 2.1 – Культиватор типа Рисунок 2.2 – Культиватор SB 3DQ2: 1 – лапа; 2 – диск типа SG 4DD3-2
Для защиты стрельчатых лап от повреждения агрегат оснащен пружинным предохранителем 1 от перегрузок (рисунок 2.3) или срезным болтом 1 (рисунок 2.5).
Для защиты дисков от повреждения агрегат оснащен перегрузочным предохранителем в виде упругих резиновых элементов 2 (рисунок 2.4). После преодоления препятствия диски возвращаются обратно в свое рабочее положение посредством упругих резиновых элементов.
Задний опорный каток обеспечивает точное удержание рабочей глубины хода. Регулировка рабочей глубины лап и сферических дисков производится посредством перестановки четырехгранного эксцентрикового пальца 2 фирмы AMAZONE (рисунки 2.4, 2.5).
Рисунок 2.3 – Пружинный предохранитель: 1 – пружина
Рисунок 2.4 – Упругие резиновые элементы: 1 – четырёхгранный эксцентриковый палец; 2 – резиновые элементы
Рисунок 2.5 – Срезной болт: 1 – срезной болт; 2 – четырёхгранный эксцентриковый палец
2.3 Регулировки культиватора и эксплуатация
2.3.1 Установка глубины хода при помощи эксцентриковых пальцев
Агрегат находится в поднятом состоянии и закреплен от непредвиденного опускания.
Для точного ведения на заданной глубине хода имеется возможность регулировки катка на задней части агрегата. При перестановке и/или поворачивании эксцентрикового пальца 1, появляется возможность для бесступенчатой регулировки рабочей глубины (рисунок 2.6). После перестановки эксцентрикового пальца вверх рабочая глубина уменьшается. После перестановки эксцентрикового пальца вниз рабочая глубина увеличивается.
При поворачивании эксцентрикового пальца из положения 1 (глубоко) в положение 4 (неглубоко) производится точная регулировка рабочей глубины. Выбранные места установки и цифры на упорах эксцентриковых пальцах должны соответствовать.