Совершенствование технологического процесса культиватора

 
 
  

    

     Борона дисковая БД-4,2 агрегатируется с тракторами тягового класса 3 оборудованными стандартным навесным устройством.

    Испытания бороны дисковой БД-4,2 проводились на обработке стерни озимой пшеницы с трактором Т-150К в два прохода с углом атаки 18⁰.

    

    Почвенные условия испытаний бороны в 2002г по влажности и твердости отвечали требованиям ТУ, но не соответствовали зональным нормативам (влажность от 13,3 до 30,0%, твердость в слое 10..20 см от 0,94 до 1,67 МПа).

    Скоростной  режим агрегата был одинаковым (9,0 км/ч) в оба следа (по ТУ - до 12 км/ч). Средняя глубина обработки почвы по первому следу составила 12,8см, по второму – 15,6 см (по ТУ - до 20 см за два прохода). Крошение почвы после двух проходов по наличию частиц размером до 100 мм составило 96,4% (ТУ – не менее 85%).

    Гребнистость  почвы при прохождении бороны по первому следу составила 7,5 см, после  второго прохода – 3,9 см (ТУ - не более 5 см).

    По  заделке пожнивных остатков требования ТУ (не менее 75%) выполняются только после прохода по второму следу (87,9%).

    Борона  обеспечивает полное (100%) подрезание растительных остатков при работе в один след.

    Залипания рабочих органов землей и забивания  растительными остатками при  проведении лабораторно-полевых и эксплуатационно-технологический испытаний не наблюдались.

    В агрегате с трактором Т-150К при  скоростном режиме 9,52 км/ч, отвечающем требованиям ТУ (8…12 км/ч), обеспечивающем качество обработки, производительность агрегата в час основного времени составила 4,07 га/ч, что соответствует требованиям ТУ.

    Технологический процесс агрегат выполнял устойчиво, коэффициент надежности технологического процесса равен 1.

    Удельный  расход топлива за сменное время  составил 6,41 кг/га.

    Борона  дисковая БД-4,2 приспособлена к движению в агрегате с тракторами тягового класса 3 по дорогам общего пользования в соответствии с «Правилами дорожного движения». 
 
 

    1.3 Борона дисковая БД-10Б

    

      

    Борона  предназначена для послепахотного рыхления пластов, предпосевной обработки зяби, лущения стерни колосовых и пропашных культур на легких и средних почвах с влажностью до 27% и твердостью не более 25 кгс/см квд, выравнивания поля.

    Борона  является полуприцепным почвообрабатывающим  орудием и рассчитана на работу с  тракторами тягового класса 3-5 (Т-150К, К701).

    По  сравнению с ранее выпускаемой  бороной БД-10А имеет следующие  преимущества:

    -наличие гидравлического устройства позволяет сократить время перевода бороны из рабочего положения в транспортное и наоборот

    -наличие двух гребнерезов и крайних дисков меньшего диаметра обеспечивает работу бороны без огрехов и свально-развальных борозд

    -конструкция чистиков позволяет использовать борону при работе на почвах с повышенной влажностью

    -дисковые батареи подпружинены, что позволяет копировать микрорельеф поля и получать равномерную глубину обработки почвы

    -использование вырезных дисков в переднем ряду (по заказу) позволяет работать бороной на стерне пропашных культур

    

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

    2 Анализ технологического процесса боронования

    2.1 Агротехнические требования

    Сплошное  боронование применяют для уничтожения сорняков и рыхления почвы без ее оборачивания при уходе за парами и подготовке к посеву. Рыхление почвы способствует накоплению и сохранению влаги и питательных веществ.

    Предпосевное  боронование проводят обычно на глубину заделки семян зерновых культур. Неравномерность глубины обработки не должна превышать ±1 см. После боронования верхний слой почвы должен быть мелкокомковатым, а сорные растения полностью подрезаны.

    2.2 Состав и особенности почвы

    Почва является многофазной дисперсной средой, состоящей из твердых частиц, воды, воздуха и живых организмов, перемешанных между собой в различных соотношениях. Свойства почвы имеют решающее значение для качественных и энергетических показателей работы почвообрабатывающих машин.

    Механический  состав. В зависимости от размеров твердые частицы почвы подразделяются на каменистые включения (размер частиц более 1мм) и мелкозем. При определении типа почвы по механическому составу анализируется только мелкозем, который делится на две фракции: физический песок (частицы более 0,01 мм) и физическую глину (частицы менее 0,01 мм). По количеству физической глины различают почвы глинистые (более 50% физической глины), суглинистые (50...20% физической глины), супесчаные (20...10% физической глины) и песчаные (менее 10% физической глины). Чем больше в почве физической глины, тем труднее она в обработке.

    Структура почвы. Со временем в почве первичные частицы коагулируют и слипаются, в результате чего создаются новые, более крупные агрегаты различного размера. Структурные образования размером 0,25 мм называются микроагрегатами, а более крупные – макроагрегатами почвы. При механической обработке почвы нельзя допускать разрушение ее до частиц меньше 0,25 мм, так как это приводит к разрушению структурных агрегатов.

    Коэффициент структурности почвы служит ее оценкой  после обработки. Он вычисляется  по формуле (1.1)

    K = m₁ / m₂  ,                                        (1.1)

    где m₁ , m₂ – массы агрегатов с размером 0,25...7 мм и остальной части почвы.

    Плотность почвы. Плотность минералов, образующих почву, равна 2,4...2,8г/см³, твердой фазы почвы – 2,4...2,7 г/см³, перегноя – 1,2...1,4г/см³.

    Плотность ρ представляет собой отношение массы m абсолютно сухой почвы с ненарушенным сложением (включая поры) к ее объему V, то есть  ρ = m / V.

    У культурной пашни ρ = 1,0...1,1 г/см³, при ρ = 1,2 г/см³ она уплотнена, а при ρ = 1,3...1,4 г/см³ – сильно уплотнена.

    Подпахотные горизонты имеют плотность 1,4... 1,6 г/см .

    Влажность почвы. Объем почвы, не занятый твердыми частицами, заполнен водой и воздухом.

    Влажность почвы считается оптимальной, когда  вода заполняет три четверти имеющихся  в ней капиллярных скважин.

    О количестве воды в почве судят  по ее абсолютной влажности W_А, которую вычисляют по формуле (1.2)

    W_А = 100 (m_B – m_С ) / m_С ,                              (1.2)

    где m_В , m_С  – соответственно масса влажной и сухой почвы.

    

    Влажность почвы существенно влияет на ее обработку. Время перехода от полутвердой к твердой консистенции соответствует физической спелости почвы и является оптимальным для обработки. При этом большим рабочим скоростям соответствует большая влажность почвы, при которой сопротивление обработке наименьшее. При обработке подзолистой песчаной почвы оптимальной можно считать абсолютную влажность, равную 12%, дерново-подзолистых суглинистых почв – 12...22%, черноземов – 17...30%.

    Коэффициент пористости ε служит для характеристики сложения почв. Он равен отношению объема пустот V_П  к объему твердых частиц V_T и вычисляется по формуле (1.3)

    ε = V_П / V_T = (ρ_Т – ρ) / ρ ,                                            (1.3)

    где ρ _Т – плотность твердых частиц.

    При 0,5 < ε <1,5 почва уплотнена, а при ε > 1,5 считается рыхлой.

    Каменистость  почвы. Камнями в почвоведении называются первичные частицы размером 1 мм и более. Почвы делятся на некаменистые (менее 0,5% камней), слабокаменистые (0,5...5% камней), среднекаменистые (5...10% камней) и сильнокаменистые (более 10% камней).

    Способность почвы к крошению выражается отношением массы комков размером меньше 50 мм к  массе почвы в пробе, выраженным в процентах.

    Пределом  нецелесообразности обработки почвы  считается количество пылеватых  частиц, близкое к 30 % по объему.

    Идеальной считается такая обработка почвы, когда на глубине заделки семян  ее составные части достигают  размеров 0,25...7 мм, а ниже этого слоя объемная масса составляет 1,1 ±0,1 г/см³ в зависимости от типа почв и возделываемой культуры.

    Минимальный размер частиц для почв, подверженных эрозии, не должен быть менее 1 мм.

    Твердость почвы – способность сопротивляться внедрению в нее под давлением  какого-либо тела в виде конуса, цилиндра или шара. Твердость – сравнительный  показатель механических свойств почвы. Однако корреляционная связь между твердостью и сопротивлением почвы, наблюдаемая лишь при работе плугов, различна для песчаных и глинистых почв.

    Для измерения твердости почвы служат приборы – твердомеры (рисунок 1.10). 

    

      

    

    Рисунок 1.7 – Схема твердомера:

    1 – деформатор (наконечник); 2 – шток; 3 – пружина; 4 – рукоятка;   5 – упор; 6 – основание.

    Для твердомеров стандартом предусматривается применение наконечников конической формы двух размеров: с площадью основания 1см² и углом при вершине 2α = 22°30' – для твердых почв, с площадью основания 2 см² и углом при вершине 2α = 30° – для рыхлых почв.