В статье приведены результаты исследований по разработке технологической схемы работы и схемы размещения рабочих органов энергосберегающего чизеля-культиватора.
Ключевые слова:чизель-культиватор, рабочие органы, блокированное резание, полублокированное резание, деблокированное резание, рыхлительная лапа, двусторонняя стрельчатая лапа, односторонняя стрельчатая лапа, тяговое сопротивление, расход топлива.
Среди комплексных агротехнических мероприятий, направленных на получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур, обработка почвы играет первостепенную роль. Только при высоком качестве обработки в почве создаются оптимальные условия для получения дружных всходов, роста растений и накопления урожая. Помимо этого, качественная обработка почвы создает благоприятные условия для работы посевных и уборочных машин, способствует повышению производительности труда, экономии топлива, воды и сохранности сельскохозяйственной техники.
Наряду с этим необходимо отметить, что обработка почвы является самой энергоемкой операцией в сельскохозяйственном производстве. Так, при возделывании хлопчатника из общих затрат энергии 50–60 % приходится на долю обработки почвы [1]. Поэтому снижение энергоемкости машин и орудий, применяемых при обработке почвы, является важной задачей.
Чизель-культиваторы ЧК-3,0 и ЧКУ-4 в нашей Республике являются основным орудием при подготовке почвы к севу хлопчатника и других культур. Однако из-за несовершенства технологического процесса работы и конструкции они имеют высокую энергоемкость и в результате низкую производительность.
Поэтому разработка энергосберегающего технологического процесса работы чизеля-культиватора, обеспечивающего повышение производительности труда и снижение расхода горюче-смазочных материалов и других затрат является актуальным.
Рабочие органы почвообрабатывающих машин и орудий в зависимости от месторасположения на раме и формы рабочей поверхности взаимодействуют с почвой в условиях блокированного, полублокированного и деблокированного резания.
При работе в условиях блокированного резания рабочий орган взаимодействуют с пластом, граничащим с двух сторон монолитом почвы.
При работе в условиях полублокированного резания рабочий орган взаимодействует с пластом, граничащим с одной стороны разрыхленной (предыдущим рабочим органом) почвой или открытой бороздой, а с другой монолитом почвы.
При работе в условиях деблокированного резания пласт, обрабатываемый рабочим органом, граничит с двух сторон разрыхленной почвой или открытыми бороздами.
При работе в условиях деблокированного резания тяговое сопротивление рабочего органа в 1,5–2,5 раза меньше, чем при работе в условиях блокированного и полублокированного резания. Поэтому для снижения энергоемкости обработки почвы у почвообрабатывающих машин число рабочих органов, взаимодействующих с ней в условиях блокированного и полублокированного резания, должно быть возможно меньше, а число рабочих органов, взаимодействующих в условиях деблокированного резания, возможно больше. Исходя из этого нами на уровне изобретений разработан энергосберегающий чизел-культиватор [2], представленный на рисунке.
Рис. 1. Технологическая схема работы и схема размещения рабочих органов энергосберегающего чизеля-культиватора: 1-рыхлительная лапа; 2-двустороняя стрельчатая лапа; 3-одностороняя стрельчатая лапа
Разработанного чизель-культиватора рабочие органы размещены на раме в два ряда. При этом рабочие органы первого ряда взаимодействуют с монолитом почвы, т. е. работают в условиях блокированного резания, а рабочие органы второго ряда взаимодействуют с пластами, граничищими разрыхленной рабочими органами первого ряда почвой, т. е. работают в условиях деблокированного резания.
Основное назначение рабочих органов первого ряда создание боковых разрыхленных зон для того, чтобы рабочие органы второго ряда взаимодействовали с почвой в условиях деблокированного резания. Поэтому они выполнены в виде плоских двухгранных клиньев, т. е. в виде узких рыхлительных лап. Потому что при этом, во-первых, почва деформируется в направлении ее дневной поверхности, т. е. в сторону открытой поверхности, и во-вторых уменьшается объем деформируемой в условиях блокированного резания почвы. Эти факторы приводят к снижению затрат энергии.
Рабочие органы второго ряда выполнены в виде двусторонних (промежуточные рабочие органы) и односторонних (крайние рабочие органы) трехгранных клиньев, т. е. в виде двусторонних и односторонних стрельчатых лап, т. к. при этом они обрабатываемые пласты деформируют в сторону боковых разрыхленных зон, созданных рабочими органами первого ряда. В результате снижаются энергозатраты на обработку почвы, т. к. разрушения обрабатываемых рабочими органами пластов происходит прежде всего в местах, где прочность почвы минимальна — вдоль линий наименьших связей.
Проведенные испытания показали, что энергосберегающий чизель-культиватор по сравнению с существующими (ЧК-3,0, ЧКУ-4) имеет в 1,33–1,39 раза меньше тяговое сопротивление и в результате расход топлива на обработку 1 га площади уменьшается на 3,3–3,4 кг.
Разработанный энергосберегающий чизель-культиватор по сравнению с существующими (ЧК-3,0, ЧКУ-4) имеет в 1,33–1,39 раза меньше тяговое сопротивление и применение его позволяет снизить расход топлива на обработку 1 га площади на 3,3–3,4 кг.
Для снижения энергоемкости чизелей-культиваторов и повышения его производительности рабочие органы на его раме должны быть установлены в два ряда. При этом, рабочие органы первого ряда должны быть выполнены в виде плоских двугранных клиньев, т. е. в виде рыхлительных лап, а второго — в виде двусторонних (промежуточные рабочие органы) и односторонних (крайние рабочие органы) трехгранных клиньев, т. е. в виде двусторонних и односторонних стрельчатых лап.
Литература:
- Соколов Ф. А. Агрономические основы комплексной механизации хлопководства. — Ташкент: Фан, 1977. — 224 с.
- Почвообрабатывающее орудие: пат. № FAP 00741 РУз.,МПК 8 А01В 35/00 / Тухтакузиев А.,Имомкулов К. Б., Калимбетов М. П. № 20120062:заявл. 21.05.2012; опубл.31.08.2012. Блю. № 8.
