В данной статье рассмотрена механизация технологического процесса основной обработки почвы с разрушением плужной подошвы применительно для хозяйств ведущих активное производство сельскохозяйственной продукции.
Ключевые слова:плужная подошва, рабочий орган, энергосбережение, рабочая поверхность, плуг, плоскорез агрегатирование.
Кубанский государственный аграрный университет всегда славился своими научными разработками в области механизации сельского хозяйства. Факультет механизации сельского хозяйства, а в частности кафедра «Сельскохозяйственных машин» с 1.09.2012 года кафедра «Процессы и машины в агробизнесе» занимает в этом процессе одну из ведущих ролей. На кафедре активно ведется работа по созданию сельскохозяйственных машин для механизации различных технологических процессов [1], [2], [3].
Сельское хозяйство многоотраслевое и наряду с растениеводством, во многих хозяйствах развита и животноводческая отрасль, которая требует выращивание кормовых и технических культур, для которых необходимо проводить основную обработку почвы, как с оборотом, так и без оборота пласта. Земля является самым ценным ресурсом у человечества и требует к себе особенного правильного ухода [6], [7], [8].
Со временем постепенно возросло применение рациональных способов обработки почвы при полном одобрении тех, кто их применял [4], [5]. Под рациональным способом обработки почвы первоначально предполагалась любая система, которая позволила бы разрушать почвенный пласт для создания благоприятного условия для развития корневой системы растений.
В начале 90-х. годов рациональный способ обработки почвы получил новое определение: система обработки почвы с сохранением растительных остатков для обеспечения защиты почвы от эрозии в течение года [6], [7], [8]. Процент требуемого покрытия поля зависит от типа почвы, наличия косогоров, севооборота, озимых и других факторов. Естественно, что ровные поля могут быть покрыты растительными остатками на 10–20 %, в то время как для длинных неровных полей потребуется 50–60 %. Поскольку требуемое покрытие зависит от местности, то каждый производитель сельскохозяйственной продукции должен разработать рациональный способ относительно данного участка земли.
Основной целью рациональных способов обработки почвы является уменьшение эрозии. Первостепенное значение для достижения этой цели имеют растительные остатки. В связи с этим возник новый термин: распределение растительных остатков [9], [10].
Для этого на настоящий момент спроектировано большое количество машин и разнообразны конструкций, которые позволяют бережливо производить основную обработку почвы. Нами предлагается отличительная конструкция от многих, которая позволяет применить ее как для лемешных плугов, которые производят основную обработку почвы с оборотом пласта, так и для плоскорежущих рабочих органов, которые производят основную обработку почвы без оборота пласта [11], [12].
Корпус лемешного плуга, рисунок 1 движется в слое почвы переворачивая слой почвы на дно борозды, однако при этом создается не благоприятный эффект так называемой плужной подошвы, которая препятствует, проникаю влаги в более низкие слои, тем самым происходит заболачивание и как следствие не способность применения данных участков для ведения сельского хозяйства.
Для решения поставленной проблемы нами была разработана простая составная конструкция, показанная на рисунке 1, которая условно показана на рисунке 1 при работе лемешного плуга и на рисунке 2 при работе плоскореза. Она представляет собой зуб длиной до 10 см., который крепится резьбовым соединением на удлиненный лемешный болт, он в свою очередь ставится в стандартное отверстие крепления лемеха либо полевой доски [13], [14], [15].
При стандартном оснащении плоскорежущего рабочего органа, лапа рыхлительного корпуса движется со средней рабочей скоростью от 11–12 км/ч параллельно поверхности почвы на глубине до 30 см, (рисунок 2). Почва, в месте перегиба растрескивается естественным образом, оставляя сеть мелких вертикальных капилляров, однако лемех оставляет эффект плужной подошвы, это крайне негативное последствие при обработке таким способом [16], [17], [18].
В нашем случае работает конструкция следующим образом. Рыхлительный корпус, внедряясь в слой почвы на определённую глубину, разрушает почвенный пласт своими рабочими органами [19], [20]. Левые и правые лемеха активно разрушают почвенный слой без оборота пласта, что способствует сохранению влаги и питательных почвенных элементов в обрабатываемом слое, однако, в свою очередь создается не благоприятный эффект плужной подошвы, который препятствует развитию растений и прониканию в почву влаги набольшую глубину, конструкция предоставляющая собой составной зуб закрепленный на штаные места крепления лемехов на удлиненный лемешный болт, разрушает плужную подошву на глубину до 10 см. тем самым позволяя влаге проникать на большую глубину.
При использовании указываемой конструкции достигаются следующие положительные эффекты: разрушение плужной подошвы; образование сети вертикальных капилляров, обеспечивающих проникание влаги в более низкие слои почвы; сохранение целостности структуры почвы и баланса аэробных и анаэробных микроорганизмов; сокращение расхода топлива и расходных частей [21], [22].
Рис. 1. Технологический процесс работы предлагаемой конструкции лемешного плуга: 1 — Стойка; 2 — башмак; 3 — отвал; 4 лемех; 5 — полевая доска; 6 — рыхлители
Рис. 2. Технологический процесс работы предлагаемой конструкции плоскореза
В результате проделанной работы нами предложена конструкция, которая позволяет применить ее, как и для обработки почвы с оборотом пласта, так и для обработки плоскорежущим рабочим органом. Плужная подошва — это весьма распространенный неблагоприятный эффект, который присущ всем лемешным почвообрабатывающим орудиям. Однако от их применения не всегда можно отказаться. Предложенная простая составная запатентованная конструкция позволит с небольшими переделками в условиях хозяйств решить данную проблему без покупки дорогостоящих почвообрабатывающих орудий решить данную проблему.
Литература:
- Связь науки и техники в возделывании сельскохозяйственных культур при проектировании лемешного плуга. Белоусов С. В., Трубилин Е. И., Лепшина А. И. В сборнике: Актуальные вопросы технических наук. Материалы III Международной научной конференции. Пермь, 2015. С. 150–155.
- Компьютерные технологии в преподавании инженерной графики и моделирования сельскохозяйственной техники. Белоусов С. В., Цыбулевский В. В., Лепшина А. И. В сборнике: Теория и практика образования в современном мире. Материалы VII Международной научной конференции. Санкт-Петербург, 2015. С. 161–167.
- Разработка дополнительных рабочих органов лемешного плуга для совершенствования процесса основной обработки почвы с оборотом пласта, а также исследование его тягового сопротивления в составе машинотракторного агрегата. Белоусов С. В., Лепшина А. И. В сборнике: Инновационные технологии в сельском хозяйстве. Материалы Международной научной конференции. Москва, 2015. С. 69–74.
- Средства малой механизации как основа современного кфх и лпх в малых формах хозяйствования. Лепшина А. И., Белоусов С. В. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 05. С. 392.
- Связь науки и техники в области разработок машин для основной обработки почвы с оборотом пласта. Белоусов С. В. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 05. С. 468.
- Междурядная обработка почвы инновационным опрыскивателем. Белоусов С. В., Лепшина А. И., Скотников С. В. Молодой ученый. 2015. № 7. С. 1081–1086.
- Определение тягового сопротивления при обработке дополнительным плоскорежущим рабочим органом. Белоусов С. В., Лепшина А. И. Молодой ученый. 2015. № 8 (88). С. 194–199.
- Конструкция комбинированного лемешного плуга и исследование его тягового сопротивления в составе машинотракторного агрегата. Белоусов С. В., Лепшина А. И. Молодой ученый. 2015. № 5 (85). С. 217–221.
- Конструкция плоскорежущего рабочего органа для основной обработки почвы. Белоусов С. В. Молодой ученый. 2015. № 11. С. 269–272.
- Внесение сыпучих материалов при помощи центробежных разбрасывателей. существующие проблемы и пути их решения. Белоусов С. В., Лепшина А. И. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 10. С. 1849.
- Основная обработка почвы с оборотом пласта в современных условиях работы и устройства для ее осуществления. Трубилин Е. И., Белоусов С. В., Лепшина А. И. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 10. С. 1863.
- Экономическая эффективность отвальной обработки почвы разработанным комбинированным лемешным плугом. Трубилин Е. И., Белоусов С. В., Лепшина А. И. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 09. С. 654.
- Результаты экспериментальных исследований определение степени тягового сопротивления лемешного плуга при обработке тяжелых почв. Трубилин Е. И., Белоусов С. В., Лепшина А. И. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. № 09. С. 673.
- Дисковые бороны и лущильники в системе основной и предпосевной обработки почвы. проблемы и пути их решения. Трубилин Е. И., Сохт К. А., Коновалов В. И., Белоусов С. В. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 04. С. 662.
- Совершенствование рабочих органов для обработки почвы. Пархоменко Г. Г., Божко И. В., Семенихина Ю. А., Пантюхов И. В., Дроздов С. В., Громаков А. В., Камбулов С. И., Белоусов С. В. В сборнике: Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения. Сборник статей 9-й международной научно-практической конференции в рамках 19-й международной агропромышленной выставки «Интерагромаш-2016". 2016. С. 27–30.
