Роторный лесной культиватор КРЛ-1Р

При создании лесных культур и защитных лесонасаждений требуются большие затраты ручного труда и средств на рых­ление почвы и прополку сорняков в рядках. Необходимо систематическое уничтожение сорняков, которые иссушают и уплотняют почву, отравляют корневыми выделениями молодые древесные растения и затеняют их своими стеблями и листьями. Эта работа яв­ляется самой трудоемкой и дорогостоящей. Из общей суммы затрат да выращивание лесонасаждений (до смыкания крон деревьев) ручные прополки занимают 30 - 50%.

Исследования и опыт показывают, что с сорняками нужно начинать энергичную борьбу еще при допосадочной обработке почвы. Особенно важно при допосадочной обработке почвы уничтожение многолетних (корневищных и корнеотпрысковых) сорняков, которые после посадки лесных культур уничтожаются уже с большим трудом.

Для ухода за почвой в рядах и защитных зонах лесных насаждений отечественная промышленность в настоящее время выпускает культиватор КРЛ-1М, многолетняя практика которого выявила ряд недостатков, снижающих качество ухода. В частности, орудия уплотняют почву ниже глубины обработки, сдвигают и засыпают часть культурных растений почвой, оставляют холмики, в которых почва недостаточно разрыхлена[1].

При этом культиватор КРЛ-1М мо­жет обрабатывать культуры с высотой растений только свыше 15 см. В связи с чем, для проведения уходов в рядах лесных культур с высотой культурных растений до 15 см (первый, второй год после посева или посадки), на кафедре «Механизации лесного хозяйства и проектирования машин» ВГЛТА был разработан и изготовлен в металле экспериментальный образец роторного рабочего органа для обработки почвы в рядах и защитных зонах молодых лесонасаждений, выполненный в виде установленной на наклонной оси принудительно вращающейся звездочки с радиально расположенными пальцами (рис. 1).

В отличие от лопастной крыльчатки [2], которая применена на культиваторе КРЛ-1М и имеет реактивный привод, роторный рабочий орган имеет активный привод от ВОМ трактора.

Рис.1. Экспериментальный образец роторного рабочего органа

В предложенном рабочем органе, для улучшения качества крошения почвы без сгруживания ее, используются рыхлящие элементы, закрепленные на пальцах, и активный привод.

На каждом пальце располагается по три ряда рыхлящих элементов. Пальцы крепятся радиально по отношению к корпусу орудия. Рыхлящие элементы предназначены для интенсивного рыхления и подрезания сорняков. Радиальные пальцы роторного культиватора расположены в подшипниках, которые жестко крепятся непосредственно внутри корпуса культиватора [3].

Роторный культиватор (рис. 2) состоит из следующих основных узлов: опорных колес 1 с винтовыми механизмами регулировки заглубления рабочих органов; рамы 2, сваренной из заглушённых швеллеров заодно с навесным устройством и служащей для присоединения всех узлов культиватора; двух специальных рабочих органов роторного типа – восьмипальцевых рабочих органов 3, установленных под определенным углом (10°-15°) к поверхности почвы, передаточного механизма (КПП) 4, приводящего во вращение рабочие органы, и состоящего из редукторов и роликовых цепей с приводными звездоч­ками.

Рис.2. Роторный лесной культиватор КРЛ-1Р

На культиваторе имеется возможность изменения площади и глубины обработки путем регулирования угла наклона роторных рабочих органов. При работе агрегата, исходя из физико-механических свойств обрабатываемой почвы, имеется возможность использования режимной работы роторного культиватора на различных скоростных интервалах при постоянной поступательной скорости трактора (рис. 3).

Рис.3. Принципиальная схема культиватора КРЛ-1Р

Наблюдения показывают, что регулировка культиватора КРЛ-1Р и подготовка его к работе довольно проста. Основная регулировка заключается в правильном выборе глубины обработки почвы в зависимости от высоты культур, плотности и влажности почвы. Глубина рыхления почвы культиватором в ряду определяется минимальной глубиной размещения боковых корней у сеянцев. Как правило, удовлетворительные показатели работы культиватора достигаются при глубине установки рабочих органов на 4-7 см ниже опорной плоскости колес. Для обработки низких культур целесообразно выбирать глубину обработки 4-5 см; для высоких – от 5 до 7 см [4].

Принципиальным отличием настоящей конструкции является специальный рабочий орган роторного типа в виде восьмипальцевой звездочки. Вращение рабочего органа происходит принудительно и зависит от ско­рости вращения ВОМа трактора, передаточного числа КПП и физико-механи­ческих свойств почвы. Принудительное вращение рабочих органов повышает качество об­работки почвы. Из-за особенности кинематики при движении культиватора (пальцы двигаются по кри­вым, близким к циклоидам) исключается возможность частой встречи пальцев с культурными растениями. Кроме того, при встрече между пальцем и древесным стволиком остается зем­ляная прослойка, которая в значительной степени предохра­няет стволик от повреждения.

На культиваторе КРЛ-1Р рабочие органы соеди­нены в одну взаимозависимую систему с определенной кине­матической схемой, обеспечивающей в каждом рабочем органе синхронную работу.

Обработка почвы в рядах молодых лесопосадок произво­дится по следующей технологической схеме: в начале сезона при первой культивации междурядий производится завал сор­няков в защитных зонах рядков лесопосадок слоем земли 8 – 15 см. Эта операция выполняется односторонними лапами-окучниками, установленными на обычный культиватор, про­изводящий междурядную обработку. После прорастания сор­няков на валике рядок обрабатывается роторным культи­ватором. Культивация почвы проводится методом «седлания» рядка посадки со ско­ростью 5-7 км/ч, что позволяет трактору двигаться более прямолинейно. Культиватор при работе в диапазонах таких скоростей практически не повреждает древесные растения, а производит более качественную обработку почвы, нежели при использовании ротационных рабочих органов, которые могут работать только при поступательной скорости трактора от 8-12 км/ч. Во время движения агрегата пальцевые звездочки заглубляются в почву и, вращаясь принудительно, разрыхляют валик и уничтожают сор­няки. Наблюдения показали, что уничтожение сорняков и повреждение сеянцев находится в зависимости от взаимного расположения рабочих органов по отношению к оси рядка, глубины обработки, скорости движения и прямолинейности хода трактора [5].

Имеется возможность использования двух модификаций сменных рабочих органов для роторного культиватора-рыхлителя (рис. 4).

а)

б)

Рис.4. Конструкция сменных рабочих органов к культиватору КРЛ-1Р.

Техническая характеристика роторного культиватора КРЛ-1Р представлена в таблице 1.

Опытный образец культиватора КРЛ-1Р в 2010 г. проходил полевые испытания в учебно-опытном лесхозе ВГЛТА и в ОГУ «Лесная охрана» «Новоусманское лесничество» Воронежской области. В результате испытаний было выявлено, что агрегат в основном отвечает требованиям агро­техники при обработке почвы в рядах молодых лесокультур.

Таблица 1

Техническая характеристика культиватора КРЛ-1Р

Проведённые полевые испытания показали перспективность применения роторного рабочего органа КРЛ-1Р в лесном хозяйстве и рекомендован для уничтожения сорной растительности в рядах молодых лесопосадок. Применение культиватора КРЛ-1Р дает существенную экономию средств и резко снижает затраты ручного труда на уходах за молодыми лесопосадками. Культиватор окупает себя при обработке 15-20 гектаров лесных культур; производительность, в сравнении с ручным трудом, повышается в 42,5-67 раз, в зависимости от условий работы.

Литература:

1. Бартенев, И.М. Борьба с сорной растительностью в защитных лесных насаждениях [Текст] / И.М. Бартенев. – М.: Колос, 1991. – 47 с.

2. Вершинин, В.И. Технологии, машины и оборудования в лесном хозяйстве: [Учебное пособие] [Текст] / В.И. Вершинин, Л.Т. Свиридов. – Воронеж: Воронеж. гос. лесотех. акад., 2002. – 312 с.

3. Пат. 101313 РФ, МПК А 01 В 35 / 20. Ротационный рабочий орган культиватора-рыхлителя [Текст] / И. М. Бартенев, П. В. Захаров; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. – № 2010124825/21; заявл. 17.06.2010; опубл. 20.01.2011. Бюл. № 2. – 1 с.

4. Максимович, Ф.Д. Механизация междурядной обработки рядков и междурядий [Текст]/ Ф.Д. Максимович. – М.: Лесное хозяйство. – 1954. - № 5.

5. Захаров, П.В. Результаты испытаний роторного рабочего органа при обработке почвы в рядах лесных культур [Текст]/ П.В. Захаров. – М.: Сельский механизатор. – 2011. - № 2.