На данный момент, при проведении агротехнических уходов в процессе восстановления лесов, используются исключительно дисковые культиваторы КЛБ-1,7. Они могут преодолевать препятствия незначительного размера и слабо забиваются почвой и растительной массой. КЛБ-1,7 состоит из рамы с навесным устройством, двух секций дисковых батарей, включающих по 4 сферических диска и пружинные предохранительные механизмы. К недостаткам данного культиватора следует отнести невысокую степень уничтожения сорной растительности при малых углах атаки дисков, за один проход. Совершение повторного прохода ведет практически к удваиванию материальных и временных затрат, а также процента повреждаемых культур.
При углах атаки дисков в 30°, обеспечивающих приемлемое качество работы, однако несовершенство конструкции предохранительного механизма не позволяет эффективно преодолевать препятствия высотой более 5 см, что значительно снижает область его применимости, качество работы и производительность. Снижение качества работы обуславливается тем, что при переезде через надземные препятствия происходит частичное или полное выглубление всего культиватора. Это приводит к образованию значительного пропуска и уводу культиватора в сторону, за счет врезания дисков в поверхность пня. Последствием такого отклонения является повреждение культур, т. к. в момент схода с пня рабочие органы культиватора находятся непосредственно над рядком культур. Также практически отсутствует возможность регулировки защитной зоны [1].
Имеющийся ряд зарубежных аналогов, хорошо приспособленных для работы в условиях вырубок, имеет на порядок более высокую стоимость и сложен в эксплуатации, из-за широкого использования в них пневмогидравлических предохранительных механизмов [2].
Поэтому, с целью повышения эффективности механизированного ухода за культурами на вырубках и снижения материальных предлагается новый культиватор с комбинированными рабочими органами (рис. 1) состоит из телескопической рамы 1, двух опорных колес 2, сферических дисков 3 установленных на переднем брусе рамы, лемешных рабочих органов 4 установленных на заднем брусе рамы и предохранительных механизмов 5.
Рис. 1. Общий вид комбинированного культиватора для сплошной обработки почвы в междурядьях лесных культур
Рама выполнена из двух брусьев квадратного сечения, соединенных между собой поперечинами. Каждый брус состоит из центральной части, с обеих концов которой вставлены брусья меньшего сечения, что позволяет менять ширину захвата культиватора в пределах 1,7…3 м.
Рабочие органы присоединены к поперечным брусьям рамы шарнирно и снабжены предохранительными механизмами пружинного типа. Пружины предохранителей удерживают рабочие органы в рабочем положении, а при встрече с препятствиями позволяют им отклоняться назад, растягивая пружины, и возвращают после преодоления препятствия в рабочее положение [3].
С целью изучения возможностей данного культиватора была создана модель участка лесной вырубки с препятствиями в виде пней (рис. 2).
По результатам имитационного моделирования было выяснено что ширина захвата составляет 2,87 м, при глубине обработки 12 см (глубина определена по горизонтальному срезу основания стрельчатой лапы). Эффективная высота преодолеваемого препятствия (обеспечивается только за счет предохранительного механизма) составляет: для дискового рабочего органа — 18 см (диаметр диска 51 см); для лемешного рабочего органа — 24 см.
Рис. 2. Изучение технологического процесса проведения уходов в междурядьях лесных культур
Данный культиватор также может использоваться для проведения агротехнических уходов методом седлания рядка культур, при условии, что они создавались на участках с ровным профилем поверхности. Для этого снимаются две секции на переднем брусе и одна на заднем. Это обеспечивает создание защитной зоны в 54 см (рис.3). В случае необходимости обеспечения большей защитной зоны снимаются ещё два лемешных рабочих органа со второго бруса. Это обеспечивает защитную зону шириной в 86 см. Также возможно плавное регулирование защитной зоны за счет перемещения всех секций по раме.
Применение культиватора данной конструкции способно обеспечить уничтожение сорной растительности — 86 % и молодой поросли второстепенных лиственных пород — 81 %, что более чем в два раза выше по сравнению с культиватором КЛБ-1,7 [4].
Практически не наблюдается забивание как дисковых, так и лемешных рабочих органов, и культиватора в целом почвой и растительностью. При преодолении пней рама культиватора не испытывает заметных вертикальных и горизонтальных колебаний. Это обеспечивает низкую повреждаемость культур 0,64 против 5,7 % у КЛБ-1,7 и устойчивость по глубине обработки, которая составляет 10…12 см.
Рис. 3. Изучение технологического процесса проведения уходов методом седлания рядка культур
Литература:
1. Бартенев И. М. Система машин для лесного хозяйства и защитного лесоразведения [Текст]: учеб. пособие / И. М. Бартенев, М. В. Драпалюк, М. Л. Шабанов; ВГЛТА — Воронеж, 2010. — 215 с.
2. Лысыч М. Н., Шабанов М. Л., Хорольский Н. А. Обзор конструкций почвообрабатывающих орудий для проведения агротехнических уходов за лесными культурами [Текст] / М. Н. Лысыч, М. Л. Шабанов, Н. А. Хорольский // Современные проблемы науки и образования — 2015 — № 1, С.
3. Пат. 2319329 РФ, МКИ A01B49/02, 76/00. Комбинированное почвообрабатывающее орудие [Текст] / И. М. Бартенев, М. Н. Лысыч, А. А. Кузнецов; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. — № 2006127356/12; заявл. 27.07.2006; опубл. 20.03.2008, Бюл. № 12. — 3 с.
4. Шабанов М. Л. Комбинированный культиватор для проведения агротехнических уходов на вырубках [Текст] / М. Л. Шабанов, М. Н. Лысыч, В. В. Романов // Молодой ученый. — 2014. — № 9. — С. 225–227.
