Современное состояние и перспективы развития посевных комбинированных агрегатов
В целях облегчения и упрощения анализа всего многообразия имеющихся в настоящее время конструкций сельскохозяйственных комбинированных агрегатов ниже приводится их классификация, в основу которой положен конструктивно-технологический принцип, объединяющий три основные разделительные признака: возделываемая культура, выполняемые технологические операции (назначение) и способ агрегатирования [388, 485].
По роду возделываемой культуры комбинированные агрегаты могут быть разделены на зерновые (для возделывания злаковых культур), кукурузные, свекловичные, овощные и агрегаты для выращивания кормовых культур на лугах и пастбищах.
По выполняемым технологическим операциям (по назначению) комбинированные агрегаты подразделяются на почвообрабатывающие, посевные и агрегаты по уходу за посевами. Почвообрабатывающие, в свою очередь, можно разделить на агрегаты для основной и предпосевной подготовки почвы. В данном случае разделительный признак является несколько условным и для краткости назван по основному виду выполняемой агрегатом работы (пахота, посев, культивация и др.), которая может сочетаться с рядом других технологических операций.
По способу агрегатирования (составления) комбинированные агрегаты могут быть подразделены на три группы (схемы):
Агрегаты, составленные по схеме «Тандем», у которых серийно выпускаемые машины последовательно соединены между собой.
Агрегаты, представляющие собой единую раму, на которую могут закрепляться либо постоянные, либо сменные рабочие органы однооперационных машин.
Агрегаты, составленные из нескольких специальных или однооперационных серийно выпускаемых машин, одни из которых навешиваются на переднюю навеску трактора, другие — на заднюю или специальное шасси (раму).
В данном разделе дается анализ конструкций только овощных посевных комбинированных агрегатов, так как большинство из них (особенно модели последних лет), кроме сеялочной части, включают в себя машины и орудия для предпосевной обработки почвы, внесения удобрений и гербицидов. Что же касается специальных почвообрабатывающих комбинированных агрегатов и агрегатов по уходу за посевами (растениями), то их устройства и особенности конструкции подробно описаны в имеющейся литературе 168, 229, 261, 270, 341, 379, 453, 488].
Типичной моделью овощного посевного комбинированного агрегата, выполненного по первой схеме («Тандем»), может служить агрегат, разработанный научно-исследовательским проектно-технологическим институтом механизации и электрификации сельского хозяйства Северо-Запада (НИПТИМЭСХ С-3) [4.16]. Он составлен из серийно выпускаемого универсального грядоделателя УГН-4К, навешиваемого на заднюю навеску трактора Т-150К, и овощной сеялки СКОН-4,2, монтируемой на навеску сцепки типа «лебединая шея» (рис. 8.1). Агрегат предназначен для возделывания овощных культур на профилированной поверхности (грядах) и выполняет следующие операции: образование гряд, локальное рядковое внесение минеральных удобрений, рыхление, выравнивание и формирование гряд, посев с прикатыванием.
Рис. 8.1. Схема овощного комбинированного агрегата, выполненного по схеме «Тандем».
Бородообразующее устройство агрегата (рис. 8.2) состоит из рамы с трехточечной навеской, опорных колес, привода и четырех роторов (бороздорезов), представляющих собой конусные сдвоенные шнеки с противоположной навивкой лопастей. Шнеки попарно насажены на концы ведомого вала редукторов, жестко закрепленных к раме устройства. Кожухи (корпуса) редукторов одновременно являются стойками роторов-бороздорезов. К нижней части каждого корпуса редуктора между шнеками закреплен клиновидный наральник-бороздообразователь. Привод роторов осуществляется от вала отбора мощности (ВОМ) трактора через конический редуктор, центральный вал и собственные цепные редукторы.
Глубина хода роторов (глубина борозд) регулируется изменением положения опорных колес относительно рамы. Это достигается специальным винтовым механизмом с храповым устройством.
Технологический процесс нарезки борозд (предварительной нарезки гряд) этим устройством состоит в следующем. При движении агрегата наральники разрушают почву, а вращающиеся лопасти роторов измельчают ее и выбрасывают по обе стороны на поверхность смежных гряд. Подготовленные таким образом гряды и борозды затем окончательно формируются и уплотняются фрезерной частью агрегата.
Бозороздообразующее устройство агрегата АКО-3, по сравнению с бороздорезами пассивного действия, имеет меньшее тяговое сопротивление и обеспечивает хорошее крошение почвы, что положительно сказывается на качестве работы фрезерной части и всего агрегата в целом.
Фрезерная часть агрегата АКО-3 конструктивно выполнена на базе единого фрезбарабана, закрепленного в специальном кожухе. Задняя стенка кожуха разделена на секции, каждая из которых в поперечном сечении имеет форму профиля гряды. Секции шарнирно закреплены к средней части кожуха и с помощью винтового механизма могут быть установлены на соответствующей высоте от поверхности гряды. Назначение этих секций — уплотнение разрыхленной почвы и окончательное формирование гряд.Рис. 8.2. Овощной комбипыроваппый агрегат ЛКО-3 (ВИСХОМ, МолдНИИОЗнО).
Кожух фрезбарабана с дополнительными брусьями образует единую раму, к которой крепятся навесное устройство, подкатывающие опорные колеса и механизм управления ими (см. рис. 8.2).
Привод фрезбарабана осуществляется от редуктора бороздо- образующей части через собственный конический редуктор и бортовую цепную передачу. Глубина хода фрезы (глубина рыхления) регулируется винтовым механизмом путем перестановки опорных колес по высоте.
Для посева в агрегате АКО-3 используется овощная сеялка точного высева СОПГ-4,8 (рис. 8.3). Привод источника вакуума сеялки производится цепной передачей от редуктора фрезерной части агрегата; привод высевающих аппаратов — от собственных опорно-приводных колес.
Основным достоинством комбинированных агрегатов, составленных по первой схеме, является возможность раздельного использования входящих в него машин и орудий с тракторами соответствующего класса тяги. Однако последовательное соединение отдельных однооперационных машин в комбинированный агрегат намного увеличивает его продольные размеры и требует значительной ширины поворотной полосы. Кроме того, такая компоновка агрегатов нередко приводит к ухудшению качества технологического процесса, так как рабочие органы серийных машин, включаемых в агрегат, в большинстве случаев создаются без учета их совместной одновременной работы.Рис. 8.3. Овощной комбинированный агрегат АКО—3 в варианте предпосевной подготовки почвы для посева.
К числу овощных комбинированных агрегатов, выполненных по второй схеме, можно отнести венгерский агрегат ВБГ, представляющий собой единую прицепную раму, на которую одновременно или в отдельности могут быть навешены грядоделатель, оправщик гряд (фреза), катки, машины для внесения гербицидов и минеральных удобрений и сеялка. Такая конструкция агрегата позволяет использовать его в различных модификациях в зависимости от складывающихся погодных условий и организации работ.
С полным комплектом машин и орудий агрегат ВБГ (рис. 8.4) осуществляет нарезку и оправку гряд, локальное внесение и заделку минеральных удобрений и гербицидов, посев и прикатывание. Для точного гнездового и пунктирного посева семян в агрегате применяется английская сеялка «Стэнхей». Ширина захвата агрегата 4,8 м (три гряды с расстоянием по центрам борозд 1,6 м). Агрегатируется он с пропашными тракторами класса 20 кН.
Испытания агрегата ВБГ, проведенные нами, показали, что наряду с положительными особенностями (возможность осуществления технологии выращивания овощных культур на профилированной поверхности по типу «направляющая борозда») он имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются громоздкость, большая металлоемкость, высокая трудоемкость перестройки и наладки (от 5 до 14 чел.), а также невозможность на тяжелых почвах за один проход осуществить полное профилирование гряд.
Рис. 8.4. Овощной комбинированный агрегат ВБГ (ВНР).
Рис. 8.5. Овощной комбинированный агрегат ЕД-200 (США).
По второй конструктивной схеме выполнены также овощные комбинированные агрегаты ЕД-200 и PC-160 фирмы ФМС (США), которые лишены недостатков агрегата ВБГ. За один проход агрегат ЕД-200 выполняет следующие операции: профилирование (выравнивание) гряд и борозд; подпочвенное местное (локальное) внесение минеральных удобрений, поверхностное внесение гербицидов; предпосевное фрезерование поверхности гряд н заделку гербицидов; посев семян.
Агрегат ЕД-200 одновременно обрабатывает три гряды шириной 1,52 м (60 дюймов) каждая и включает следующие основные узлы и системы (рис. 8.5): рамный каркас, систему навески, фрезу, систему внесения гербицидов, удобритель, передние и задние опорные колеса, грядовосстановитель, систему привода. Конструктивно агрегат выполнен на базе фрезы с единым фрезбара- баном. Это упрощает конструкцию агрегата и позволяет при соответствующей переналадке использовать его на междурядной фрезерной обработке посевов.
Комбинированный агрегат PC-160 имеет аналогичную с ЕД-200 конструкцию, но в отличие от последнего обрабатывает четыре гряды шириной 1,02 м (40 дюймов) каждая. В агрегате ЕД-200 на посеве томатов используется сеялка «Стэнхей», а с PC-160 на посеве семян огурцов — сеялка «Планет Джуниор». Оба агрегата работают с трактором класса 20 кН.
Результаты испытаний этих агрегатов, проведенных нами в 1977—i978 гг., показали, что в процессе грядообразования возникают высокие тяговые сопротивления, обусловленные значительным перемещением почвы. Это не позволяет совместить в одной операции черновую и окончательную нарезку и профилирование гряд. Поэтому при использовании этих агрегатов черновая нарезка гряд выполняется отдельным орудием как самостоятельная операция. Для этих целей к агрегатам придаются бороздорезы с пассивными рабочими органами. Серьезный недостаток таких бороздорезов — значительное глыбообразование, которое ухудшает качество измельчения почвы и требует проведения весной боронования специальными грядковыми боронами.
Для устранения этих недостатков в некоторых овощных комбинированных агрегатах, выполненных по второй схеме, вместо пассивных профилирующих рабочих органов используются активные [54]. В частности, на болгарском агрегате КПМЗК-4,8 (рис. 8,6) применен шнековый (роторный) профилеобразователь, который в отличие от пассивных обладает хорошей крошащей способностью и значительно меньшим тяговым сопротивлением.
Из отечественных овощных комбинированных агрегатов ко второй схеме можно отнести агрегаты конструкции ТСХА, ВИСХОМа и НИИОХа [428, 429].
Одни из них (рис. 8.7) составлен на базе грядоделателя УГН-4К и овощной сеялки СКОН-4,2; другой — на базе фрезерного пропашного культиватора ФПУ-4,2 и той же овощной сеялки СКОН-4,2 (рис. 8.8.). Отличительной особенностью этих агрегатов является то, что семенные ящики установлены над фрезерными секциями, а подача семян из них при посеве осуществляется под кожух фрез. Установка сеялочной части непосредственно на раму почвообрабатывающей мащины, в данном случае на раму фрезы, значительно снижает продольные размеры агрегата и его металлоемкость. Это достигается за счет исключения из посевной части рамы с навеской и опорно-приводных колес. Кроме того, облегчаются или исключаются сошники и их поводково- штанговая система, так как благодаря тщательному измельчению почвы возникает возможность высева семян непосредственно в поток почвы под кожухи фрез [342].Испытания указанных агрегатов на посеве семян моркови
показали, что по качеству подготовки почвы и посеву они вполне удовлетворяют
агротехническим требованиям. Годовой экономический эффект, с учетом полученной
прибавки урожая, составил: по агрегату, выполненному на основе грядоделателя
УГН-4К,— 2670 руб., а по агрегату на основе фрезы ФПУ-4,2 — 5780 руб. Т474].
Рис. 8.6. Овощной комбинированный агрегат КПМЗК-48 (НРБ).
Рис. 8.7. Овощной фрезерно-посевной агрегат на базе грядоделателя УГБ-4К и сеялки СКОН-4,2 с высевом семян под кожухи фрез.
Рис. 8.8. Овощной фрезерно-посевной агрегат на базе культиватора ФПУ-4,2 и сеялки СКОН-4,2 с высевом семян под кожухи фрез.
Рис. 8.9. Овощной комбинированный агрегат конструкции НИИОХа.
Однако следует отметить, что высев семян под кожух фрезы можно использовать для ограниченного числа культур и только при обычном рядовом посеве.
Овощной комбинированный агрегат КМ-5,4 конструкции НИИОХа (рис. 8.9), в отличие от описанных выше, выполнен на базе единого фрезбарабана с возможностью одновременной обработки трех гряд (полос) шириной по верху 1,1—1,2 м. Для высева семян под кожухи фрез в нем, так же как и в предыдущих агрегатах, используются семенные ящики с катушечными высевающими аппаратами от овощной сеялки СКОН-4,2. Общая ширина захвата агрегата 5,4 м. Агрегатируется он с тракторами класса 20 кН.
В 1975—1978 гг. на полях НПО «Днестр» были проведены сравнительные испытания овощных комбинированных агрегатов УГН-4К, АКО-3, ВБГ, ЕД-200 и РС-160. Анализ качества работы этих машин показал, что по степени крошения почвы (количеству комков размером менее 25 мм) все они удовлетворяют агротехническим требованиям на фрезерные культиваторы. Степень кропюния почвы у УГН-4К составила 90,3%, АКО-3 — 96,8; ВБГ — 97; ЕД-200 - 98; РС-160 — 97,7%.
В результате энергетической оценки установлено, что тяговые УСИЛИЯ агрегатов ЕД-200 и РС-160 находятся в пределах 4,2— 13,7 кН, грядоделателей УГН-4К, ВБГ и АКО-3 — 14—19,2 кН. Эффективная мощность ЕД-200 и РС-160 составила 25,7— 38,2 кВт, у УГН-4К, АКО-3 и ВБГ — 46,6—65,1 кВт. Диапазон рабочих скоростей, соответственно 0,785—0,958 м/с и 0,833— 1,0 м/с.
По итогам эксплуатационно-технологической оценки агрегатов можно отметить, что производительность их за 1 час эксплуатационного времени на всех вариантах технологического процесса (предварительная нарезка гряд, предпосевная оправка и формирование гряд, фрезерование почвы, посев, внесение удобрений и гербицидов) оказалась низкой и находилась в пределах от 0,32 до 0.94 га; за час сменного времени — от 0,99 до 1,66 га. Однако показатели производительности агрегатов ЕД-200 и РС-160 за час эксплуатационного времени несколько выше (0,68—0,86 га), чем у АКО-3 и ВБГ (0,32—0,89 га). Это объясняется высокой надежностью агрегатов ЕД-200 и РС-160.
Основными общими недостатками овощных посевных комбинированных агрегатов, составленных по второй компоновочной схеме, являются громоздкость, трудоемкость обслуживания, низкие скоростные возможности и большая масса. Последний недостаток с учетом массы трактора оказывает существенное влияние на уплотнение почвы ходовыми системами.
Примером выполнения комбинированных агрегатов по третьей схеме могут служить агрегаты, разработанные ВИМом и HPHOXoM на базе опытного образца трактора ЛТЗ-145, оборудованного передней и задней навесками.
Для проверки агрегатирования и определения технико-экономических показателей различного сочетания технологических операций на базе этого трактора было скомплектовано несколько вариантов комбинированных агрегатов, в двух из которых на переднюю навесную систему навешивался фрезерный культиватор КФЛ-4,2 (модификация культиватора КГФ-2,8), на заднюю — в одном варианте навешивалась картофелепосадочная машина КСМ-6, в другом — рассадопосадочная машина СКН-6А и подкормщик—опрыскиватель с повышенной емкостью баков ПОУ-1200.
Испытания указанных вариантов агрегатов, проведенные Центральной МИС совместно с ВИМом и НИИОХом, подтвердили возможность и эффективность такой схемы комплектования комбинированных агрегатов и выявили ряд ее преимуществ по сравнению с другими. В частности, было установлено, что удельный расход горючего по комбинированным агрегатам сократился на 70%, а производительность по сравнению с аналогичным комплексом однооперационных машин возросла в 1,3 раза [240].
Однако несмотря на значительную массу применяемых в агрегате машин загрузка двигателя трактора ЛТЗ-145 по обоим указанным вариантам агрегата не превышала 65—68%. Это говорит о том, что при комплектовании агрегатов по третьей схеме возможное, а во многих случаях обязательное, снижение массы входящих в них машин необходимо компенсировать (разумеется, в соответствующих пределах) увеличением его ширины захвата, или же использовать тракторы соответствующей мощности. В противном случае агрегаты могут оказаться малоэффективными.
в последние годы комбинированные агрегаты, выполненные по третьей схеме, начинают широко применяться в ряде европейских стран, в Америке и Канаде.
Характерной особенностью зарубежных комбинированных агрегатов этой компоновочной схемы является набор машин, который, как правило, включает почвообрабатывающие орудия активного или ротационного типа (вибробороны, фрезы, кольчатые катки и др.), приспособления для локального подпочвенного внесения и заделки минеральных удобрений, опрыскиватели для поверхностного локального внесения гербицидов, посевные машины и некоторые другие орудия для выравнивания почвы после посева. При этом почвообрабатывающие машины и орудия, а также приспособления для поверхностного внесения гербицидов (штанги с распылителями или отдельные насадки) обычно навешиваются на переднюю навеску, а устройства для внесения минеральных удобрений, посевные и посадочные машины — на заднюю навесную систему.
Основными достоинствами комбинированных агрегатов, выполненных по третьей схеме, являются равномерная загрузка осей трактора, лучшие маневренность, устойчивость и управляемость, меньшая ширина поворотной полосы и, что очень важно, снижение уплотнения почвы колесами трактора и ходовой системой всего агрегата в целом. Последний фактор у данной схемы обусловливается не только сокращением числа проходов агрегата по полю, что является характерным и для других рассмотренных схем комбинированных агрегатов, но и значительным снижением удельного давления на почву за счет более равномерного распределения массы агрегата по колесам трактора. Кроме того, к существенным преимуществам агрегатов, составленных по третьей схеме, следует отнести также удобство обслуживания и небольшие затраты времени на присоединение машин, что позволяет при необходимости использовать трактор даже в течение смены на других технологических процессах или транспорте, а машины, входящие в агрегат, — с другими тракторами соответствующей мощности на однооперационных работах.
В итоге анализа имеющихся конструкций и результатов испытаний комбинированных агрегатов, а также современных тенденций развития средств механизации сельскохозяйственного производства можно отметить, что наиболее перспективным направлением в создании овощных посевных комбинированных агрегатов является комплектование их из числа серийно выпускаемых однооперационных машин и орудий на базе тракторов, оборудованных передней и задней навесками. При этом должна предусматриваться возможность раздельного использования машин как с этим, так и другими тракторами соответствующей мощности. Оптимальным по составу машин следует считать агрегат, обеспечивающий одновременное выполнение предпосевной обработки почвы, посева, внесения и заделки минеральных удобрений и гербицидов.
ДДоставка сельхозтехники и запасных частей, оросительных систем, насосов во все города России (быстрой почтой и транспортными компаниями), так же через дилерскую сеть: Москва, Владимир, Санкт-Петербург, Саранск, Калуга, Белгород, Брянск, Орел, Курск, Тамбов, Новосибирск, Челябинск, Томск, Омск, Екатеринбург, Ростов-на-Дону, Нижний Новгород, Уфа, Казань, Самара, Пермь, Хабаровск, Волгоград, Иркутск, Красноярск, Новокузнецк, Липецк, Башкирия, Ставрополь, Воронеж, Тюмень, Саратов, Уфа, Татарстан, Оренбург, Краснодар, Кемерово, Тольятти, Рязань, Ижевск, Пенза, Ульяновск, Набережные Челны, Ярославль, Астрахань, Барнаул, Владивосток, Грозный (Чечня), Тула, Крым, Севастополь, Симферополь, в страны СНГ:Киргизия, Казахстан, Узбекистан, Киргизстан, Туркменистан, Ташкент, Азербайджан, Таджикистан.
