Обґрунтування процесу формування структури продуктивного шару ґрунту і параметрів ротаційного сепаратора

РЕФЕРАТ

Робота
викладена на 54 сторінках комп'ютерного набору. Експериментальна частина містить
1 графік, 5 рисунків, 6 таблиць і 5 формул; у додатки винесені 5 таблиць та 3 рисунки.

Робота
складається зі вступу, шістьох розділів, висновків, списку літературних джерел
(16 положень) та додатків.

При
написанні кваліфікаційної роботи було опрацьовано наукову літературу,
встановлено об'єкт та умови проведення досліджень. У роботі представлено також
результати досліджень та їх обґрунтування.

В
основній частині розкрито процес формування структури продуктивного шару ґрунту
і параметрів ротаційного сепаратора що супроводжується аналітичним оглядом
літератури та методикою проведення досліджень. Показано також екологічну,
енергетичну та вартісну оцінку по даному питанню і висловлено пропозиції
виробництву.

 

 

Зміст

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. Аналітичний огляд літератури

1.1
Агротехнологічні вимоги до процесу формування агрегатної структури
продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зернових культур

1.2
Характеристика та зональні особливості проведення передпосівного обробітку ґрунту
під ярі зернові сільськогосподарські культури

1.3
Техніко-експлуатаційна оцінка одноопераційних машин-знарядь та агрегатів

РОЗДІЛ 2. Методика проведення дослідження

2.1
Визначення параметрів процесу формування заданої структури ґрунту

2.2
Контрольно-вимірювальні обладнання: загальна будова, удосконалення наявних
засобів, принцип дії та специфіка використання

2.3
Будова, принцип дії експериментального ротаційного сепаратора МТА

РОЗДІЛ 3. Результати досліджень

3.1
Агро-технологічна ознака агрегатного складу продуктивного шару ґрунту

3.2.
Технолого-експлуатаційна характеристика технічних засобів та структури
пошарового обробітку ґрунту під зернові культури

3.3.
Технологічний регламент формування структури продуктивного шару та параметри
ротаційного сепаратора

РОЗДІЛ 4. Екологічна, енергетична і вартісна оцінка
процесу формування продуктивного шару і використання ротаційного сепаратора

РОЗДІЛ 5. Пропозиції виробництву

РОЗДІЛ 6. Охорона праці

ДОДАТКИ

ВИСНОВКИ

СПИСОК
ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

 

Вступ

Сучасне сільське господарство
ґрунтується на механізованих технологіях, тому його ефективність значною мірою
залежить від технічної оснащеності та рівня використання технічного потенціалу
господарства. Складні соціальні, екологічні та
економічні проблеми — продовольчої безпеки, збереження і підвищення родючості
ґрунтів, збільшення виробництва білку, зниження енергоспоживання, збереження
довкілля — можна вирішити лише за наявності цілеспрямованої творчої діяльності
всіх фахівців аграрного профілю і зокрема інженерно-технічних кадрів. Отже, на
етапі становлення ринкової економіки і нових виробничих відносин актуальним є
забезпечення системної єдності техніки, технологій і природного середовища,
зниження негативних наслідків використання машинних технологій, цілеспрямоване
впровадження ресурсоощадних екологічно безпечних механізованих процесів.

Складність проблем, що стоять перед
сільським господарством нині і передбачаються в майбутньому, потребують
формування нового рівня інженерного мислення при розробленні та впровадженні
науково обґрунтованої системи машин.

Збільшення
виробництва зерна в Україні до 42 млн.т, в тому числі в господарствах АПК
різних форм власності Івано-Франківської області до 300 тис.т, а також іншої
продукції рослинництва можна забезпечити на основі впровадження удосконаленої
традиційної системи та науково-обґрунтованих систем обробітку: консервуючої, мульчуючої,
та реалізації прямої сівби насіння с/г культур. При їх освоєні важливою
проблемою є оптимізація фізичних умов ґрунту, та робочих органів
сільськогосподарських машин і знарядь, які взаємодіючи з оброблювальним ґрунтом
, виконують технологічні процеси, під час яких
змінюються розміри, форма і фізичні властивості частинок структури продуктивного
шару від яких залежить біологічні властивості, водно-повітряний і
поживний режим та рівень врожайності.. Тому
застосування робочих органів сприяє не тільки підвищенню продуктивності праці,
а й свідомій дії на ґрунт, рослинні й тваринні організми з метою створення
необхідних умов для виконання наступних виробничих процесів.

Це
обумовлено тим, що формування продуктивного шару ґрунту в процесі механічного
обробітку є одним з основних факторів регулювання гумусного балансу ґрунту,
агрофізичних, біологічних, агрохімічних властивостей та родючості ґрунту.

Характерно,
що такий процес найбільше енергоємний, на його виконання припадає біля 40% енергетичних
і 25% затрат праці. При цьому під дією ходової системи важких тракторів класу
3,0; 4,0; 5,0;, ґрунтообробних машин і знарядь ґрунт надмірно ущільнюється (утворюється
плужна підошва),що теж призводить до погіршення агрофізичних і інших
властивостей ґрунту (орного та підорного шару),ерозії продуктивного шару та
зниження врожайності с/г культур.

В
зв’язку з цим розробка раціональних способів формування структури продуктивного
шару у створені сівозмін різної спеціалізації має першочергове значення.

Відомо,
що процес диференціювання орного шару за даними досліджень ННЦ «Інститут
землеробства» проходить повільними темпами. Адже верхній шар ґрунту біологічно
більш активний і він в основному визначає продуктивність рослин.

За
результатами попередніх досліджень, проведених при реалізації процесу
комбінованого передпосівного обробітку ґрунту працівниками лабораторії
механізації та відділу землеробства Коломийської дослідної станції встановлено
наступні параметри роботи машин-знарядь, оснащених дисковими батареями, ножовим
ротором і важкими зубовими боронами: при продуктивності МТА: =1,2-1,7
га/год, робочі ширині захвату =2,4м.
(величенні кута атаки 24°) ступень кришення ґрунту за глибиною обробітку =6,0-12,0см
знаходиться в межах =83,3…87,4%(зяблева
оранка після дискування стерні багаторічних трав), гребнистість поверхні поля <40мм.

При
сівбі озимих зернових культур за допомогою сівалок С3-3,6А, СНС-16, оснащених
дводисковими сошниками і кільце-ланцюговими загортачами нерівномірність
розподілу насінин у ґрунтовому шарі =2,8….4,2см
складає 53,3…67,1%, на поворотних смугах – 58,4…73,5%, через нерівномірність
зміни щільності ґрунту, порушення фракційно-агрегатної структури поверхневого
шару під час передпосівного обробітку культиваторами типу КПС-4,0, оснащеними
важкими зубовими боронами БЗТС-1,0.

Тож
в умовах Прикарпаття зміна структури агрегатного складу дерново-підзолистих
поверхнево-оглеєних ґрунтів та їх водно фізичних властивостей є важливим агротехнічним
заходом.

Мета досліджень
є формування якісного агрегатно-фракційного складу і зниження ступеня щільності
ґрунту за трьома шарами оброблювального горизонту 0-4см 5-8 та 9-16см,
реалізація процесу локальної сепарації частинок в зоні розміщення посівного
ложа.

Завдання дослідження
є:

визначення
показників агротехнологічної оцінки агрегатного складу оброблювального
горизонту h=0-16см;

вивчення
характеристичних ознак операцій кришення-розпушування ґрунту для розробки
технологічного регламенту їх у зональних умовах;

обґрунтування
конструктивного-режимних параметрів робочих органів ротаційного сепаратора.

Об’єкт досліджень:
процес формування продуктивного шару ґрунту, ротаційний сепаратор.

Предмет досліджень:
явища зміни структурно – агрегатного складу поверхневого насіннєвого шару
ґрунту під дією робочих органів сепаратора.

РОЗДІЛ 1. Аналітичний огляд
літератури

 

1.1 Агротехнологічні вимоги до процесу формування
агрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зернових
культур

Обробіток ґрунту є складовою частиною землеробства. Рілля після основного
обробітку зазнає також дії додаткових операцій, які виконуються культиваторами,
боронами та іншими сільськогосподарськими машинами та знаряддями.

Отримання стабільних урожаїв сільськогосподарських культур пов'язане з
вчасним і якісним проведенням поверхневого обробітку ґрунту та створенням
сприятливих умов для розвитку культурних рослин у період вегетації. Важливе
місце в цьому процесі посідають культиватори.

При
виконанні передпосівної культивації основним її завданням є створення
сприятливих умов для проростання насіння і дальшого росту рослин. У виробничих
умовах культиватор з підрізувальними лапами є одним з кращих знарядь, бо шар ґрунту
не перевертається і менше висушується. Такі лапи не руйнують структуру і
утворюють ущільнення шару ґрунту, забезпечують капілярне підтягування вологи до
насіння.

За
умов проведення декількох культивацій, перші – необхідно робити глибше, а
останню – на глибину загортання насіння – hз.н даної культури. Однак, коли в ґрунті
більше запаси вологи(Wв>25мм.) і при обробітку ґрунтів важких за механічним
складом, завершальну культивацію необхідно виконувати на глибину h=1,5-2,3 З
урахуванням того, щоб не оголювати глибші, зволоженні шари ґрунту і не допускати
перемішування з верхніми, більш сухими шарами.[1,3,6]

При
цьому, напрямок останньої культивації перед сівбою не повинен збігатися з
напрямком сівби. На не великих схилах ( )
культивацію потрібно проводити в поперек або під кутом до оранки, а на великих
– по горизонталях. Однак залежно від стану ґрунту та розмірів насіння (дуже
розпушений, нестача вологи, дрібне насіння) перед сівбою та після сівби його коткують
(для доброго вирівнювання ґрунту загортання насіння на однакову глибину і
появлення дружніх сходів).

У
випадку, коли ґрунт із зими вийшов у досить пухкому стані, особливо посушливою
весною використовують борони культиватори ВНІЦ-Р, якими можна розпушувати ґрунт
на 5-7см без надмірного його перемішування і висушування. Таке знаряддя –
зубова борона типу «ЗІГ-ЗАГ», яку оснащено розпушувальними лапами. Щоб
забезпечити кращу якість розпушування ґрунту, висоту стояків лап роблять не
однаковою; по перших рядах стояки коротші, а в дальших – довші. Це дає змогу
вести пошаровий обробіток ґрунту, оскільки передні лапи заглиблюються на меншу
глибину, а середні і задні – на більшу. Важливо, що під час перед посівного
обробітку треба якнайкраще розпушувати ґрунт, щоб запобігти утворення на
посівах кірки.

Основними
показниками якості є: .[6,8]

v 
своєчасне проведення робіт;

v 
відсутність огріхів;

v 
належні напрямки руху ґрунтообробних
машин;

v 
глибина розпушування і її рівномірність;

v 
дрібно-грудковатий стан верхнього шару ґрунту
і відсутність брил;

v 
вирівняність поверхні ґрунту;

v 
повне підрізування бур’янів;

v 
ступень розпушеності і щільності ґрунту.

Однією з ключових умов передпосівного обробітку ґрунту є недопущення
розриву в часі між передпосівним обробітком ґрунту і сівбою (проміжок часу між
передпосівним обробітком і сівбою має становити не більше витрат часу на
забезпечення 3-4 проходів посівного агрегату). Недотримання цієї вимоги
призводить до пересихання поверхневого розпушеного шару ґрунту і як наслідок -
до зниження польової схожості і дружності сходів насінин культурних рослин. У
більшості господарств України через недостатню забезпеченість ґрунтообробними
агрегатами часто спостерігається таке явище, що призводить до зрідження сходів
або навіть пересіву площ в роки з посушливою весною. Одним із шляхів вирішення
цієї проблеми є застосування високопродуктивних комбінованих багатоопераційних
агрегатів, які за один прохід забезпечують розпушування, вирівнювання поверхні
ґрунту та його необхідне ущільнення. Ці агрегати не переущільнюють ґрунт, що
характерно для традиційного обробітку, а завдяки формуванню добре розпушеного
поверхневого шару зменшують випаровування вологи. Господарствам, які надають
перевагу сівбі на кінцеву густоту і не застосовують ручне або механічне
формування густоти сходів, гарантоване отримання рівномірних і дружних сходів

Під
посів ранніх ярих першу культивацію проводять зразу після закриття вологи, щоб не
було розриву в час між передпосівним обробітком і сівбою. Розрив між цими
операціями потрібний лише на вологих і низинних ґрунтах та в зональних умовах
Прикарпаття, коли буває значна кількість опадів.

В
процесі формування продуктивного поверхневого шару основними показниками
агроконтролю перед сівбою є такі;[9,11,14]

ü 
щільність ґрунту (пошарово від 3-10см)
0,7…1,5г/;

ü 
твердість ґрунту на ½ глибини
заробки насіння 1…2кг/;

ü 
твердість ґрунту на глибині заробки
насіння –5…12кг/;

ü 
необхідна глибина культивації за 15 – 20
днів до сівби – 7…20см;

ü 
необхідна глибина передпосівної
культивації 4…10см;

ü 
грудкуватість ґрунту (розміру грудок
>5см) 0…20шт/.

Ефективність
ґрунтообробних робочих органів на макроструктурі частини ґрунту – грудки
необхідно враховувати при розробці схем комбінованих агрегатів, а також
технологічних карт та регламенту виконання механізованих операцій для ґрунтово-
кліматичних умов показником ефективності найбільш доцільно вважати ймовірність
руйнування грудок від зустрічної дії органів.

 

1.2 Характеристика та зональні особливості
проведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові сільськогосподарські
культури

 

Операції
передпосівного обробітку ґрунту під с/г культури визначається за особливостями
культури та умовами, в яких вона вирощується. Він повинен забезпечити створення
оптимальних умов для проростання насіння,росту і розвитку рослин. Виконання цих
завдань досягається шляхом боронування, шлейфування, культивації, прикочування.

Боронуванням
розпушують верхній шар ґрунту, знищують бур’яни і вирівнюють поверхню оранки
для скорочення випаровування вологи. З цією метою використовують зубові борони:
важкі, середні і легкі. Важкі борони інтенсивніше розпушують верхній шар ґрунту
(h=4…6см). при цьому сила тиску кожного зуба у важкій бороні становить 20 Н,
середній-10-12 Н, легкі 6-8Н. [9]

Вибрати
тип борони для формування поверхневого шару необхідно з урахуванням стану ґрунту.
При можливості використання середніх або легких борін не треба використовувати
важкі, бо вони утворюють мікрогрудкувату структуру. Не залежно від типу борони
в процесі її роботи зуби утворюють в ґрунті окремі борозенки на однакій
відстані (49мм) між ними. Якщо хід зубів має попередні зміщення це означає, що
борозна неправильно приєднана до трактора. Для недопущення цього необхідно, щоб
тяги, які з’єднують ланки борони із штельвагою і ланки, які з’єднають її, з
щіпкою були однакової довжини. Це забезпечується регулюванням довжини з’єднувальних
тяг.

Шлейф-борони
працюють аналогічно легким зубовим. Однак порівняно з ними слабкіше розпушують
поверхневий шар, але краще вирівнюють поверхню.

Метою
допосівної культивації як і боронування є очищення полів від бур’янів,
накопичення і збереження вологи. Але при культивації верхній шар ґрунту
обробляють на глибину 8-10 або 12-14 см, а перед сівбою – на глибину розміщення
насіння.

Аналіз
технологічних процесів боронування та культивації засвічує що в зоні формування
посівного ложа структура ґрунтового шару крупнозерниста, що не забезпечує
агротехнологічні вимоги процесу. Тож важливим фактором обробітку є
прикочування. Воно дозволяє ущільнити відповідні шари ґрунту, інтенсифікувати
приток вологи по капілярах з нижніх шарів у верхні і забезпечує ущільнення ложа
для насіння,контакт їх з ґрунтом, що відповідно підвищує польову схожість
насіння. Адже нормальне проростання насіння забезпечується при наявності води,
тепла і кисню повітря. А переущільнений ґрунт має меншу водопроникність та
аерацію, в ньому погано розвивається коренева система, зменшується кількість
легкодоступних форм мінеральних з’єднань, слабо протікають мікробіологічні
процеси. Через це ґрунт необхідно розпушувати культиваторами розпушувачами типу
КР-4,5. Ці культиватори призначені для основного та передпосівного суцільного
розпушення ґрунту на глибину до 16 см та обробітку чорних парів.

Робоча швидкість до 2,4 м/с.
Агрегатується з тракторами тягового класу 3.
Культиватор
- розпушувач КР-4,5 складається з рами встановлених на ній начіпного пристрою
та опорних коліс з механізмами регулювання глибини обробітку ґрунту жорстко
приєднаних де неї в шаховому порядку двох рядів стрілчастих лап (9 шт.) та
шарнірно з'єднаного з рамою дворядного дискового подрібнювача. .[9]

Однією із основних переваг
культиваторів для поверхневого та мілкого розпушення (на 5... 16 см) ґрунту над
дисковими боронами є утворення вирівняного дна борозни, що важливо для
формування посівного ложа при передпосівному обробітку. Робочими органами
знаряддя є стрілчаста лапа для мілкого обробітку в комбінації із дисковим
подрібнювачем.

Технологічний процес роботи
культиватора-розпушувача має істотні особливості. Під час роботи на глибину
5...8 см стабілізаторами глибини обробітку є стрілчасті лапи. Культиватор
працює на забур'янених полях, а також по попередньо обробленому агрофону
(оранці чи розпушенню), в умовах підвищеної вологості та на пересушених
ґрунтах. У разі роботи на попередньо розпушених фонах, у процесі виконання
заключних операцій перед сівбою до дискового подрібнювача приєднують зубові
борони.

На
основі багаторічних досліджень інституту сільського господарства ім. Докучаєва
та даних с/г дослідних станцій рекомендована наступна система зяблевого
обробітку ґрунту. Поле з-під різних культур, які засмічені мало річними бур’янами,
лущити дисковими лущильниками на глибину 6-8см з наступною зяблевою оранкою при
появі основної маси сходів бур’янів. Поля з багаторічними кореневищними бур’янами
вимагають двох лущень: перше проводиться дисковими лущильниками на глибину 6 –
8см одночасно із збиранням або слід за ним, друге – корпусними лущильниками на
глибину 10 – 12 або 12 – 14см при появі розеток. [8,10]

Тип
робочих органів вибирають залежно від стану ґрунту і забур'яненості поля. На
ранньовесняній культивації при невеликій щільності ґрунту та відсутності
бур'янів культиватори обладнують пружинними лапами. У разі відсутності цих лап
встановлюють укорочені стрілчасті лапи з шириною захвату 100-120 мм. Під час
роботи такі лапи менше залишають і не вивертають на поверхню вологий грунт із
нижніх шарів. Для обробітку слабо-забур'янених полів на короткі гряділі
переднього ряду культиватора встановлюють стрілчасті лапи з шириною захвату 270
мм, а на довгі гряділі заднього ряду - 330 мм. При значній забур'яненості на
коротких і довгих гряділях встановлюють стрілчасті лапи з шириною захвату 330
мм із перекриттям по ширині 5-6 см. Для знищення бур'янів із розвинутою
кореневою системою на культиватор у три ряди встановлюють розпушувальні лапи.
Для вичісування коренів паросткових бур'янів і культивації ґрунтів підвищеної
вологості використовують списоподібні лапи на посиленому пружинному стояку.

При
налагодженні культиваторів регулюють кут входження лап у ґрунт, від якого
залежать якість роботи та тяговий опір культиваторів. Передпосівну культивацію
дерново-підзолистих легких і середніх ґрунтів на глибину 6-8 см виконують при
горизонтальному встановленні лап. При культивації на глибину 8-10 см лапи
встановлюють у положення, за якого кут входження становить 1-1,5°. Для
культивації важких ґрунтів на глибину 10—14 см стоякам стрілчастих лап надають
положення, за яким вони виходять уперед на кут до 3°.

Важливим
агротехнологічним прийомом підвищення продуктивності дерново-підзолистих і
сірих опідзолених ґрунтів є також поглиблення орного шару в західному регіоні
України. Про це свідчать результати досліджень в НДІ землеробства і
рослинництва західних регіонів. Так, наприклад найбільшу ефективність
поглиблення орного шару проявилася при вирощувані цукрових буряків і картоплі (
за схемою h=25+45см). Прибавка коренеплодів цукрових буряків в середньому
сягала 87-96 ц/га (врожайність без ґрунто-поглиблення 381 ц/га), в тому числі в
результаті поглиблення 35-46 ц/га, внесення добрив 50-54 ц/г. Характерно, що
при цьому поглиблення орного шару сприяло більш ефективного використанню
добрив. Якщо прибавка врожайності коренеплодів без добрив при поглибленні
орного шару складало 106-120 ц/га, то без поглиблення – лише 39-56 ц/га, тобто
в 2-3 рази менше. У підвищенні врожайності на частку добрив припадає 53-60% , а
на частку поглиблення орного шару – 40-47%.

Відповідно
врожайність картоплі на фоні підвищення доз добрив (N90 P90 K90) і поглиблення
орного шару підвищилась в середньому до 246-250ц/га або 46-50 ц/га, а озимої
пшениці зросла до 41-43 ц/га в першій ротації і до 44-45 ц/га у другій, ячменю
відповідно до 27-31 ц/га.

Позитивний
вплив такого обробітку впливає на якість урожаю. Зокрема цукристість
коренеплодів цукрових буряків при поглиблені на 30 см і внесенні звичайної
норми добрив підвищилася до 17,1% (в контролі – 16,6%). Крохмалистість картоплі
змінилася в незначній мірі (14,9-15,2%). Вміст білка в зернах пшениці підвищився
з 11,28-12,0%, клейковини з 23-27 до 25-28,5%, протеїну в травосуміші конюшини
з тимофіївкою – 16,4-16,90% в першому укосі і з 17,03-18,42% - в другому.
Відповідно підвищується вміст легкогідролізованого азоту в шарі 30-40 см, а
фосфору і калію – в шарі 10-40см у варіантах внесення звичайних доз добрив. .[12]

Механічний
обробіток потужного малогумосного чорнозему у Лісостепу України проводиться з
метою надання оброблюваного шару ґрунту дрібко грудкуватого стану. За даними
досліджень Білоцерківського с/г інституту оптимальна об’ємна маса оброблюваного
шару такого ґрунтового горизонту складає 1,1…1,2 г/.
Однак при цьому різні с/г культури неоднаково реагують на щільність складу
грунту. Оптимальна щільність в момент сівби для цукрових буряк і гороху
відповідає ущільненому стану ґрунту з об’ємною масою 1,2-1,3 г/;
для кукурудзи ячменю – розпушеному стану з Мv=0,9-1,1г/;
для озимої пшениці – мало ущільненому стану Мv=1,1-1,2 г/;

В
зоні Лісостепу родючість частин орного горизонту( 0-10,10-20,20-30см) для
різних культур неоднакова. Наприклад, врожай цукрових буряків отримують вищий,
якщо шар ґрунту 0-30см утворюється з середньої частини (10-20см) необробленого
орного шару після збирання озимої пшениці, а ячменю – з верхньої частини
0-10см.

Взаємний
перерозподіл, тобто переміщення частин орного шару під впливом обробітку ґрунту
на 30 см для різних культур теж різний. Так для ячменю сприятливе розміщення
частин орного шару зверху вниз виражено в такій послідовності:
20-30-0-10-10-20см, а для цукрових буряків – 20-30-10-20-0-10см. Характерно, що
оптимальна частина орного шару ґрунту для різних культур теж має відмінності.
Врожайність ячменю з збільшенням глибини обробітку ґрунту підвищується при
h=20-24см, а при h >24см – врожайність знижується. Необхідно зазначити що
під впливом технологічних схем різноглибинного обробітку ґрунту з обертанням
оброблювального шару різних змін в агрофізичних властивостях,
верхньо-повітряному і живильному режимах ґрунту не проходить. .[12]

На
відміну від різноглибинного обробітку безполицевий під всі культури на таку ж
глибину як і оранка, викликає більшу їх диференціацію і супроводжується
зниженням продуктивності зерно-буряківничої сівозміни. Але безполицевий
обробіток ґрунту на глибину орного шару, а також поверхневий (10-12см) під
озиму пшеницю проявляє позитивний вплив на агрегатно-структурний стан ґрунту
нижній частині (20-30см) орного шару і негативний у верхній частині (0-10см)
порівняно з іншими загальними схемами різноглибинного обробітку в сівозміні.

 

1.3 Техніко-експлуатаційна оцінка одноопераційних
машин-знарядь та агрегатів

У
сільському господарстві важливу роль відіграють механічні засоби виробництва -
трактори, автомобілі, та інші робочі і силові машини. Для здійснення процесу
виробництва кожне сільськогосподарське підприємство повинно мати необхідну
кількість відповідних засобів виробництва, і насамперед механічних (наприклад,
комбінованих машин).

Комбіновані
машини за способами здійснення технологічних процесів, можна об’єднати в
декілька груп:[16]

- 
комбіновані машини і агрегати, діють на ґрунт
у такій ж послідовності, як і окремі одноопераційні машини (вирівнювання
поверхні, розпушення з переміщенням, ущільнення);

- 
машини з робочими органами, що надають
складну дію іншим способом (наприклад, фрезеруванням замість вирівнювання і
спушення з перемішуванням);

- 
машини, що надають комбіновану дію
(фрезерування і подальше ущільнення).

Відповідно
з наявними способами здійснення технологічних процесів розрізняють декілька
типів комбінованих машин і агрегатів: [16]

ü 
агрегати, складені з декількох
одноопераційних машин;

ü 
машини з декількома одноопераційними
робочими органами;

ü 
машини з комбінованими (багатоопераційними)
робочими органами;

ü 
комплексні агрегати.

Застосування
комбінованих агрегатів, складених з декількох одноопераційних машин, являється простим
способом виконання ряду технологічних операцій за один прохід агрегату. Такими
агрегатами , наприклад, є: плуг з катками, культиватор з боронами, культиватор
з сівалкою і катками, і тому подібне.

Машини
з'єднуються в агрегаті ешелонно (одна за одною ), фронтально (поруч) або комбіновано.
У першому випадку весь технологічний процес обробітку повністю здійснюється за
один прохід агрегату, в останніх випадках - за декілька проходів (2 або 3).

Ешелоноване
розміщення машин до мінімуму скорочує проміжок часу між операціями і виключає
вплив на технологічний процес погодних умов, проте на вологих ґрунтах посилюється
залипання робочих органів машин, які слідують за першою машиною (сівалок,
катків). При даному розміщенні в основному застосовують причіпні машини або
першу навісну, а подальші - причіпні.

При
фронтальному розміщенні машин між операціями є певний проміжок часу (5 - 20 хв),
що при дощовій погоді може заважати, а при хорошій - сприяти роботі агрегату. Крім
того, при такому розміщенні машини знаходяться ближче до трактора і агрегат
може бути використаний навісним.

Основною
перевагою описаного способу є те, що комбіновані агрегати складають з наявних
серійних машин без їх переробки або з незначними доповненнями (устаткуванням
зчіпними пристроями для з'єднання машин між собою). Недоліком є те, що такі
комбіновані агрегати громіздкі і металоємні. В порівнянні з одномашинними
агрегатами вони мають знижені коефіцієнти готовності, технічного використання і
використання змінного і експлуатаційного часу. Крім того, машини, що входять в
агрегат, зазвичай розраховані на самостійну роботу з тракторами при їх оптимальному
завантаженні. Тому вони часто не узгоджуються по ширині захвату і оптимальної
швидкості роботи і буває важко підібрати оптимальні параметри складеного
комбінованого агрегату. Все вищезгадане є причиною обмеженого використання
агрегатів, що складаються з декількох одноопераційних машин.

Більш
раціональнішим рішенням є комбінована машина-агрегат (машини з декількома
одноопераційними робочими органами), на загальній рамі якої послідовно
розміщені різні за призначенням робочі органи або секції робочих органів,
запозичені від простих машин. Прикладами таких машин є плуг ПРК-4-42 з
розпушувачем підорного шару, комбіновані культиватори КШП-8, КПС-4, УСМК-5,4 і
РВК-3,6. Агрегат основної і передпосівної підготовки ґрунту АКП-2,5 складається
з двох секцій і поєднує ознаки першого і другого типів.

Техніко-експлуатаційну
оцінку одноопераційних машин-знарядь та агрегатів можна розглянути на прикладі
плуга ПРК-4-42 з розпушувачем підорного шару та комбінованого культиватора
КПС-4.

Плуг-розпушувач
комбінований ПРК-4-42 (П
— плуг; Р — розпушувач; К — комбінований; 4 — кількість корпусів; 42 — ширина
захвату одного корпусу, см) призначений для виконання полицево-чизельного або
полицево-плоскорізного основного обробітку ґрунту на глибину 25...35 см під
культури II технологічної групи. Він складається з рами, встановлених на ній
верхніх полицевих корпусів та розпушувачів, механізму приєднання до трактора та
опорного колеса. [9]

Технологічний процес оранки з
поглибленням орного шару ґрунту характеризується підрізуванням, розпушенням,
обертанням та переміщенням верхньої скиби і розпушенням без переміщення
нижньої. Розпушення може здійснюватися плоскорізним або чизельним робочим
органом. При застосуванні плоскорізного робочого органу відбувається повне
підрізування нижнього шару ґрунту, а отже, і коренів багаторічних бур'янів.
Проте створюються умови для виникнення «плужної підошви». Такий процес
(полицево-плоскорізний обробіток ґрунту) реалізовано на ярусних плугах за
допомогою змінного плоскорізального корпусу нижнього ярусу. Щодо другого
варіанту виконання технологічного процесу оранки з поглибленням орного шару
ґрунту, то застосування чизельного робочого органа дає змогу виконувати обробіток
(полицево-чизельний) без створення «плужної підошви», проте й без підрізування
коренів бур'янів у нижньому шарі. Конструктивно-технологічні
параметри встановлення чизельного робочого органа мають відповідати певним
умовам. Положення розпушувача відносно плужного корпусу характеризується
параметрами ас та с, що визначаються з виразів

0 < ас < а2 + 0,5b; с = ас + hpctgβ,

де  — висота гребенів на дні борозни; β — кут
сколу нижньої скиби.

Для ефективного (100 %) знищення «плужної підошви» розпушувачі мають
працювати на глибині не менше ніж

a1≥ + ∆h

де  — ширина долота розпушувача;
∆h —
глибина вдавлення долота розпушувача у ґрунт.

Технологічний процес оранки з поглибленням орного шару ґрунту реалізовано
при застосуванні змінних робочих органів на ярусних плугах та в комбінованих
плугах-розпушувачах. Він займає проміжне положення між глибокою (25...35 см)
ярусною та мілкою (12...22 см) оранками за характером впливу на ефективність
вирощування сільськогосподарських культур. Глибину ходу верхніх полицевих
корпусів залежно від умов установлюють 12...22 см. Це та інші регулювання здійснюються
так само, як і .на ярусному плузі.

Культиватор
паровий швидкісний КПС-4 (К
— культиватор, П — паровий, С — швидкісний, 4 — ширина захвату, м) призначений
для передпосівного суцільного розпушення ґрунту на глибину до 12 см та очищення
ґрунту на чорних парах від бур'янів з одночасним боронуванням. Робоча швидкість
до 3 м/с. Випускається у причіпній або начіпній модифікаціях. Один культиватор
агрегатується з тракторами класу 0,9 і 1,4. Два культиватори зчіпкою СГ-11У
з'єднують з тракторами тягових класів 3. Чотири культиватори зчіпкою СГ-16
агрегатують з тракторами класу 5.

Причіпний культиватор КПС-4 складається
з рами , 2 коліс
з пневматичними шинами, сниці , робочих
органів , приєднаних
до гряділів, начіпного механізму для приєднання борін
та механізму регулювання заглиблення робочих органів. Рама
культиватора зварна чотирикутної форми.
На передньому брусі, виготовленому з квадратної труби, приварені скоби до яких
шарнірно приєднані гряділі з робочими органами. До комплекту культиватора
належать шість довгих, два обвідних, три коротких і п'ять бічних гряділів. Із
заднім брусом рами гряділя з'єднані через натискні штанги. До
переднього бруса шарнірно приєднана сниця і ходові колеса. Для регулювання
глибини ходу робочих органів є механізми гвинтового типу. Гвинт кожного
механізму з'єднаний з кронштейном колеса і бічним променем сниці. Цими
механізмами можна змінювати положення ходових коліс відносно рами. Культиватор
комплектують універсальними стрілчастими лапами з шириною захвату 270 і 330 мм
або розпушувальними лапами з пружинними стояками.
Пристрій для начіплювання борін складається з чотирьох штанг,
приєднаних до рами культиватора і попарно з'єднаних
між собою поперечними брусами. Кожний поперечний брус має по чотири знижувачі,
до яких прикують борони. До культиватора додається спеціальний шарнір, яким з’єднують
культиватори при шеренговому агрегатуванні.[9]

У начіпному
культиваторі КПН-4 замість причіпної сниці до рами скобами і болтами кріпиться
механізм навішування на трактор. Цей культиватор комплектують укороченими
гряділями.

Перевагою
комбінованих машин даного типу, в порівнянні з першим, є велика компактність і
менша металоємність, що дозволяє частину машин робити навісними або
напівнавісними. Перевагою таких машин є можливість використання робочих органів
і секцій серійних машин в потрібному поєднанні. До недоліків слід віднести
складнішу конструкцію рами, нагромадження на ній робочих органів, що інколи
утрудняє обслуговування машини, збільшує тенденцію до забивання ґрунтом і
рослинними залишками, знижує експлуатаційну надійність у порівнянні з простими
одноопераційними машинами.

В
першому розділі – «Аналітичного огляду літератури», висвітлено три питання в
яких розкрито важливі аспекти даного розділу. Це, насамперед, описано агротехнологічні
вимоги до процесу формування агрегатної структури продуктивного шару перед
сівбою ярих та озимих культур, показано характеристику та зональні особливості
проведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові сільськогосподарські
культури та дано техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційних машин-знарядь та
агрегатів.

Отримання стабільних урожаїв сільськогосподарських культур пов'язане з
вчасним і якісним проведенням поверхневого обробітку ґрунту та створенням
сприятливих умов для розвитку культурних рослин у період вегетації.
Саме це показано у питанні про агротехнологічні вимоги до процесу формування
агрегатної структури продуктивного шару перед сівбою ярих та озимих зернових
культур, адже важливе місце в цьому процесі посідають культиватори (У
випадку, коли ґрунт із зими вийшов у досить пухкому стані, особливо посушливою
весною використовують борони-культиватори ВНІЦ-Р). При виконанні передпосівної
культивації основним її завданням є створення сприятливих умов для проростання
насіння і дальшого росту рослин.

Операції
передпосівного обробітку ґрунту під с/г культури визначається за особливостями
культури та умовами, в яких вона вирощується тому це питання висвітлено у
другому пункті даного розділу. Тут дана характеристика проведення
передпосівного обробітку грунту під ярі сільськогосподарські культури. Адже для
забезпечення їхнього росту потрібне створення оптимальних умов для проростання
насіння, росту і розвитку рослин. Виконання цих завдань досягається шляхом
боронування, шлейфування, культивації, прикочування. Боронуванням розпушують
верхній шар ґрунту, знищують бур’яни і вирівнюють поверхню оранки для
скорочення випаровування вологи для цього слід правильно вибрати типи борони
для формування поверхневого шару з урахуванням стану ґрунту. Шлейф-борони працюють
аналогічно легким зубовим. Однак порівняно з ними слабкіше розпушують
поверхневий шар, але краще вирівнюють поверхню. Метою допосівної культивації як
і боронування є очищення полів від бур’янів, накопичення і збереження вологи.
Але при культивації верхній шар ґрунту обробляють на глибину 8-10 або 12-14 см,
а перед посівом – на глибину загортання насіння. Оскільки, аналіз технологічних
процесів боронування та культивації засвічує що в зоні формування посівного
ложа структура ґрунтового шару крупнозерниста, що не забезпечує агротехнологічні
вимоги процесу, важливим фактором обробітку є прикочування. Воно дозволяє
ущільнити відповідні шари ґрунту, інтенсифікувати приток вологи по капілярах з
нижніх шарів у верхні і забезпечує ущільнення ложа для насіння,контакт їх з
ґрунтом, що відповідно підвищує польову схожість насіння. Не менш важливими є
зональні особливості проведення передпосівного обробітку ґрунту під ярі зернові
культури, адже із зміною зональності змінюються агрокліматичні умови, що
супроводжують зміну обробітку ґрунту (дерново-підзолистих і сірих опідзолених
ґрунтів - поглиблення орного шару в західному регіоні України, в зоні Лісостепу
тощо). Саме ці зміни показані у даному питанні.

У
третьому підрозділі дано техніко-експлуатаційну оцінку одноопераційних
машин-знарядь і агрегатів, адже у сільському господарстві важливу роль
відіграють механічні засоби виробництва - трактори, автомобілі, та інші робочі
і силові машини. Для здійснення процесу виробництва кожне сільськогосподарське
підприємство повинно мати необхідну кількість відповідних засобів виробництва,
і насамперед механічних (наприклад, комбінованих машин які об’єднуються у певні
групи і діляться на типи). Застосування комбінованих агрегатів, складених з
декількох одноопераційних машин, являється простим способом виконання ряду
технологічних операцій за один прохід агрегату. Такими агрегатами , наприклад,
є: плуг з катками, культиватор з боронами, культиватор з сівалкою і катками, і
тому подібне. Техніко-експлуатаційну оцінку одно операційних машин-знарядь та
агрегатів можна розглянути на прикладі плугу ПРК-4-42 з розпушувачем підорного
шару та комбінованого культиватора КПС-4

РОЗДІЛ 2. Методика проведення
дослідження

 

2.1 Визначення параметрів процесу формування заданої
структури ґрунту

Агротехнологічні
строки передпосівного механічного обробітку ґрунту встановлювали, виходячи з
особливостей технології вирощування с/г культур, ступеня забур’яненості поля і
стану ґрунту. Порівнюючи фактичний строк із встановленим, визначали
відповідність терміну своєчасного обробітку.

Відсутність
огріхів. Визначили цей показник оглядом обробленого поля по двох діагоналях.
Щоб усунути можливість залишення необроблених смуг між суміжними проходами,
агрегати рухалися з перекриттям В=10-15см. При цьому провіряли стан обробітку поворотних
смуг і кінців поля.[4]

Напрямок
руху культиваторів. Під час роботи МТА стежили за тим, щоб культивація на
рівній площі була проведена в поперек оранки( для підвищення ступеня
розпушування ґрунту і рівномірного загортання насіння).

При
культивації у два сліди, агрегат (МТЗ-82+КПС-4,0) рухався в тому напрямку, що й
і сівалки, тобто у поперек оранки. А в весняний період кожний наступний
обробіток поля проводили поперек попередньої культивації.

Глибина
обробітку. Визначали її на площі, яка відповідала змінній нормі МТА, у десятьох
місцях по довжині гонів по всій ширині захвату машин – знарядь та комбінованих
агрегатів. Вимірювання проводили лінійкою з сантиметровими поділками, опускаючи
її в пухкий ґрунт до рівня розміщення не розпушеного шару; там де проводили
вимірювання, ділянку вирівнювали (=3…4см).
Глибину обробітку крім вказаного способу під час роботи культиватора КПС – 4,0
встановлювали і по заглибленню його робочих органів в ґрунт.

Рівномірність
глибини обробітку визначали по відхиленнях окремих вимірювань від середніх
даних. Вона неповинна перевищувати 1см. При цьому враховували що при глибині
розпушування >12см у суху погоду зменшили глибину ходу культиваторних лап в
<12см, а на озимих площах проводили додаткове коткування.

Перевірку
профілю дна розпушеного зубовими і ротаційними робочими органами проводили у
трьох місцях поля. Очищали розпушений шар ґрунту по всій ширині захвату машини
чи агрегату і на очищене дно накладали лінійку і вимірювали відстань від неї до
окремих частин дна.

Якщо
нерівномірність дна перевищувала 1см то це усували відповідним встановленням
робочих органів техзасобів.

Гребинястість
вимірювали в 10 місцях рейкою з лінійкою (дод.1.рис.1); гребинястість під час
механічного передпосівного обробітку допускається незначна; висота гребенів і
глибина борозенок не повинні перевищувати 3-4см. Якщо вона перевищувала цю величину,
поле додатково забороновували.

Дрібно
грудочкуватий стан верхнього шару ґрунту і відсутність брил. Стан верхнього
шару ґрунту визначали оглядом поля. Бриластість ґрунту вимірювали накладанням
метрових рамок по двох діагоналях поля у п’ятнадцятьох місцях і підрахунком
процента площі, зайнятої брилами діаметром понад 3см. При наявності брил після
проходу МТА перед посівом зернових колоскових культур поле додатково обробляли
кільчасто-шпоровими катками ЗКШК-6А, щоб діаметр частинок ґрунту не перевищував
3см. Розміри грудок в оброблених шарах ґрунту визначали за допомогою лінійки з
міліметровими поділками.

Вирівнюваність
ґрунту визначали оглядом ріллі по діагоналі поля. В тих місцях, де були
звивисті гребені і роз’ємні борозни, поверхня ріллі була рівна.

Ступінь
розпушення і щільність ґрунту. Ці показники визначали за глибиною обробітку
площі по кількості технологічних проїздів МТА з урахуванням зміни трьох
параметрів робочої швидкості руху МТА, м/с. Ступінь розпушення визначали на
основі даних про попередню глибину обробітку, виміряну до рівня не обробленої
основи і глибини на вже фінішному обробленому проході МТА. Порівнявши другу
величину та першу отримали коефіцієнт, якій характеризує ступінь кришення ґрунту
в процесі завершального технологічного проїзду МТА. На добре розпушених ґрунтах
коефіцієнт розпушення повинен бути від 1,4…1,8.

Об’ємну
масу ґрунту (г/)
визначали за допомогою циліндричного відбірника проб, об’єм якого складав 180  .
Його заповнювали ґрунтом шляхом занурення у відповідний продуктивний шар ґрунтового
горизонту (п:п 2,2). Після зважування проби об’ємну масу визначали за
відношенням величини зважувальної проби і фактичного об’єму заповненої частини
циліндру.[5]

Для
визначення твердості ґрунту використали твердомір Голуб’єва, якій складається з
циліндричного корпуса, рухомого плунжера з пружиною, опорної пластини з
фіксатором, рухомого кільця з позначкою та конусного наконечника. На поверхні
плунжера безпосередньо над опорною пластиною є шкала для визначення величини
заглиблення конусного наконечника в ґрунт.[6] При ручному натисканні на
циліндричний корпус плунжер з конусним наконечником переміщається вниз, стискаючи
пружину.

Конусний
наконечник заглиблюється у шар ґрунту до моменту контакту опорної пластинки.
Завершальним етапом вимірювання твердості ґрунту є потріскування фіксатора. При
цьому позначка рухомого кільця приладу вказує на максимальну твердість ґрунту у
зоні вимірювання агрофону. Перед кожним новим заміром рухоме кільце з позначкою
необхідно встановити на нуль. Фактичне значення твердості ґрунту визначаємо за
показами шкали і співпадання позначки рухомого кільця. Довжина шкали (60мм)
відповідає максимальному ходу плунжера. При цьому враховуємо співвідношення:

(2.1)

де
–
твердість ґрунту, кг/;

 –
покази рухомого кільця, кгс;

S
– лобова площа конусного наконечника,.

Похибка
вимірювання ∆=3%.

Фракційний
вміст частинок ґрунту визначали за допомогою стандартного набору лабораторних
сит.

 

2.2 Контрольно-вимірювальні обладнання : загальна
будова, удосконалення наявних засобів, принцип дії та специфіка використання.

Для
визначення щільності ґрунту використовують твердомір Голуб’єва. Твердість ґрунту
потрібно визначати не менше чим в п’ятикратній повторності на 1  Твердомір
Голуб’єва має конусоподібний плунжер завдовжки 10 см з площею перетину в основі
2  (Рис
2.1).

Рис
2.1.Твердомір Голуб’єва.

Плунжер
з’єднаний з штоком, поміщеним в порожнистий корпус з кришками. У нижній частині
штока нанесена шкала і змонтований сигнальний пристрій. На верхню частину штока
встановлено три пружини різної пружності.

Твердість
ґрунту визначають в такій послідовності. Покажчик-движок на штоку пересувають в
нижнє положення так, щоб риски движка збіглася з нульовим діленням, одночасно
штифт-покажчик всувають до клацання. Прилад ставлять вертикально на поверхню
ґрунту і плавно вдавлюють конус в ґрунт. При зануренні конуса на 10 см роздається
клацання - визначення закінчене. Відлік опору ґрунту виробляють по положенню
риски на кільці і поділкам на шкалі. Наприклад, якщо риски кільця збіглася з
діленням на цифрі 25, то твердість ґрунту дорівнюватиме 25 : 2= 12,5 кг/,
оскільки площа поперечного перетину конуса в основі рівна 2 .[6]

При
визначенні твердості ґрунту приладом Голуб’єва необхідно уникати різких
натисків і ударів, аби не отримати випадкових величин.

Для
спрощення й прискорення відбору зразків мінерального ґрунту з глибини, без
улаштування шурфів, можна використати об’ємний бур Колеснікова. (рис. 2.2). При
відборі зразка ґрунту буром Колеснікова слід звичайним буром діаметром трохи
більшим за діаметр об’ємного буру вибрати зі свердловини ґрунт до необхідної
глибини. У свердловину опустити об’ємний бур на штанзі і зробити на ній
позначку на 8…9 см вище поверхні землі. Ударами спеціального молотка по штанзі
забити бур до позначки.[5]

Рис.2.2.
Бур для відбору ґрунту при визначенні об’ємної щільності: 1 – штанга металева;
2 – основа бура; 3 – об’ємне кільце (50 см3); 4 – наконечник із ріжучим
окрайком

Далі
нахилити штангу вліво-вправо, від і до себе та витягнути бур із свердловини. З
буру слід скрутити наконечник з ріжучою окраїною і легким натиском із сторони
останнього виштовхнути об’ємне кільце з ґрунтом. Гострим ножем з обох сторін
кільця зрізати надлишки ґрунту. В кільці залишається зразок ґрунту об’ємом 50 .
З кільця ґрунт перемістити у підготовлений чистий, сухий і зважений алюмінієвий
стаканчик (бюкс), закрити кришкою.

 

2.3 Будова,принцип дії експериментального
ротаційного сепаратора МТА

Основними
конструктивними елементами ротаційного сегментно-дискового сепаратора,
призначеного для часткової сепарації частинок ґрунту, вирівнювання –
розпушування оброблювального шару і формування посівного ложе (3-4см) є:
трубчастий вал, кільцевий диск з сегментами, решітчастий робочий орган,
регулятор глибини обробітку та кута нахилу диска, кронштейна для кріплення до
секції машини – знаряддя (у культиваторів КПС -4,0 – за стрілчастою лапою
6).(див.дод 4 рис.3.1)

Робочий
процес ротаційного сепаратора проходить в такому порядку. Під час руху
машино-тракторного агрегату стрілчасті лапи розпушують оброблюваний шар і
підрізають бур’яни. Внаслідок реакції ґрунту та впливу частинок цього шару на
сегменти кільцевий диск сепаратора обертається з коловою швидкістю, величина
якої залежить від зміни поступальної робочої швидкості МТА. Під впливом
решітчастого пальцевого робочого органу крупніші грудки подаються до різальних
елементів кільцевого диска і попадають у зону дії лопаток, які нахилені
відносно радіуса диска у радіальному напрямку на кут α. Ці частинки подрібнюються,
а дрібніші просипаються поміж лопатками, утворюючи посівне ложе.

В
розділі про «Методику проведення дослідження », опрацьовано три питання в яких показано
та розкрито важливі питання даного розділу. Тобто визначено параметри процесу
формування заданої структури ґрунту, описано контрольно-вимірювальне
обладнання: загальну будову, удосконалення наявних засобів, принцип дії та
специфіка використання, а також показано будову та принцип дії ротаційного
сепаратора.

У
першому підрозділі про визначення параметрів процесу формування заданої
структури ґрунту, розкрито такі процеси як відсутність огріхів, напрямок руху
культиваторів, глибина обробітку ступеня та розпушення і щільність ґрунту тощо.
Адже саме агротехнологічні строки передпосівного механічного обробітку ґрунту
встановлювали, виходячи з особливостей технології вирощування с/г культур,
ступеня забур’яненості поля і стану ґрунту. Порівнюючи фактичний строк із
встановленим, визначали відповідність терміну своєчасного обробітку.

Контрольно-вимірювальні
обладнання: загальна будова, удосконалення наявних засобів, принцип дії та
специфіка використання охарактеризовано у другому пункті даного розділу, де
описано прилади вимірювання щільності, твердості ґрунту тощо.

Будова,
принцип дії, експериментального ротаційного сепаратора МТА є третім пунктом
даного розділу. В ньому дано опис усіх перелічених вище аспектів даного
питання. Основним принципом дії експериментального ротаційного сепаратора МТА є
конструктивний елемент ротаційного сегментно-дискового сепаратора, призначеного
для часткової сепарації частинок ґрунту та вирівнювання – розпушування
оброблювального шару і формування посівного ложе (3-4см). Тому робочий процес
ротаційного сепаратора проходить в такому порядку. Під час руху
машино-тракторного агрегату стрілчасті лапи розпушують оброблюваний шар і
підрізають бур’яни. Внаслідок реакції ґрунту та впливу частинок цього шару на
сегменти кільцевий диск сепаратора обертається з коловою швидкістю, величина
якої залежить від зміни поступальної робочої швидкості МТА. Під впливом
решітчастого пальцевого робочого органу крупніші грудки подаються до різальних
елементів кільцевого диска і попадають у зону дії лопаток, які нахилені
відносно радіуса диска у радіальному напрямку на кут α. Ці частинки
подрібнюються, а дрібніші просипаються поміж лопатками, утворюючи посівне ложе.

 

РОЗДІЛ 3. Результати
досліджень

 

3.1 Агротехнологічна ознака агрегатного складу
продуктивного шару ґрунту

Показником
ефективності процесу формування агрегатного складу продуктивного шару ґрунту
доцільно використовувати ймовірність руйнування грудок (їх кришення та
розпушування) в результаті зустрічі з робочими органами машин-знарядь. В разі
не однократних пов’язань впливу робочих органів на грудки імовірності можуть
бути визначенні за відомими залежностями за теорією ймовірності.

Для
визначення значень імовірності руйнування ґрунтових грудок дерново-підзолистого
ґрунту були попередньо досягнуті шість типів ґрунтообробних робочих органів:
стрілчасті культиваторні лапи(І), пружині S подібні лапи (ІІ), зуби борони
«зиг-заг» (ІІІ), серединні диски дискової борони БДТ-7,0 (ІV), пластинчасті
ножі агрегату АГН-2,5 (конструкції Коломийської дослідної станції) (V), диски
кільчасто-шпорового катка ЗККШ-6(VI), які розміщенні на рамі в ґрунтообробних
машинах.

Отримані
показники використання робочих органів ( дод.2 табл.3.1) показують, що середня
імовірність руйнування ґрунту у варіантах I-VI складає 0,547 при стандартному
визначені 0,093. аналіз дозволив отримати рівняння, яке зв’язує імовірності
руйнування грудок Р(А) з типом робочого органу Т, його шириною d; відстанню ℓ
між осями робочих органів з швидкістю υ обробітку:

Р(А)=0,33197+0,01658Т-0,00008ℓ+0,00003d+0,04869υ.

В
отриманому рівнянні з імовірністю >95% значущі коефіцієнти, які
характеризують вплив типу робочого органу Т і швидкості υ обробітку. Серед
досліджувальних робочих органів найбільше якісні показники за імовірністю
руйнування грудок на трьох швидкісних режимах (=1,7м/с;
=2,3м/с;
=2,8м/с)
встановленні в ротаційних робочих органів. При цьому розміри залишкових грудок
теж менші від середніх. А диски кільчасто-шпорового котка машини ЗККШ-6 при їх
суміжному розміщенні (ℓ=150мм) забезпечували імовірність руйнування
0,593….0,625,довжина залишкових грудок не перевищувала 57,6мм. Середні значення
імовірності руйнування грудок зубовими робочими органами були (IV-0,568).
Імовірність руйнування грудок культиваторними лапами складала 0,318…0,591,
середніми дисками дискової борони БДТ-7,0 – 0,619…0,673, пластинчастими ножами
агрегату АГН-2,5 – 0,654…0,688. Було встановлено, що вплив швидкості обробітку
є незначним.

Середнє
значення імовірності руйнування грудок по всіх технічних засобах складає 0,521.
Однак найбільш високі показники досягаються в результаті застосування агрегатів
РВК-3,0, АГН-2,5 та катків ЗККШ-6. Найменші імовірності руйнування
(0,297…0,316) встановленні у варіанті I, тобто з використанням культиватора
КПС-4 з зубовими боронами. Бо культиваторні лапи, частково розпушуючи ґрунт,
значну частку грудок вивертають на поверхню, при чому переважна їх частина
залишається після проходу зубів борін.

Отже,
на розміри оброблених грудок найбільше вплив має відстань між робочими органами.
При використанні культиваторних лап на машині КПС-4,0 оснащенні великими
зубовими боронами БЗТУ-1,0 не забезпечуються агротехнологічні вимоги щодо
формування якості структури поверхневого шару ґрунту. Для її покращення між
лапами культиватора та зубовими боронами необхідно розмістити ротаційний
робочий орган, який повинен виконувати функції розпушення-сепарації частинок ґрунту
на глибині 4…8см, і одночасно формувати ущільнене посівне ложе.

 

 

3.2 Технолого-експлуатаційна характеристика
технічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту під зернові культури

У
провінції Прикарпаття основний фонд складають дерново-підзолисті поверхнево
оглеєні ґрунти на делювіальних і алювіальних відкладах. Порівняно з іншими ґрунтами
Івано-Франківської області вони найменш продуктивні, запливають після дощів,
надмірно зволожуються в результаті слабкого стоку поверхневих вод; характеризуються
низькою природною родючістю та неглибоким 18-20см гумусним горизонтом.

Покращення
воднофізичних властивостей ґрунту у зональних умовах під зернові культури
шляхом пошарової зміни структури агрегатного складу у продуктивному шарі є
важливим агротехнічним заходом.

У
весняний період перед сівбою зернових колосових культур (пшениці ярої, ячменю)
рівноважна щільність поверхневого шару при вологості ґрунту W=14-20% складала
1,12-1,15 г/,а
при вологості 30-33% - 0,96-1,05 г/.

З
урахуванням того, що вологість оброблюваного шару була в межах середньої
вологоємкості передпосівну дворазову культивацію та боронування було замінено
одноразовою, з вирівнюванням - розпушуванням ґрунту за допомогою
експерементального сегментно-дискового вирівнювача-розпушувача.

Структурні
елементи процесу пошарового обробітку ґрунту, суміщення операцій кришення,
розпушування, формування структури продуктивного шару мають суттєвий вплив на
технологічні характеристики, воднофізичні властивості його агрегатного складу (дод.3
табл.3.2.).

У
варіантах 2-4 (дод.3 табл.3.2) порівняно з традиційним передпосівним обробітком
з дворазовою культивацією підвищився вміст водостійких частинок агрегатної
структури ґрунту розміром 10-1мм у шарі 12-15см на 57,6%, 6-8см – 26,9%, 6-15см
– 48,2%.

При
цьому поєднання однотипних операцій розпушування-вирівнювання з сепарацією
частинок та частковим їх ущільненням у поверхневому шарі (6-8см) є одним з
вирішальних чинників зміни показників якісної технологічної характеристики
структури ґрунту і процесу її формування за умови використання удосконалених
технічних засобів(дод.3 табл.3.3).

Як
це видно з дод.3 таблиці 3.3. по технолого-режимних показниках:робочій
швидкості руху МТА 2,2…3,1м/с, продуктивності процесу пошарового обробітку з
фракціюванням частинок оброблювального шару гребнистість поверхні поля не
перевищує 5-6см, а повнота розпушування принасіннього шару ґрунту – в межах
68,6…77,5%, відповідає агротехнічним вимогам.

У
літній період динаміка перерозподілу продуктивної вологи у структурному горизонті
загального продуктивного шару h характеризується такими параметрами (дод.3
табл.3.4)

На
фоні пошарового, різноглибинного обробітку ґрунту за один технологічний прохід
МТА різниця у запасах вологи протягом вегетації рослин (пшениця яра, ячмінь,
вико-вівсяна суміш) на глибині 0,5м не перевищує 84,0мм, а в контрольному
варіанті – 71,0мм (дод.3 табл. 3.4). Нерівномірність її розподілу можна
пояснити зниженням корисності і водопроникності структури горизонту.

 

3.3 Технологічний регламент формування структури
продуктивного шару та параметри ротаційного сепаратора

На
основі виробничо-технологічної характеристики елементів процесу передпосівного
обробітку ґрунту під ярі зернові культури встановлено, що в умовах Прикарпаття,
на важких запливаючих ґрунтах для створення належних умов аерації у
господарствах АТЗТ «Степан Мельничук» ТзоВ «Прут-Генетик», Коломийській
дослідній станції використовують культиватори типу КПС-4,0 з важкими зубовими
боронами. При вологості ґрунту W>24% культивацію на глибину 12-14см у господарствах
АПК також застосовують чизель – культиватори типу КПЕ-3,8, які не оснащено
робочими органами для формування посівного ложа та заданої фракційно-агрегатної
структури ґрунту.

На
полях, чистих від багаторічних бур’янів замість боронування і культивації
застосовують комбінований обробіток ґрунту з використанням удосконалених
агрегатів типу РВК-3,6(5,4), БДТ-7,0 з котком – подрібнювачем (дод.3 табл. 3.3.),
а також нових ґрунтообробних техзасобів типу АГ, МАГ, УДА виробництва
Білоцерківського МАЗ, оснащених інтегральними дисками та планчасто-ножовим
ротором. Це дозволяє зменшити кількість технологічних проходів МТА у 2-3 рази,
знизити енергозатрати на 20-25%.

В
умовах посушливої весни 2009р. на схилах крутизною 4-7° та рівних площах у
господарствах ЦНЗ Івано-Франківської області, на темно-сірих, ясно-сірих ґрунтах
та опідзолених чорноземах реалізовано процес енергоощадного обробітку зябу за
допомогою брусно-зубового вирівнювача – розпушувача нестандартного виробництва
конструкції лабораторії механізації Коломийської дослідної станції, який
містить дві трубчасті балки, сім важких зубових борін БЗТУ-1,0 і буксирний
ланцюг. Передню балку оснащено ножовою пластиною.

Основними
конструктивними елементами ротаційного сегментно-дискового сепаратора,
призначеного для часткової сепарації частинок ґрунту, вирівнювання –
розпушування оброблювального шару і формування посівного ложе (3-4см) є
трубчастий вал 1, кільцевий диск 2 з сегментами, решітчастий робочий орган 3;
регулятор 4 глибини обробітку та кута нахилу диска, кронштейн 5 для кріплення
до секції машини – знаряддя (у культиваторів КПС -4,0 – за стрілчастою лапою
6).(дод.4 рис.3.1)

Робочий
процес ротаційного сепаратора проходить в такому порядку. Під час руху
машино-тракторного агрегату стрілчасті лапи розпушують оброблюваний шар і
підрізають бур’яни. Внаслідок реакції ґрунту та впливу частинок цього шару на
сегменти кільцевий диск сепаратора обертається з коловою швидкістю, величина
якої залежить від зміни поступальної робочої швидкості МТА. Під впливом решітчастого
пальцевого робочого органу крупніші грудки подаються до різальних елементів
кільцевого диска і попадають у зону дії лопаток, які нахилені відносно радіуса
диска у радіальному напрямку на кут α. Ці частинки подрібнюються, а
дрібніші просипаються поміж лопатками, утворюючи посівне ложе.

Згідно
ГОСТ 1343 – 68 стрілчасті універсальні лапи використовуються на культиваторах
для суцільного і міжрядного обробітку ґрунту переважно з шириною захвату
В=220,250,270,330мм Кут розхилу 2γ між різальними кромками лез 60-65°.

Згідно
кінетики переміщення сегментного диска з стрілчатою лапою (дод.4.рис.3.2)
абсолютна швидкість на кінцях сегментів направлена перпендикулярно до миттєвого
центру обертання. При цьому радіус обертання - відстань від миттєвого центру
обертання диска В до точки С на кінці (торцевій поверхні сегмента). Отже,
абсолютну швидкість υс точки С можна визначати із співвідношення:[2,7]

(3.1) =
2 cos  ××R=2υ
cos  ,

де,
 =
ω – колова швидкість;

α
– центральний кут;

2R
cos  -
радіус обертання відносно миттєвого центру В.

Із
(дод.4 рис. 3.2.) видно, що напрямок абсолютної швидкості  допомагає
заглибленню сегментів диска у шар ґрунту ( в горизонтальній площині). Після
відносного зміщення центру в напрямок параметра  допомагає
сегментам виглиблюватись з ґрунту.

Площа
навантаження на одне лезо сегмента  рівна
загальній площі подачі ( за шириною захвату стрілчастої лапи В).

Робоча
швидкість  переміщення
машино-тракторного агрегату складає 2,6-2,85 м/с.

За
умови рівності колової швидкості обертання диска і швидкості його
прямолінійного руху визначимо кількість ножових сегментів, розміщених по колу:

(3.2)Zmin=
≈5.0

А
тому Z сегментах на диску робоча висота ножового сегмента повинна бути не менше
Ln( переміщення МТА зі швидкістю =2,6-2,85м/с).

Отже,
мінімальний діаметр диска =B,
кут робочої зони фронтальних сегментів складає 85-95°. Відстань L від центру
стояка стрілчатої лапи до центру О диска повинна бути /2+в.

Довжина
кола диска

(3.3)=2π=2×3,14×0.135м=0,83м.

Тоді
кількість його обертів при заданій величині поступальної швидкості руху МТА
становитиме:

(3.4)==(2,6-2,85)/0,83=3,27…3,15.

Кут
нахилу β сегментного диска повинен забезпечити повноту розпушування
оброблювального шару та до подрібнення грудок розміром менше 5см.

В
процесі роботи ротаційного сепаратора сегменти працюють в режимі ковзкого
різання. Специфіка формування структурно – агрегатного складу ґрунту
ротаційними робочими органами відрізняється від кінетики перерозподілу частинок
пасивними робочими органами культиваторів, зубових борін.

Вхідними
чинниками впливу ротаційного сепаратора на структурно - агрегатний склад
оброблюваного шару є профіль поверхні поля і опір ґрунту  (t),
вихідними – глибина розпушування ,
ступінь кришення  та
фракційний вміст (повнота розпушування шару), твердість шару ŗ (L).

За
результатами досліджень, проведених на полях наукових відділів Коломийської
дослідної станції, встановлені функціональні залежності повноти розпушення принасіннєвого
шару при різних способах передпосівного обробітку та зміни ступеня кришення
ґрунту залежно від величини робочої швидкості руху МТА.

Порівняльна
оцінка різних способів передпосівного обробітку ґрунту свідчить про те, що при
розпушуванні розробленими робочими органами ротаційного сепаратора, який
розташований в зоні інерційного розвантаження плоскорізальної лапи, тобто
безпосередньо після підрізання його універсальною лапою суттєво змінюється
повнота розпушування поверхневого шару. Понад 93% грудок, як це видно з (дод.3
табл. 3.5) мають фракційний вміст у якого розміри частинок складають до 30 мм (
в варіанті використання комплекту робочих органів «Стрілчаста лапа» плюс
ротаційний сепаратор).

Важливим
показником якості процесу формування структури поверхневого шару є ступінь
кришення  ,
який характеризується графічною залежністю ( рис. 3.3.) з урахуванням швидкістю
– режимного показника .

Рис.3.3.
Графічна залежність зміни ступеня кришення ґрунту від робочої швидкості руху
МТА

1
– культивація плоскорізальною лапою;

2
– обробіток за схемою (плоскорізальна лапа + сегментний диск);

3
– культивація плоско різальною лапою і решітчастим робочим органом;

4
– комбінований обробіток Р.О. «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор»

Як
це видно з рис 3.3, ступінь кришення  поверхневого
шару реалізації способів обробітку дерново-підзолистого , поверхневого ґрунту
перед сівбою ярих зернових культур змінюється неоднаково з ростом величини
робочої швидкості руху МТА. В діапазоні 1,6-2,4м/с (5,7-8,6 км/год)  становить
лише 50,3…61,4% (контрольний варіант-культиватор оснащено стрілчастими лапами).
Дискретне розташування сегментного диска та решітного робочого органу
забезпечує відносне зростання ступеня кришення в 1,23-1,34 рази, використання
цих робочих органів у комплекті (варіант 4) забезпечує агротехнологічні вимоги
формування заданої структури ґрунту в зоні посівного ложа. При інтенсивності
росту швидкості руху МТА у технологічній зацінці =2,4…2,8
м/с показник  складає
81,4…86,7 %.

Отже,
під час руху сегментного диска по розпушеному лапами культиватора КПС-4,0 крупніші
грудки ґрунту інтенсивно розламуються на менші частини і подрібнюються. Завдяки
різниці величини грудок, кореневища бур’янів та після-пожнивних решток на
поверхню попадають у першу чергу більші грудки ґрунту, потім легкі маломірні
вилучення та останніми коріння кореневищних бур’янів.

В
третьому розділі «Результати досліджень», висвітлено три питання в яких
розкрито важливі аспекти даного розділу. Тут показана агротехнологічна ознака
агрегатного складу продуктивного шару ґрунту, дана технолого-експлуатаційна
характеристика технічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту під
зернові культури, описано технологічний регламент формування структури
продуктивного шару та параметри ротаційного сепаратора і показано екологічну,
енергетичну і вартісну оцінку процесу формування продуктивного шару і використання
ротаційного сепаратора.

Показником
ефективності процесу формування агрегатного складу продуктивного шару ґрунту
доцільно використовувати ймовірність руйнування грудок (їх кришення та
розпушування) в результаті зустрічі з робочими органами машин-знарядь. Середнє
значення імовірності руйнування грудок по всіх технічних засобах складає 0,521.
Однак найбільш високі показники досягаються в результаті застосування агрегатів
РВК-3,0, АГН-2,5 та катків ЗККШ-6. Найменші імовірності руйнування (0,297…0,316)
встановленні з використанням культиватора КПС-4 з зубовими боронами. Бо
культиваторні лапи, частково розпушуючи ґрунт, значну частку грудок вивертають
на поверхню, при чому переважна їх частина залишається після проходу зубів
борін. Тому давши агротехнологічну ознаку агрегатному складу продуктивного шару
ґрунту , видно що на розміри оброблених грудок найбільше вплив має відстань між
робочими органами. При використанні культиваторних лап на машині КПС-4,0
оснащенні великими зубовими боронами БЗТУ-1,0 не забезпечуються
агротехнологічні вимоги щодо формування якості структури поверхневого шару
ґрунту. Для її покращення між лапами культиватора та зубовими боронами
необхідно розмістити ротаційний робочий орган, який повинен виконувати функції
розпушення-сепарації частинок ґрунту на глибині 4…8см, і одночасно формувати
ущільнене посівне ложе.

У
другому пункті цього розділу дано технолого-експлуатаційну характеристику
технічних засобів та структури пошарового обробітку ґрунту під зернові
культури. Тому покращення водно фізичних властивостей ґрунту у зональних умовах
під зернові культури шляхом пошарової зміни структури агрегатного складу у
продуктивному шарі є важливим агротехнічним заходом. Структурні елементи
процесу пошарового обробітку ґрунту, суміщення операцій кришення, розпушування,
формування структури продуктивного шару мають суттєвий вплив на технологічні
характеристики, водно-фізичні властивості його агрегатного складу.

Технологічний
регламент формування структури продуктивного шару та параметри ротаційного
сепаратора є третім не менш важливим питанням даного розділу. На основі
виробничо-технологічної характеристики елементів процесу передпосівного
обробітку ґрунту під ярі зернові культури встановлено, що в умовах Прикарпаття,
на важких запливаючих ґрунтах для створення належних умов аерації у господарствах
АТЗТ «Степан Мельничук» ТзоВ «Прут- Генетик», Коломийській дослідній станції
використовують культиватори типу КПС-4,0 з важкими зубовими боронами. На полях,
чистих від багаторічних бур’янів замість боронування і культивації застосовують
комбінований обробіток ґрунту з використанням удосконалених агрегатів типу
РВК-3,6(5,4), БДТ-7,0 з котком – подрібнювачем (табл. 3.2.), а також нових
ґрунтообробних техзасобів типу АГ, МАГ, УДА виробництва Білоцерківського МАЗ,
оснащених інтегральними дисками та планчасто-ножовим ротором. Це дозволяє
зменшити кількість технологічних проходів МТА у 2-3 рази, знизити енергозатрати
на 20-25%. У господарствах ЦНЗ Івано-Франківської області, на темно-сірих,
ясно-сірих ґрунтах та опідзолених чорноземах реалізовано процес енергоощадного
обробітку зябу за допомогою брусно-зубового вирівнювача – розпушувача
нестандартного виробництва конструкції лабораторії механізації Коломийської
дослідної станції, який містить двох трубчасті балки, сім важких зубових борін
БЗТУ-1,0 і буксирний ланцюг.

РОЗДІЛ 4. Екологічна,
енергетична і вартісна оцінка процесу формування продуктивного шару і використання
ротаційного сепаратора

Екологічна
оцінка збереження агрегатної структури поверхневого шару ґрунту характеризує
умови дотримання агротехнологічних вимог:

ü 
механічний обробіток шарів горизонту без
винесення вологих частинок на поверхню поля;

ü 
забезпечення надійного присипання
коренів бур’янів;

ü 
своєчасне загортання у ґрунт частинок
мінеральних добрив та РКД одночасно з культивацією або без розриву періоду
внесення добрив та їх заробки;

ü 
локальне розміщення частинок мінеральних
добрив при міжрядному обробітку (у випадку використання ротаційного сепаратора
у комплексі робочих органів культиватора типу УКР – 5,6).

Зниження
витрати пального та питомої енергоємності при формуванні продуктивного шару
проходить за рахунок суміщення операцій розпушування, вирівнювання поверхні
поля, утворення посівного ложа. При пошаровому обробітку ґрунту за допомогою
технічних засобів оснащених удосконаленими робочими органами (дод.3 табл.3.3) для
суміщення операцій передпосівного обробітку та вирівнювання поверхні поля
культиватори КПС-4; КПГ-4,0; УСМК-5,4 оснастити котками-подрібнювачами з
планчасто-ножевими робочими органами, комбіновані агрегати РВК-3,6 - боронами
БЗТС-1,0. При неякісному вирівнюванні втрати врожаю досягають 20%.

При поверхневому способі обробітку
на глибину 4...10 см дисковими лущильниками типу ЛДГ-10А для забезпечення
повноти підрізання рослинних решток на ущільнених і засмічених ґрунтах кут
атаки дискових секцій встановлювати 35°, на рихлих і мало-засмічених - 30°. у
дискових боронах БДТ-7,0 (БДТ-3,0) - відповідно 16 і 24°.[8,13]

При використанні нових
ґрунтообробних агрегатів типу АГ, МАГ, УДА, "Компактор", оснащених
інтегральними дисками та планчасто-ножовим ротором, енергоємність процесу
формування агрегатного складу поверхневого шару, а також ступінь спрацювання
робочих органів знижуються в 1,34-1,5 раза.

При обробітку ґрунту для сівби насіння
озимого ріпаку
комбіновані агрегати
АКШ -3,6 (5,6) мають переваги над традиційними машинами-знаряддями. вони
забезпечують рівномірний розподіл подрібненої маси, соломистих решток і
сидератів, забезпечують вміст фракцій розміром 0,25-10 мм у шарі 5-8 см -
72,1-80,7% без виносу вологих шарів на поверхню.(таб.4)

Мінімалізація обробітку дає змогу
ощадливо витрачати пальне і енергію технічних засобів.

Таблиця 4 Паливно – енергетичні
затрати на проведення технологічних операцій.

№ п/п	Назва операцій	Продуктивність МТА, га/год.	Питома витрата пального, кг/га	Енергомісткість, кВт/га
1	Дискування	1,6-5,8	6,0-2,2	30,6-11,4
2	Оранка	0,53-1,5	20,5-14,7	101-72,5
3	Традиційний передпосівний обробіток	2,15-8,1	4,1-2,7	20,5-13,5
4	Комбінований обробіток	3,0-9,6	8,7-4,9	54,7-43,1

Економічний
ефект від реалізації процесу мінімалізованого передпосівного обробітку складає
30-45 грн/га, а прямі експлуатаційні витрати – 32,0 – 37,2 грн/га.[15]

В
даному розділі висвітлено енергетичну і вартісну оцінку процесу формування
продуктивного шару і використання ротаційного сепаратора. Екологічна оцінка
збереження агрегатної структури поверхневого шару ґрунту характеризує умови дотримання
певних агротехнологічних вимог які вказані в даному пункті. За рахунок
суміщення операцій розпушування, вирівнювання поверхні поля, утворення
посівного ложа відбувається зниження витрати пального та питомої енергоємності
при формуванні продуктивного шару, це показує енергетичну та вартісну оцінку. Мінімалізація
обробітку дає змогу ощадливо витрачати пальне і енергію технічних засобів що є
не менш важливим у виробництві.

 

 

РОЗДІЛ 5. Пропозиції
виробництву

1.
В процесі комбінованого передпосівного обробітку під зернові колоскові ,
зернобобові і технічні культури за допомогою одно функціональних культиваторів
типу КПС – 4,0, КПГ – 4,0, УСМК – 5,4 використати удосконалені робочі органи за
конструктивно – технологічною схемою «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор,
оснащений решітчастими робочими органамита сегменто – дисковим вирівнювачем –
розпушувачем.

2.
під час руху машино – тракторного агрегату для забезпечення агротехнічних вимог
формування оптимальної структури фракційно – агрегатного складу поверхневого
насіннєвого шару ґрунту робоча швидкість руху МТА 1,6-2,4м/с (5,7-8,6 км/год),
кут нахилу ротаційного робочого органу відносно поверхні поля – 5-7°.

3.
При реалізації диференційованих енергоокупних способів обробітку ґрунту:
поверхневого, мілкого та комбінованого на дерново-підзолистих поверхнево –
оглеєних ґрунтах провінції Передкарпаття Івано-Франківської області забезпечити
щільністю оброблюваного шару ρ = 0,97…1,15 г/,
вміст водостійких оструктурених агрегатів за фракціями:
1-0,25мм-33,0…40%,10-1мм – в межах 22-35%.

В даному розділі запропоновано
пропозиції виробництву. А саме: в процесі
комбінованого передпосівного обробітку під зернові колоскові , зернобобові і
технічні культури за допомогою одно функціональних культиваторів типу КПС –
4,0, КПГ – 4,0, УСМК – 5,4 використати удосконалені робочі органи за
конструктивно – технологічною схемою «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор»,
оснащений решітчастими робочими органами та сегменто – дисковим вирівнювачем –
розпушувачем. Під час руху машино – тракторного агрегату для забезпечення
агротехнічних вимог формування оптимальної структури фракційно – агрегатного
складу поверхневого насіннєвого шару ґрунту робоча швидкість руху МТА 1,6-2,4м/с
(5,7-8,6 км/год), кут нахилу ротаційного робочого органу відносно поверхні поля
– 3-7°. При реалізації диференційованих енергоокупних способів обробітку ґрунту:
поверхневого, мілкого та комбінованого на дерново-підзолистих поверхнево –
оглеєних ґрунтах провінції Передкарпаття Івано-Франківської області забезпечити
щільністю оброблюваного шару ρ = 0,97…1,15 г/,
вміст водостійких оструктурених агрегатів за фракціями:
1-0,25мм-33,0…40%,10-1мм – в межах 22-35%.

РОЗДІЛ 6. Охорона праці

Перед початком роботи перевіряють справність і комплектність агрегату. На
рівній горизонтальній площадці встановлюють стрілчаті лапи і робочі органи
ротаційного сепаратора на задану глибину обробітку, підтягують болти кріплення
лап і кронштейна сепаратора.

На робочому місці обслуговуючого персоналу повинно бути сидіння із
запобіжним поясом, підніжна дошка або упор для ніг.

Важелі керування причіпною (начіпною) машиною повинні мати справні та
надійні фіксатори. Керування причіпним культиватором слід здійснювати з кабіни
трактора.

Робочі органи фрез і ротаційних культиваторів обладнують закритими
захисними кожухами.

Працівників, що обслуговують
ґрунтообробні машини, слід забезпечити засобами індивідуального
захисту, чистками та лопатками для очищення робочих органів.

Працювати на нескладних
сільськогосподарських причіпних машинах і знарядді, якщо є права на керування
ними, дозволяється
особам не молодше 16 років, що вивчили будову машини, вміють її відрегулювати та пройшли
інструктажі з техніки безпеки.

Керувати складними і
спеціалізованими причіпними та начіпними машинами дозволяється особам
не молодше 17 років, що пройшли спеціальне навчання і
отримали права на керування даною машиною, а також пройшли
інструктаж з техніки безпеки.

Машинно-тракторний агрегат, який,
крім тракториста, обслуговують допоміжні працівники, повинен
бути обладнаний двосторонньою сигналізацією.

Підготовляючи до роботи дискові
борони і лущильники, перевіряють кріплення, регулюють положення
чистиків, змащують підшипники і встановлюють необхідний кут атаки дискових батарей, щільно підтягують і стопорять
гайки на осях батарей. Зазор між чисткою і поверхнею диска встановлюють у межах 2-4 мм. Під час регулювання положення
дисків, стрілчастих лап і робочих органів сепаратора та загострювання різальних
кромок слід користуватись рукавицями.

Зуби зубових борін слід
установлювати скошеними гранями під кутом до напрямку руху агрегату, що зменшує
забивання і сприяє їх самоочищенню.

Для регулювання або заміни робочих
органів начіпних культиваторів слід підкласти під опорні колеса дерев'яні
бруски, товщиною на 1-2 см (величина заглиблення коліс у ґрунт) менше від
глибини обробітку поля. Регулювання виконують на рівній твердій площадці.
Перевіряють стан культиваторів, кріплення гряділів, штанги, стояків робочих
органів і вилок для їх піднімання. Осьове переміщення коліс не повинно
перевищувати 2 мм.

Якщо робочі органи заглиблені в
ґрунт, не можна робити крутих поворотів, бо це призводить до поломок і аварій.
Перед поворотом робочі органи витягують, а на початку прямолінійного руху знову
заглиблюють. Для заміни лап культиватора в польових умовах слід від'єднати
машину від трактора або вимкнути його двигун, під раму начіпної машини
підставляють надійні підставки. Якщо ці роботи тракторист виконує з помічником,
то після їх закінчення і перед початком руху слід переконатись, що помічник
перебуває на безпечній відстані від агрегату.

При роботі в умовах надмірної
запиленості, під час заправки туковисівних апаратів, а також при заточуванні
робочих органів ґрунтообробних машин слід користуватись протипиловим
респіратором, захисними окулярами та рукавицями.

Не допускається перебування на
агрегаті, а також на полі, де проводиться обробіток ґрунту, людей, що не беруть
участі у виконанні технологічного процесу.

Регулювання та очищення робочих
органів від сторонніх предметів, налиплого ґрунту і рослинних залишків слід
проводити тільки спеціальними чистиками в рукавицях при зупиненому, загальмованому
агрегаті з виключеним двигуном.

Зубові органи очищаються на ходу за
допомогою помічника, який повинен підіймати їх почергово гаком з довгим
держаком.

Культиватори та дискові борони
очищаються лише при повністю зупиненому агрегаті, а ґрунтообробні машини з
активними робочими органами - при виключеному ВВП.

При налипанні на робочих органах
агрегату ґрунту та рослинних решток роботу припиняють і очищають робочі органи.
Міняючи лемеші корпусів плуга чи лапи культиватора в польових умовах,
від'єднують причіпну машину від трактора, а під раму начіпної підставляють
надійні підставки. Заміну слід проводити обережно та в рукавицях.

Перевіряється наявність первинних
засобів пожежогасіння та їх розміщення в місцях, спеціально передбачених для
цих цілей.

Забороняється працювати в
спецодязі, просоченому паливом і мастилами це пожежо-небезпечно.

Будь-які предмети та засоби
пожежогасіння не дозволяється захаращувати.

Отже, охорона праці є важливим
аспектом на будь-якому виробництві, тому їй слід приділяти велику увагу та
розглядати як окреме не менш важливе питання, адже саме від цього залежить
продуктивність праці людей. Оскільки, працювати на нескладних
сільськогосподарських причіпних машинах і знарядді, якщо є права на керування
ними, дозволяється
особам не молодше 16 років, що вивчили будову машини, вміють її відрегулювати та пройшли
інструктажі з техніки безпеки. А керувати складними і
спеціалізованими причіпними та начіпними машинами дозволяється особам
не молодше 1 7 років, що пройшли спеціальне навчання і
отримали права на керування даною машиною, а також пройшли
інструктаж з техніки безпеки. Машинно-тракторний
агрегат, який, крім тракториста, обслуговують допоміжні працівники, повинен
бути обладнаний двосторонньою сигналізацією. Також для
правильної експлуатації агрегатів та машин, застосовуються певні правила
охорони праці що описані вище у даному розділі яких слід обов’язково
дотримуватись.

 

 

ДОДАТКИ

 

Додаток 1

Рис.
1.1.Пристрій для вимірювання глибини обробітку гребинястості ріллі під час її
проведення.

Додаток 2

Таблиця
3.1 Імовірність руйнування грудок ґрунту при різних варіантах обробітку і
середні розміри оброблених грудок

Тип робочого органу	Відстань між осями робочих органів, мм	Імовірність руйнування грудок при швидкостях руху МТА, м/с			Розміри грудок після обробітку, мм
		1,7	2,3	2,8	υ = 1,7 м/с		υ = 2,3 м/с		υ = 2,8 м/с
					b	c	b	c	b	c
І	225	0,327	0,318	0,473	54,3	35,4	61,3	42,4	56,5	39,1
II	215	0,479	0,479	0,511	51,1	32,2	56,0	37,5	58,2	36,0
III	125	0,434	0,430	0,492	53,6	28,7	61,2	38,4	65,3	42,8
IV	170	0,573	0,578	0,614	56,5	33,5	49,3	36,8	52,1	32,5
V	90	0,632	0,637	0,647	43,2	96,0	45,5	29,8	39,8	36,4
VI	150	0,547	0,563	0,586	57,6	34,0	54,6	40,7	50,3	37,2

Додаток 3

Таблиця
3.2 Щільність, вологість і структура агрегатного складу ґрунту залежно від
елементів процесу його обробітку

№п/п	Назва варіантів передпосівного весняного обробітку ґрунту	Глибина, см	Щільність шару, г/	Водостійкі структурні агрегати, % абсолютно сухої маси
				10-1мм	1-0,25мм	< 0,25мм
1	Традиційний	8-14	1,19-1,21	15,2	37,1	47,7
2	Поверхневий	6-8	0,96-1,05	20,7	41,4	37,9
3	М’який	12-15	1,10-1,12	35,9	33,5	30,6
4	Комбінований	6-15	1,13-1,15	29,3	36,8	33,9
	НІР05	8-14 6-8 12-15 6-15	0,07 0,06 0,04 0,05	2,5 2,7 3,2 2,9	3,8 3,3 3,8 3,6	4,1 4,6 5,2 4,4

Таблиця
3.3. Технолого-експлуатаційна характеристика технічних засобів оснащених удосконаленими
робочими органами

Показники	Склад МТА та значення параметрів за варіантами 1-4
	МТЗ-82 + КПС-4,0 з ротаційним сепаратором + зубові борони	Т-150К + вирівнювач розпушувач конструкції Коломийської дослідної станції	Т-150К + БДТ-7,0 + коток подрібнювач	Т-150К + РВК-5,4 +зубові борони
Робоча ширина захвату, м	4,0	6,65-7,0 при α= 0-6,12-17°	7,0 при куті атаки 30-35°	5,4
Робоча швидкість руху, м/с	2,6-2,9	2,3-2,8	2,7-3,1	2,2-2,5
Продуктивність за годину експлуатаційного часу, га	3,82-4,24	5,37-5,60	5,58-5,71	4,15-4,63
Гребнистість поверхні поля, см	3,5…4,7	3,0…4,5	3,8…5,6	3,2…4,0
Повнота розпушування поверхневого шару грунту, %	71,9…75,0	68,6…73,4	74,7…77,5	69,8…76,2

Таблиця 3.4. Динаміка
продуктивної вологи у структурному горизонті (h=0,5м) при різних глибинах
пошарового обробітку, мм

Назва сільськогосподарської культури	Фаза розвитку	Технологічна глибина обробітку h, см за варіантами 1-4
		8-14	6-8	12-15	6-15
Пшениця яра	Сівба	117	131	145	138
	Трубкування	114	123	107	96
	Цвітіння	61	78	81	75
Ячмінь	Молочна стиглість	58	63	72	68
Вико-вівсяна суміш	Повна стиглість	46	57	63	54

Таблиця
3.5. Повнота розпушування продуктивного шару ґрунту при різних способах
передпосівного обробітку.

Спосіб обробітку	Наявність грудок у шести сантиметровому шарі ґрунту, %					Твердість ґрунту, кг/
	1-0,25мм	10-1мм	10-30мм	30-50мм	50мм
Культивація плоскорізальною лапою	7,1	39,3	30,6	8,7	14,3	33,7
Застосування робочого органа. «плоскорізальна лапа + сегментний диск»	26,5	50,8	15,4	1,4	5,9	26,7
Культивація плоскорізальною лапою і решітчастим робочим органом	11,9	41,2	33,8	10,5	2,6	28,2
Обробіток робочим органом «стрілчаста лапа + ротаційний сепаратор»	29,7	56,1	11,3	2,9	0	23,1

Додаток 4

Рис.3.1.
Ротаційний сегментно-дисковий сепаратор: а – загальний вигляд сепаратора 1-трубчастий
вал; 2-кільцевий диск з сегментами; 3-решітчастий робочий орган;4-регулятор;
5-кронштейн; 6 стрілчаста лапа. б – конструктивно – технологічна схема

Рис.3.2.
Схема до визначення конструктивних параметрів сегментного диска та компонування
з стрілчастою лапою.

ВИСНОВКИ

На
основі огляду аналітичної літератури, дано опис агротехнологічних вимоги до
процесу формування агрегатної структури продуктивного шару та оцінку
техніко-експлуатаційних машин-знарядь і агрегатів.

При
проведенні досліджень параметрів процесу формування заданої структури ґрунту та
будови і принципу дії ротаційного сепаратора МТА,описали їх результати. Тому
встановлено, що на розміри оброблених грудок найбільше вплив має відстань між
робочими органами. При використанні культиваторних лап на машині КПС-4,0
оснащенні великими зубовими боронами БЗТУ-1,0 не забезпечуються
агротехнологічні вимоги щодо формування якості структури поверхневого шару
ґрунту. Для її покращення між лапами культиватора та зубовими боронами
необхідно розмістити ротаційний робочий орган, який повинен виконувати функції
розпушення-сепарації частинок ґрунту на глибині 4…8см, і одночасно формувати
ущільнене посівне ложе.

Не
менш важливою є екологічна, енергетична і вартісна оцінка процесу формування
продуктивного шару та використання ротаційного сепаратора. Екологічна оцінка
збереження агрегатної структури поверхневого шару ґрунту характеризує умови
дотримання певних агротехнологічних вимог. За рахунок суміщення операцій
розпушування, вирівнювання поверхні поля, утворення посівного ложа відбувається
зниження витрати пального та питомої енергоємності при формуванні продуктивного
шару, це показує енергетичну та вартісну оцінку. Мінімалізація обробітку
дає змогу ощадливо витрачати пальне і енергію технічних засобів що є не менш
важливим у виробництві.

Будь-яке
виробництво прагне кращих змін та удосконалень для кращої ефективності їхньої
роботи, тому ми запропонували ряд пропозицій по її покращенню.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1.Методичні
рекомендації по виробничих випробуваннях с.-г. техніки. УНДІМЕСГ УААН. – Київ –
Глеваха, 1992. – 82 с.

2.Войтук
Д.Г. та ін.. Методика оптимізації параметрів і режимів роботи ґрунтообробних
робочих органів пасивного типу для різних ґрунтово-кліматичних умов
(рекомендації)/Д.Г. Войтюк, В.П Ковбаса, М.Г.Чаусов, В.М. Швайко; За заб. Ряд.
Д.Г Войтюка. – К : Аграрна освіта. 2004.- 15 с.

3.Руководство
по монтажу, насадке и эксплуатации приборов и лабораторного оборудования для
почвенно – агрохимических исследования. Министерство с.-х. СССР, ВПНО по
агрохимическому обслуживанию сельского хозяйства. – М., 1985 – 103 с.

4.Рубін
С.С. Якісна оцінка польових робіт. К., «Урожай». – 1966. -254 с.

5.Будьоний
Ю.В. та ін. Практикум із загального і меліоративного землеробства/Ю.В.
Будьоний, С.І. Попов та ін.; За ред. Ю.В. Будьоного. – Харків: ХНАУ, 2005. –
286 с.

6.Практикум
із землеробства: Навчальний посібник/М.С. Кравченко, О.М. царенко, Ю.Г. Міщенко
та ін.; За ред.. М.С. Кравченка в З.М. Томашівського. – К : Мета, 2003 р. – 320
с.

7.Вірьовка
У.М. Вірьовка В.Д., Борисенко І.Д. Нові розпушувачі ґрунту для безгербіцидних
технологій. – К.: Аграрна наука, 1999. – 56 с.

8.Абрами
М.І. та ін.. Рекомендації з проведення посіву озимих культур на Прикарпатті в
2008 році. / Абрамик М.І., Куничак Г.І., Кобилянська Г.М., Фіялка М.Д.. Центр
наукового забезпечення агропромислового виробництва Івано-Франківської області.
– Коломия, 2008. – 24 с.

9.Войтук
Д.Г., Гаврилюк Г.Р. Сільськогосподарські машини : Підручник. 2 – е вид. – К.:
Каравела, 2008. – 552 с.

10.Довідник
з експлуатації машинно – тракторного парку / В.Ю.Ільченко, П.І. Карасьов, А.С.
Лімонт та ін.. – К.: Урожай, 1987. – 368 с.

11.Шевченко
О.О., Даценко М.С., Гринько П.В. та ін.. Науково – технічна експертиза техніко
– технологічних рішень систем обробітку грунту. – Укр. НДІПВТ ім. А.
Погорілого. – Київ, 2008. – 45 с.

12.Минимализаця
обработки почвы /Сборник трудов Всесоюз. Акад. с. – г. Наук им. В.И. Ленина.
М.: Колос, 1984. – 307 с.

13.Василчук
Г.І., Вівчарик В.І., Кобилянська Г.М. та ін.. Рекомендації по проведенню
весняно – польових робіт у 2008 році. Івано- Франківський центр наукового
забезпечення агропромислового виробництва. – Коломия, 2008. – 31 с.

14.Кушнарев
А.С. Новый взгляд на обработку почвы. Дослідницьке – Мелітополь 2009 г. – 16 с.

15.Энергосберегающие
технологии в сельском хозяйстве. Центральное правление НТО сельского хозяйства
– М., 1988. – 46 с.

16.Комбинирование
почвообрабатывающие машины/А.А.Вилде, А.Х. Цесниекс, Ю.П. Моритис и др. – Л.:
Агропромиздат. Ленинград отд-ние. – 1986 г. – 128 с.