Универсальная лапа культиватора
Универсальная лапа культиватора
Аннотация
Представлена разработка универсальной лапы культиватора, снабженной дополнительными рыхлителем, щелевателем и двумя заглушками. Каждый рыхлитель и щелеватель выполнен в треугольной форме и жестко закреплен на своей платформе, выполненной под паз. Отмечено, что платформы всех рабочих органов и заглушек изготовлены одинаковой длины и равны длине основания каждого переднего рыхлителя и щелевателя, длина основания задних рыхлителя и щелевателя втрое больше основания передних. Показано, что соотношение высот рыхлителей 1:2, а щелевателей 1:3, высота переднего и заднего щелевателей на 1/3 больше высоты рыхлителей, соответственно. Длина выступа под щель каждой заглушки меньше длины платформы на 8-10 мм, соотношение толщины рабочих органов к толщине крыла 1:3, а ширина выступа каждой платформы равна толщине крыла. Использование культиваторной лапы нового образца для обработки почвы с комбинированными рабочими органами позволит повысить качество обработки почвы, устойчивость хода агрегата и расширить функциональные возможности .
1. Введение
Благоприятные физические свойства – основа необходимого условия реализации потенциального почвенного плодородия для получения высокого урожая сельскохозяйственных культур. Важная роль при этом отводится способу, глубине и интенсивности обработки почвы определяющих скорость минерализации и доступность питательных веществ , , .
Плотность почвы, как один из фундаментальных показателей плодородия, в вариантах с различной интенсивностью определяется способом и глубиной рыхления. Наиболее рыхлое сложение слоя почвы в диапазоне от 0 до 30 см наблюдается после вспашки оборотным плугом на глубину 20-22 см (1,39 г/см3) .
Для коренного улучшения физических свойств почв для зон недостаточного увлажнения разрабатывают приемы, способствующие накоплению и сохранению влаги. В зоне избыточного увлажнения агротехнические и мелиоративные мероприятия, наоборот, должны быть направлены на уменьшение содержания влаги в почве и увеличение ее аэрации.
Высокая эффективность процессов обработки почвы, может быть достигнута за счет сокращения объема обрабатываемого почвенного пласта. Всякое рыхление почвы сводится в основном к задаваемой глубине и ширине обрабатываемого пласта, исходя из этого, обработка может быть сплошной или полосной. Однако в зависимости от типа рабочих органов форма и площадь поперечного сечения обрабатываемого пласта могут быть различными. Форма сечения пласта характеризуется профилем дна обрабатываемого слоя, который может быть: ровным (лемешные плуги плоскорезные орудия, культиваторы); гребнистым (чизельные орудия, зубовые бороны); волнообразным (дисковые орудия, игольчатые бороны, фрезы); ступенчатым (плуги с почвоуглубителями и разноглубинными корпусами, культиваторы со стрельчатыми и рыхлящими лапами, плоскорезы-щелеватели); щелевым (щелерезы-кротователи) , , .
Указанные способы обработки почвы с разно профильной формой дна обрабатываемого слоя, за исключением некоторых специальных и противоэрозионных приемов (почвоуглубление, щелевание, ступенчатое рыхление), недостаточно обоснованы с агрономической точки зрения. Известно, что ровный профиль дна борозды, образуемый плугами и другими орудиями основной обработки, зачастую способствует сплошному уплотнению подошвы, которая отрицательно сказывается на развитии растений.
Цель исследований – разработка универсальной лапы культиватора, повышающей качество обработки почвы, устойчивость движения агрегата и расширение функциональных возможностей.
2. Основная часть
Анализ существующих зарубежных и отечественных способов поверхностной обработки почвы и рабочих органов почвообрабатывающих машин послужил основой для разработки комбинированного рабочего органа в виде культиваторной лапы, обеспечивающей рыхление почвы в горизонтальной плоскости с уничтожением сорняков и щелевание почвы в вертикальной плоскости, что в дальнейшем способствует улучшению почвенной среды, повышению эффективности удобрений, орошения и других параметров зональных систем земледелия , , .
В лаборатории «Почвообрабатывающие и мелиоративные машины» ФНАЦ ВИМ разработанная универсальная лапа культиватора содержит держатель 1, лапу 2 и два крыла 3, с режущей кромкой 4 (Рис. 1).
По стыковой линии крыльев 3 в носовой части 5 лапы 2 один над другим выполнены два паза 6 с двумя открытыми щелями 7 под рабочие органы в виде передних рыхлителя 8, щелевателя 9 и дополнительных задних рыхлителя 10 и щелевателя 11, двух передних 12 и двух дополнительных задних заглушек 13, соответственно.
Рисунок 1 - Универсальная лапа культиватора:
1 – держатель; 2 – лапа; 3 – крыло лапы; 4 – режущая кромка; 5 – носовая часть; 8 – передний рыхлитель; 9 – передний щелеватель; 10 – задний рыхлитель; 11 – задний щелеватель
Рисунок 2 - Комплектация и рабочие органы универсальной лапы культиватора:
а – лапа с двумя рыхлителями; б – лапа с двумя щелевателями; в – лапа с заглушками; г – лапа без заглушек; д – передняя заглушка; е – задняя заглушка; з – передний рыхлитель; ж – задний рыхлитель; и – передний щелеватель; к – задний щелеватель; 6 – пазы; 7 – щели; 12 – передняя заглушка; 13 – задняя заглушка; 14 – платформа рабочих органов; 15 – выступ заглушки
Длина основания задних рыхлителя 10 и щелевателя 11 втрое больше основания передних рыхлителя 8 и щелевателя 9.
В процессе работы большая часть оснований задних рабочих органов опирается на поверхность лапы 2 (2/3 длины основания задних рыхлителя 10 и щелевателя 11 выполнена без платформы 14).
С помощью суммарной боковой площади рабочих органов увеличивается площадь контакта рабочего органа с почвой, что способствует повышению устойчивости хода агрегата.
Выполнение высоты переднего рыхлителя 8 вдвое меньшей высоты заднего 10 и соотношения высот переднего щелевателя 11 к заднему равному 1:3, позволяет сократить тяговое сопротивление устройства, поскольку каждый рыхлитель 8 и 10 и щелеватель 9 и 11 способствует распределению нагрузки на каждый рабочий орган, что так необходимо в условиях высокой плотности почвы, при этом улучшается качество обработки почвы.
Высота переднего 9 и заднего 11 щелевателей на 1/3 больше высоты переднего 8 и заднего 10 рыхлителей, соответственно.
Изготовление рыхлителей и щелевателей разной высоты, позволяет изменять глубину рыхления и щелевания почвы.
Длина выступа 15 под щель 7 каждой заглушки, меньше длины платформы на 8-10 мм, что обеспечивает возможность легкого извлечения рабочих органов и заглушек из паза лапы без повреждения.
Соотношение толщины рабочих органов к толщине крыла составляет 1:3. Например, если толщина крыла 15 мм, то толщина рабочего органа составит 5 мм, что позволит рабочим органам обрабатывать почву без их повреждения. При соотношении 1:2, возрастет расход материала, при соотношении, например 1:4, возрастает вероятность повреждения рабочего органа. Ширина выступа каждой платформы равна толщине крыла.
Ширина захвата устройства составляет 220…270 мм, а угол раствора крыльев лап – 50-700 – это стандартные параметры.
Перед началом работы лапы устройства устанавливают параллельно горизонтальной поверхности. В пазы с открытой щелью сверху и снизу лапы вставляют все четыре рабочие органы.
При движении устройства лапа подрезает почву режущей кромкой крыльев с наплавленным слоем (на рисунках не показано), которая обеспечивают полное подрезание корней сорняков.
В процессе работы лапа подрезает сорную растительность, рыхлители рыхлят почву, а щелеватели нарезают щель, способствующую накоплению влаги, что так необходимо перед посевом для развития корневой системы растения.
При необходимости проведения только культивации, из пазов вынимают все рыхлители, щелеватели и вместо них в свободные пазы вставляют четыре заглушки.
Возможность демонтажа и переустановки рыхлителей, щелевателей и заглушек, позволяет проводить обработку почвы при разной комплектации и комбинации рабочих органов. Для этого в необходимое место вставляют рабочий орган, а пустые места занимают заглушки. Например, если необходимо провести рыхление и щелевание почвы на минимальную глубину, задние рыхлитель и щелеватель демонтируют, а на их место устанавливают заглушки 13.
Установка заглушек позволяет защитить пазы от забывания почвой.
3. Заключение
1. Варианты использования рабочих органов и заглушек позволяют повысить функциональные возможности устройства.
За один проход агрегат одновременно может выполнять сразу несколько операций: подрезание сорняков, рыхление в горизонтальной и вертикальной плоскостях и щелевание на разную глубину. В зависимости от выполняемой задачи количество используемых рабочих органов может варьироваться от нуля (установлены заглушки) до четырех.
2. Применение культиваторной лапы нового образца для обработки почвы с комбинированными рабочими органами позволит повысить качество обработки почвы, устойчивость хода агрегата и расширить функциональные возможности.