Варианты конструктивно-технологических схем щелевателя
Рубрика: Сельское хозяйство
Дата публикации: 22.11.2019 2019-11-22
Статья просмотрена: 260 раз
Библиографическое описание:
Комаров, А. П. Варианты конструктивно-технологических схем щелевателя / А. П. Комаров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 47 (285). — С. 151-153. — URL: https://moluch.ru/archive/285/64238/ (дата обращения: 11.12.2021).
Щелевание почвы одно из эффективных мероприятий, находящее все большее применение в Казахстане. Оно представляет собой полосную обработку с нарезанием щелей поперек склонов с различным шагом по ширине захвата орудия. Щелевание проводят на глубину 30–35 см. Применение данного вида обработки почвы позволяет накопить и сохранить почвенную влагу, предотвратить водную эрозию и повысить урожайности сельскохозяйственных культур. Щелевание необходимо применять на большинстве почв с периодичностью один раз в 3–4 года, а на полях с холмистым рельефом ежегодно [1, с.157; 2, с. 96; 3, с. 55].
Существующие щелеватели имеют различные конструктивно-технологические схемы. Наиболее распространенная схема это — последовательно расположенные на раме орудия прорезной диск, щелерез и прикатывающий каток. Также возможны варианты схем без прорезного диска или прикатывающего катка, и схемы, состоящие только из щелереза. Технологический процесс щелевания почвы проходит следующим образом: прорезной диск разрезает почву, щелерез рыхлит почву, а прикатывающий каток частично заделывает щели и выравнивает обработанную поверхность.
Фирма «John Deere», США выпускает щелеватели «Till-Ripper», конструктивно-технологическая схема которых, представляет собой последовательно расположенные на раме орудия прорезной диск, щелерез и прикатывающие катки (рис. 1а), схема глубокорыхлителя-щелевателя «Delta-New» (рис. 1б) фирмы «Hatzenbichler», Австрия состоит из щелереза и прикатывающего катка, схема щелевателя фирмы «Salford» представляет собой последовательно расположенные прорезной диск и щелерез (рис. 1в), а схема глубокорыхлителя щелереза ГЩ-4М в одном из вариантов комплектации представляет собой наличие только щелереза (рис. 1г).
Рис. 1. Варианты конструктивно-технологических схем щелевателей: а) «Till-Ripper»; б) «Delta-New»; в) «Salford»; г) ГЩ-4М
Практика показывает, что использование щелевателей почвы с конструктивно-технологической схемой прорезной диск — щелерез — прикатывающий каток, при влажности обрабатываемого слоя почвы 8–15 % и твердости свыше 5 МПа на скорости свыше 7 км/ч приводит к увеличению зоны рыхления щелевателем, ширины щели, выносу крупных почвенных фракций на необработанные полосы. Это приводит к потере почвенной влаги, заделке стерни и измельченных растительных остатков в почву и необходимости проводить дополнительную технологическую операцию в весенний период для разрушения крупных почвенных фракций и засыпания щелей. Для качественного выполнения технологической операции щелевание при таких почвенных условиях необходимо снизить скорость движения агрегата до 5–6 км/ч. Снижение скорости движения агрегата с 7 до 5 км/ч снижает производительность, при этом увеличивается удельный расход топлива.
Решение существующих проблем нами видится в совершенствовании конструктивно-технологической схемы существующих щелевателей почвы, выполняющих технологический процесс в соответствии с агротехническими требованиями и адаптированных к условиям Северного Казахстана.
Таким образом, исходя из выше сказанного, будет рассмотрено несколько вариантов конструктивно-технологических схем, представленных на рисунке 2.
Рис. 2. Варианты конструктивно-технологических схем: 1 — прорезной диск; 2 — щелерез; 3 — загортачи; 4 — прикатывающий каток локального действия
Конструктивно-технологическая схема № 1, представляет собой последовательное расположение прорезного диска 1 и щелереза 2. Схема № 2 — прорезной диск 1, щелерез 2 и прутковый прикатывающий каток 4 локального действия. Схема № 3 — прорезной диск 1, щелерез 2 и загортачи 3 выполненные в виде двух пластин, расположенных под углом 25 град. к направлению движения. Схема № 4 — прорезной диск 1, щелерез 2 и загортачи 3 выполненные в виде двух дисков БДТ расположенных под углом 25 град. к направлению движения. Схема № 5 — прорезной диск 1, щелерез 2 и загортачи 3 выполненные в виде двух игольчатых рабочих органов БИГ, расположенных под углом 25 град. к направлению движения. Схема № 6 — прорезной диск 1, щелерез 2, загортачи 3 выполненные в виде двух пластин, расположенных под углом 25 град. к направлению движения и прикатывающий прутковый каток 4 локального действия. Схема № 7– прорезной диск 1, щелерез 2, загортачи 3 выполненные в виде двух дисков БДТ расположенных под углом 25 град. к направлению движения и прикатывающий прутковый каток 4 локального действия. Схема № 8 — прорезной диск 1, щелерез 2, загортачи 3 выполненные в виде двух игольчатых рабочих органов БИГ, расположенных под углом 25 град. к направлению движения и прикатывающий прутковый каток 4 локального действия.
При проведении исследований по обоснованию конструктивно-технологических схем за критерий оценки будет принято качество выполнения технологического процесса (ширина разрыхленной полосы, ширина щели, глубина обработки, сохранность стерни, высота гребней).
Варианты исследуемых конструктивно-технологических схем будут составляться на лабораторно-полевой установке представленной на рисунке 3.
Рис. 3. Лабораторно-полевая установка
Планируется что, по результатам испытаний будет определена и в дальнейшем обоснована конструктивно-технологическая схема щелевателя, выполняющего технологический процесс щелевания почвы в соответствии с агротехническими требованиями и адаптированного к условиям Северного Казахстана.
- Акшалов К. А. Адаптация технологии No-Till в Северном Казахстане: вопросы, перспективы // Международная конференция, посвященная 20-летию независимости Республики Казахстан: сб. докладов. — Астана: Шортанды, 2011. — С. 157–160.
- Лозюта М., Кабулова Б., Гасанов Х. Исследование обработки почвы щелевым рыхлителем усовершенствованной конструкции // Agricultural Engineering. — 2013. — № Vol. 45 No. 2. — С. 93–102.
- Li Bo, Liu Fanyi, Mu Junying, Chen Jun, Han Wenting. Distinct element method analysis and field experiment of soil resistance applied on the subsoiler // Int J Agric & Biol Eng. — 2014. — № Vol. 7 No.1. — С. 54–59.
Источник
Щелеватель-аэратор для каменистых почв
Владельцы патента RU 2551153:
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Щелеватель-аэратор включает раму, всасывающий патрубок с предохранительной пружиной и щелеватель. К щелевателю неподвижно крепится всасывающий патрубок. К патрубку в нижней части горизонтальной плоскости прикреплена пружина с упорами. Пружина с упорами имеет возможность растяжения, сжатия и изгиба в процессе работы и при деформации насыщать почву воздухом за счет засасывания воздуха из всасывающего патрубка. Такое устройство позволит повысить водопроницаемость почвы, а также насытить почву воздухом, тем самым увеличит урожайность сельскохозяйственных культур. 1 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам щелевания для каменистых почв. Известен щелеватель-кротователь для повышения влагопоглощающей способности почвы (А.Н. Карпенко, А.А. Зеленев, В.М. Халанский. Сельскохозяйственные машины. М.: Колос, 1976, с. 78), рабочий орган которого выполнен в виде ножа-щелереза, заглубляемого на глубину до 40 см и устройства для поделки над щелью водопроницаемых валиков. Недостатком указанного рабочего органа является низкая эффективность борьбы с излишками влаги на поле. Наиболее близким по технической сущности и экономическому эффекту является рабочий орган для щелевания почвы (патент РФ №2010473), включающий установленный перпендикулярно раме нож и шарнирно установленный на тыльной стороне его кротователь, в котором с целью регулирования глубины образования кротовин в зависимости от плотности почвы кротователь закреплен на ноже посредством подпружиненной стойки, установленной с возможностью перемещения вдоль ножа; стойка установлена в Т-образном пазу ножа. Недостатком данного рабочего органа для щелевания является низкая функциональная возможность (т.к устройство не обеспечивает плавное изменение наклона кротовины) и низкая эксплуатационная надежность (пружина, Т-образный паз, который забивается землей). Технической задачей предлагаемого изобретения является создание щелевателя-аэратора для каменистых почв, выполняющего щелевание и насыщение почвы воздухом для повышения урожайности с/х культур. Технический результат — повышение плодородия почвы и, соответственно, урожайности с/х культур. Новизной изобретения является всасывающий патрубок(2), к которому в нижней части горизонтальной плоскости прикрепляется змеевидная пружина (5) с упорами (6), имеющая возможность растяжения, сжатия и изгиба в процессе работы и при деформации насыщать почву воздухом за счет засасывания воздуха из всасывающего патрубка. Устройство щелевателя-аэратора показано схематично на фиг. 1. Щелеватель-аэратор состоит из рамы (1), патрубка всасывающего (2), предохранительной пружины (3), щелевателя (4), змеевидной пружины (5) и упоров (6). Устройство работает следующим образом: щелеватель (4) нарезает щель на определенной глубине. При нарезании щели щелевателем, к которому прикреплена змеевидная пружина (5) с упорами (6), происходит образование кротовины в щели. При деформации змеевидная пружина (5) с упорами (6), контактируя с камнями (7) растягивается, сжимается, изгибается, что создает насосный эффект внутри почвы и воздух засасывается через всасывающий патрубок (2) в почву. Предохранительная пружина (3) при контакте щелевателя-аэратора с большими камнями (7) выполняет две функции: предохраняет устройство от поломок и, растягиваясь, сжимаясь, изгибаясь, насыщает дополнительно почву воздухом за счет засасывания воздуха из всасывающего патрубка (2).
Щелеватель-аэратор для каменистых почв, включающий раму, всасывающий патрубок с предохранительной пружиной и щелеватель, отличающийся тем, что к щелевателю неподвижно крепится всасывающий патрубок, к которому в нижней части горизонтальной плоскости прикреплена пружина с упорами, имеющая возможность растяжения, сжатия и изгиба в процессе работы и при деформации насыщать почву воздухом за счет засасывания воздуха из всасывающего патрубка.
Источник
Увидела у соседа самодельный рыхлитель почвы.Делюсь подробным описанием, как изготовить это полезное в хозяйстве приспособление
Серьёзный и глубоко мыслящий огородник, когда воплощает в жизнь свои мечты по благоустройству грядок, да и при ежедневных работах на участке, не может обходится без широкого набора инвентаря. И это не только моё личное убеждение, а реальная необходимость, подтверждённая практикой многочисленной армии огородников-дачников. Как бы ни был широк набор покупного инвентаря, а ведь арсенал садово-огородных принадлежностей редко обходится без самоделок.
К основным причинам использования именно самодельных инструментов, я отношу, во-первых, надёжность. Если инвентарь сделан «прямыми» руками, с искренней любовью к тому, чем занимаешься, то и инструмент служит долго. А работать с ним и удобнее, и устаёшь меньше. Это, по-моему, «медицинский» факт.
Соотношение цена и качество инструмента
Ну а во-вторых, это стоимость. За те деньги, которые просят в магазине за инструменты, зачастую не купишь вещи адекватного качества. На всём экономят при производстве и на всём накручивают при продаже. Я по крайней мере, вижу ситуацию так. А без инструмента никак нельзя. Без нормального инвентаря пытаться что-то делать на огороде, это какой-то абсурд и издевательство над собой.
Зачем нужен катковый рыхлитель
Вот, к примеру при работах с землёй весной, да и не только весной, возникает необходимость разрушать почвенную корку . А делать это граблями не всегда удобно и небезвредно. Сохраняется риск вырвать или обломать неокрепшие всходы . Тут в самый раз подойдёт катковый рыхлитель. Он разрушит и раздробит почвенную корку , не сдвигая с места саму землю.
Что присмотрела у соседа
Классную штуковину на эту тему я видела у соседа. Он большой молодец, рукодельник, да и вообще мастер на все руки. Самодельный рыхлитель, который он смастерил не очень эстетичный, но вид имеет основательный и надёжный . Фото катка в этот раз нет, так как была без телефона, а специально фотографировать заходить, как-то не очень. Будет возможность сфотографирую и выложу, если кому будет интересно. Но зато он подробно рассказал, как смастерил, а я запомнила. И хочу поделится с Вами этим «рецептом».
Как смастерить рыхлитель
От тяжёлого, дубового бревна надо отрезать каток (шайбу) длинной 15 см и диаметром 17-20 см. С торцов стянуть стальной проволокой (вязальной, какой связывают арматуру). В центре просверлить отверстие диаметром 12 мм, туда вставим ось рыхлителя.
Отступив от краёв по 1 см, вбиваем длинные гвозди. Лучше взять 120 мм длиной. Вбиваем гвозди в шахматном порядке. Расстояние между гвоздями около 3 см. В первом ряду я насчитала 5 штук гвоздей, во втором 4, потом снова 5. Получилось 72 зуба (вбитых гвоздя). Шляпки у гвоздей кусачками откусили. Получилось, что гвозди-зубья торчат из катка примерно сантиметров на 7.
Источник
Щелеватель почвы своими руками
В пору весенних полевых работ каждый агроном пытается как можно дольше сохранить влагу до посева. Ученые Костанайского филиала «КазНИИМЭСХ» разработали щелеватели, которые не только помогут ее сохранить, но и позволят сэкономить средства на их приобретение по сравнению с импортными аналогами.
Зимние осадки после таяния снега плохо впитываются в необработанный поверхностный слой из-за его переуплотнения. Как следствие, талые воды стекают и собираются в понижениях, образуют лиманы и озера, чаще всего прямо на полях. Ситуация усугубляется повсеместным отказом от механических разноглубинных обработок (технология нулевой обработки) при слабом накоплении измельченных пожнивных остатков на поверхности поля.
Щелеватель Zone-Builder 110
Нулевой в помощь
Мульчирующий защитный слой на поверхности поля начинает интенсивно работать при накоплении измельченной соломенной мульчи свыше пяти тонн на гектаре. Для накопления такой массы требуется длительный период. В Северном Казахстане большинство хозяйств работает по минимальной технологии. Некоторые хозяйства осваивают элементы нулевой технологии. При этом сталкиваются с проблемами существенного самоуплотнения почвы и уменьшения накопления влаги.
Исследованиями ученых НПЦ ЗХ им. А. И. Бараева установлено, что при всей эффективности технологии No-till на слабо склонных землях, а их в регионах Северного Казахстана 80% от общей площади, на которой возделывают зерновые культуры, необходима модификация ее применения. Модификация предполагает применение щелевания поперек склонов.
По словам Юрия Полищука, заведующего лабораторией механизации возделывания и уборки кормовых культур Костанайского филиала «КазНИИМЭСХ», интенсивное таяние снега весной способствует стоку талых вод вниз по склону, что приводит к потере влаги и возникновению водной эрозии.
– Обеспечить интенсивное накопление влаги от зимних осадков на полях можно за счет щелевания почв на глубину 30-35 см. При этом на поверхности поля остается до 80-90% нетронутой стерни и разрыхленные полосы шириной 35-50 см с междурядьем 80 см, способствующие накоплению влаги в почве. Данный агротехнический прием позволяет накопить и сохранить почвенную влагу, предотвратить возникновение ветровой и водной эрозий и повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 25-30%.
Отечественные разработки
– В настоящее время на рынке предлагаются различные машины мировых флагманов сельскохозяйственного машиностроения, таких как «Case», «Zone-Builder» фирмы «Unverferth» и «Till-Ripper» фирмы «JohnDeere» (США), «Salford» (Канада). Основными недостатками машин дальнего зарубежья является высокая первоначальная стоимость их приобретения и значительные затраты на запасные части, необходимые в процессе эксплуатации.
– Костанайский филиал «КазНИИМЭСХ» предлагает сельскохозяйственному производству отечественные полуприцепные и навесные щелеватели почвы ЩП-9 (11), ЩН-7 (9) к тракторам с мощностью двигателя от 280 до 500 л.с., – говорит Алексей Дерепаскин, заведующий лабораторией разработки комбинированных орудий Костанайского филиала «КазНИИМЭСХ».
Щелеватель ЩП-9
– Их стоимость в 1,5-2 раза ниже предлагаемых на рынке, при этом по качеству выполнения технологического процесса не уступают существующим аналогам. Использование в конструкции сменных рабочих органов производства стран СНГ в 2-3 раза снижает эксплуатационные затраты.
Все щелеватели выполнены по одной технологической схеме, включающей дисковый рабочий орган для разрезания почвы и растительных остатков, установленный перед щелерезом, за которым располагается прикатывающий каток.
Одобрено производством
В 2014 году щелеватели ЩП-9 и ЩП-11 проходили производственную проверку на полях хозяйств Костанайской области – ТОО «Каркын» и ТОО «АФ Карабатыр». А в 2015 году по заказу ТОО «Железнодорожное» и ТОО «Им. Карла Маркса» были изготовлены навесные щелеватели ЩН-7 и ЩН-9. Конструкторы и научные сотрудники института вели наблюдение за работой навесных щелевателей и продолжали следить за работой полуприцепных щелевателей ЩП-9 и ЩП-11 на полях ТОО «Карабатыр» и КХ «Жанахай». В общей сложности наблюдение велось за тремя полуприцепными щелевателями ЩП-9, ЩП-11 и десятью навесными ЩН-7. Объем выполненных работ на щелевании стерневых фонов за два года составил порядка 5 тыс. гектаров Благодаря тесному сотрудничеству конструкторов, научных сотрудников института и специалистов агрономической и инженерных служб перечисленных ТОО, были выявлены и устранены недостатки в конструкции полуприцепных и навесных щелевателей.
Щелеватели ЩН-7(9) и ЩП-9(11) адаптированы к почвенным условиям РК, они качественно выполняют технологический процесс щелевания стерневых фонов и старовозрастных многолетних трав.
Проведена сравнительная оценка щелевателя ЩП-9 и импортного аналога в одинаковых почвенных условиях. Средняя твердость почвы составляла 7,8 МПа. После прохода щелевателя ЩП-9 на глубину 30 см (прорезной диск работал на глубине 10 см) сохранность стерни на поверхности поля составила 84%, а ширина разрыхленной полосы – 45 см.
После прохода импортного аналога, где глубина щелевания была 30 см, а глубина хода прорезного диска 3 см, сохранность стерни на поверхности поля составила 60%, а ширина разрыхленной полосы – 63 см.
Снижение сохранности стерни приводит к малому накоплению снега на поле и более интенсивному испарению накопленной влаги в весенний период. При твердости почвы свыше 6 МПа на щелевателях дальнего зарубежья срабатывают предохранительные пальцы или механизм подпружинивания на стойках и прорезных дисках. Это приводит к тому, что не выполняются заданные параметры по глубине обработки и снижаются показатели качества выполнения технологического процесса.
– На отечественных щелевателях рабочие органы устанавливаются в специальные кронштейны, которые воспринимают силовую нагрузку. Поэтому они успешно работают при твердости почвы до 9 МПа, – поясняет Алексей Иванович, заведующий лабораторией Костанайского филиала «КазНИИМЭСХ».
– Таким образом, производственный опыт использования щелевателей в различных почвенных условиях показал эффективность технологической операции «щелевание» для накопления и сохранения влаги в почве. Отечественные щелеватели ЩП-9(11) и ЩН-7(9) по качеству выполнения технологического процесса превосходят импортные аналоги и обеспечивают снижение эксплуатационных затрат.
Мнения фермеров
Виктор Будник, инженер ТОО «Им. Карла Маркса» (Костанайский район, Костанайская область):
– В нашем хозяйстве работали 3 агрегата ЩН-7. В процессе работы мы столкнулись с недоработками, на которые указали разработчикам данных щелевателей. Возникли проблемы с прикатывающими катками и разрезными дисками. При проводимых полевых работах не выдерживали болты крепления разрезных дисков к ступице. Импортных щелевателей в хозяйстве у нас нет, поэтому сравнивать пока не с чем. Проводили испытания и на сильно уплотненных почвах. Выработку дают, если, конечно, не ломаются. Пока трудно говорить однозначно об их эффективности. Все зависит, насколько качественно устранят проявившиеся при испытании недоработки. Если взять в процентном соотношении эффективность данных орудий, я бы дал оценку 50 на 50.
Евгений Пигарев, глава крестьянского хозяйства «Жанахай» (Федоровский район, Костанайская область):
– Щелевание в наших условиях – это необходимый агроприем, а тем более, если вы применяете ресурсосберегающую технологию. В связи с тем, что у нас очень уплотненные почвы, его рекомендуется проводить раз в 3-4 года. Есть почвы, на которых необходимо прибегать к данному агроприему через 2 года. Если щелеватель ЩП или ЩН применять по высокой стерне, то снег, который накопится, не скатится куда-то в лиманы, а впитается при таянии. Поэтому щелеватели такого плана очень хороши для накопления влаги. Что касается недостатков, можно сказать, что у щелевателя были «детские болезни», как у всех орудий, которые вновь изготавливаются. Для этого и проводились производственные испытания, где эти недостатки были выявлены и ликвидированы. Если сравнивать щелеватель и чизельный плуг, то орудия в своем назначении похожи. Но одно отличие все же есть – как производит данную щель орудие. Щелеватель ЩН-7(9) оставляет практически 90% стерневых остатков, он их не ликвидирует. В нашем хозяйстве мы делаем кулисы очесывающими жатками, и вся стерня остается сохраненной. А вот чизель практически ликвидирует пожнивные остатки, потому что, кроме того, что он делает щель, он еще и поднимает эту землю. Хотя чизель – тоже прекрасное орудие, но есть между ними все же разница.
После работы всех щелевателей есть проблема – это весной, если остается много соломы, ничем не пройдешь на этом поле. После любого щелевателя талая вода устремляется в щель и как бы создает определенную лунку. При посеве она очень мешает, и ее необходимо выравнивать. У чизеля эта лунка получается ярко выраженной. У ЩП-11 это происходит в меньшей степени. Дело в тонкой стойке, которая не приподнимает вверх верхний слой почвы. И самое главное – они расположены не в шахматном порядке, а в ряду. Когда все стойки одновременно входят в землю на 30-35 см, получается внутренний взрыв земли (земля приподымается вверх) и она вся растрескивается.
Аналогичные орудия зарубежного производства («Рипер», «Лемкен» и др.) очень дорогостоящие. Все предназначены для щелевания и превращают стерневые остатки в черную землю. Никакой стерни после них не остается. Тем самым мы лишаемся дополнительного накопления снега. Сегодня щелеватель ЩП-11 НА 8,8 метров стоит 6 млн тенге, а импортное орудие порядка 20 млн тенге. Каждый фермер должен сам определиться, что ему необходимо. Сегодня у меня на полях продуктивной влаги после работы щелевателя в 2-3 раза выше, чем там, где не проводились данные операции. Соответственно, это скажется и на урожайности. А что касается недоработок, к ним каждый относится по-разному. Я приобретаю сразу два комплекта долот, которыми снабжено данное орудие. Цена за эти долота – 2 тыс. тенге, а за импортные нужно заплатить 10 000, а то и 15 000 тенге.
Александра Губерт
по материалам Костанайского филиала «КазНИИМЭСХ»
Источник