Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ УХОДОВ ЗА ЛЕСНЫМИ КУЛЬТУРАМИ

Лысыч М.Н. 1 Шабанов М.Л. 1 Хорольский Н.А. 1
1 ФГБОУ ВПО «Воронежская Государственная лесотехническая академия»
В статье обосновывается актуальность проведения агротехнических уходов за лесными культурами и дается классификация дисковых орудий, используемых для их осуществления. Рассматриваются конструкции отечественных и зарубежных орудий используемых для проведения агротехнических уходов и орудия имеющие перспективы подобного применения. Приведены основные технические характеристики почвообрабатывающих орудий: варианты агрегатирования, ширина захвата, диаметр дисковых рабочих органов, угол атаки рабочих органов, глубина обработки, тип предохранительного механизма, масса. Дается описание конструкций и назначения почвообрабатывающих орудий. По каждому орудию проведен критический анализ и сделаны выводы о возможности его применения в условиях нераскорчеванных вырубок. На основе проведенного анализа сформулированы требования к орудиям данного класса.
борона
культиватор
лесная вырубка
агротехнический уход
обзор
1. Бартенев, И. М. Система машин для лесного хозяйства и защитного лесоразведения [Текст] : учеб. пособие / И. М. Бартенев, М. В. Драпалюк, М. Л. Шабанов ; ВГЛТА – Воро-неж, 2010. – 215 с.
2. Бартенев И.М. Влияние геометрических параметров универсального почвообрабатываю-щего орудия на его эффективность [Текст] / И. М. Бартенев, И.В. Попов // Лесотехнический журнал – 2014. – Т. 4. № 2. – С. 197-203.
3. Бартенев И.М. Аналитические исследования рыхлительно-подрезающих лап культиватора для питомников [Текст] / И.М. Бартенев, В.И. Казаков, И.В. Казаков // Лесотехнический журнал – 2011. – № 1. – С. 17-21.
4. Дисковые бороны Maschio Gaspardo [Электронный ресурс] / URL: http://www.gaspardo-voronezh.ru/catalog/diskovie-boroni-maschio-gaspardo.html Загл. с экрана. (дата обращения: 27.09.2014)
5. Культиватор садовий міжрядний КЛД-1,8 М-Р [Электронный ресурс] / URL: http://poltavskaya-obl.prom.ua/p3596038-kultivator-sadovij-mzhryadnij.html Загл. с экрана. (дата обращения: 27.09.2014)
6. Продукция. Дисковые бороны [Электронный ресурс] / URL: http://quivogne.pro/disk_boroni%20FleauxFleaux.html Загл. с экрана. (дата обращения: 27.09.2014)
7. Шабанов М. Л. Комбинированный культиватор для проведения агротехнических уходов на вырубках [Текст] / М. Л. Шабанов, М. Н. Лысыч, В. В. Романов // Молодой ученый. – 2014. – №9. – С. 225-227.
Проведение агротехнических уходов за лесными культурами является одной из важнейших стадий лесовосстановления. Ненадлежащее их проведение или полное отсутствие ставит под угрозу сохранность культур. Это особенно актуально в начальный период развития. Для проведения агротехнических уходов наиболее часто используются дисковые орудия, так как они хорошо приспособлены к работе в условиях сильно задернелых и насыщенных препятствиями лесных почв.

Выделим два основных класса дисковых орудий применяемых для проведения уходов:

  • дисковые бороны – предназначены для разделки пластов после вспашки на открытых площадях и раскорчеванных вырубках, поверхностной обработки почвы на вырубках с пониженными пнями, междурядной обработки почвы в лесных насаждениях и садах;
  • дисковые культиваторы – предназначены для проведения уходов в рядках и междурядьях лесных культур.

В дисковых боронах и культиваторах применяется как батарейное, так и индивидуальное размещение рабочих органов. Диски бывают сплошные и вырезные. Первые применяют на культиваторах и некоторых дисковых боронах; вторые – на тяжелых дисковых боронах [1].

Специфика использования почвообрабатывающих орудий в условиях лесного хозяйства заключается в том, что в почве, в подавляющем большинстве случаев, присутствуют препятствия в виде пней, корней, порубочных остатков, что значительно усложняет эксплуатацию техники. Дадим обзор конструкций дисковых орудий, применяемых в лесном хозяйстве при проведении уходов или имеющих перспективы к такому использованию.

Наиболее распространенным орудием для осуществления агротехнических уходов является лесной бороздной культиватор КЛБ-1,7 (рис. 1, а). Он состоит из рамы с навесным устройством, двух секций дисковых батарей, включающих по 4 сферических диска и пружинный предохранительный механизм. К недостаткам данного культиватора следует отнести невысокую степень уничтожения сорной растительности при малых углах атаки дисков. Это компенсируется совершением повторного прохода, что ведет практически к удваиванию материальных и временных затрат, а также процента повреждаемых культур.

При углах атаки дисков в 30°, обеспечивается приемлемое качество работы, однако несовершенство конструкции предохранительного механизма не позволяет эффективно преодолевать препятствия высотой даже в 5 см, что значительно снижает область его применимости, качество работы и производительность. Снижение качества работы также обуславливается тем, что при переезде через надземные препятствия происходит частичное или полное выглубление всего культиватора. Это приводит к образованию значительного пропуска и уводу орудия в сторону, за счет врезания дисков в поверхность пня. Последствием такого отклонения является повреждение культур, т. к. в момент схода с пня рабочие органы культиватора находятся непосредственно над рядком культур [4].

Культиватор дисковый марки КЛД-1,8 МР (рис. 1, б) более современный вариант культиватора КЛБ 1,7, отличающийся лишь компоновкой предохранительного механизма и отсутствием балластных ящиков. Все недостатки также аналогичны [5].

Рис. 1. Лесные дисковые культиваторы
а – КЛБ-1,7; б – КЛД-1,8 МР

Таблица 1

Технические характеристики культиваторов КЛБ-1,7 и КЛД-1,8 МР

 

КЛБ-1,7

КЛД-1,8 МР

Агрегатирование

трактор 1,4 – 3 т.с.

трактор 1,4 – 3 т.с.

Ширина захвата, м

1,7

1,8

Диаметр дисков, мм

510

510

Угол атаки, град

0…30

0…30

Глубина обработки, см

6…12

6…12

Тип предохр. механизма

пружинный

пружинный

Масса, кг

510

510

Прицепная дисковая борона Fleaux-Fleaux-APFL-FF (рис. 2, а) компании QUIVOGNE предназначена для обработки целинных и залежных, сильно закустаренных земель. Агрегатируется с тракторами мощностью 120…240 л.с.

В бороне используются диски APFL Fleo Fleo. Форма дисков обеспечивает интенсивное резание почвы и позволяет работать на глубине до 25 см. Диаметр дисков 810 мм, толщина дисков 10 мм. Возможно изменение угла атаки дисков.

Данную борону можно эффективно использовать на заросших кустарником и молодой древесной порослью сельскохозяйственных участках. Применение на нераскорчеванных вырубках не представляется возможным из-за высокой вероятности поломок рабочих органов при наезде на крупные препятствия. Это связано с тем что рабочие органы не имеют предохранительных механизмов и при наезде на препятствие практически весь вес орудия будет приходится на один диск.

По выполняемым функциям и области применимости на проведении агротехнических уходов борона Fleaux-Fleaux-APFL-FF аналогична отечественной бороне БДН-3А, однако использование дисков, обеспечивающих более интенсивное резание увеличивает ее эффективность при обработке сильно закустаренных участков [6].

Тяжелая дисковая борона UFO (рис. 2, б) компании Gaspardo предназначена для обработки целинных и залежных, сильно закустаренных земель насыщенных крупными каменистыми включениями. Предохранительный механизм бороны с вибрирующей в трех плоскостях пружиной обеспечивает защиту ступицы и диска от повреждений, которые возникают в результате встречи с камнями или другими препятствиями. Во время работы пружина создает эффект непрерывной вибрации, что улучшает обработку почвы.

Тяжелая дисковая борона UFO по своей конструктивной схеме достаточно близко приближается к требованиям, которые предъявляются к орудиям для проведения уходов в условиях нераскорчеванных лесных вырубок. Наличие индивидуальных предохранительных механизмов позволит ей преодолевать пни пониженные до уровня почвы. Отсутствие избыточного веса, а соответственно и сравнительно небольшой глубины обработки ставит ее на одну ступень с лесными культиваторами. Однако из-за большой ширины захвата, она плохо вписывается в существующие технологии лесовосстановления с понижением пней, в которых расстояние между рядами культур составляет 3…4 м [4].

Таблица 2

Технические характеристики дисковых борон Fleaux-Fleaux-APFL-FF и UFO

 

Fleaux-Fleaux

UFO

Агрегатирование

трактор 120…240 л.с.

трактор 250…320 л.с.

Ширина захвата, м

2,0

4,0

Диаметр дисков, мм

810

610

Угол атаки, град

10, 20, 30

10, 20, 30

Тип предохр. механизма

–––

пружинная стойка

Глубина обработки, см

до 25

6…12

Вес, кг

2930

1690

Культиватор КРТ-3 (рис. 3, а) предназначен для проведения агротехнических уходов в междурядьях лесных культур и методом седлания рядка. Он состоит из телескопической рамы двух опорных колес, сферических дисков, установленных на переднем брусе рамы, лемешных рабочих органов – на заднем брусе рамы и четырехзвенных предохранительных механизмов.

Рабочие органы присоединены к поперечным брусьям рамы шарнирно и снабжены предохранительными механизмами пружинного типа. Пружины предохранителей позволяют преодолевать препятствия высотой до 16 см при глубине обработки 12 см.

Уничтожение сорной растительности за один проход составляет 86 %, а молодой поросли второстепенных лиственных пород 81 %, что более чем в два раза выше по сравнению с культиватором КЛБ-1,7. Практически не наблюдается забивание как дисковых, так и лемешных рабочих органов и культиватора в целом почвой и растительностью. При преодолении пней рама культиватора не испытывает заметных вертикальных и горизонтальных колебаний. Это обеспечивает низкую повреждаемость культур 0,64 против 5,7 % у КЛБ-1,7 и устойчивость по глубине обработки, которая составляет 10…12 см [2, 3].

Использование культиваторов подобной конструкции на проведении уходов методом седлания рядка также возможно лишь при ровном профиле поверхности рядка. А применённая конструкция пружинных предохранительных механизмов ограничивает область его применения вырубками с пониженными пнями [7].

Тяжелая дисковая борона для лесного хозяйства Тimberdisc (рис. 3, б) компании Gregoire Besson создана специально для работы в условиях леса. Она способна выполнять следующие задачи: плужная подготовка нераскочеванных вырубок к лесовосстановлению; проведение агротехнических уходов за лесными культурами; прокладка противопожарных полос.

На бороне возможна установка различных видов дисков на выбор: диск зубчатый (Ø 660, толщ. 8 мм и Ø 710, толщ. 10 мм); бич-диск (Ø 810, толщ. 10 мм).

Выбор дисков зависит от вида выполняемых работ. Зубчатый диск Ø 660 мм работает на глубину 15…20 см и выполняет поверхностную обработку. Он устанавливается только на компактную модель с рабочей ширина 2,00 м и зачастую используется для регулярного агротехнического ухода.

Зубчатый диск Ø 710 мм – многоцелевой, работает на глубину 20…25 см.

Бич-диск Ø 810 мм предназначен для основной обработки почвы на глубину 25…30 см с интенсивным резанием и измельчением растительных остатков и обеспечением их однородного перемешивания с почвой [1].

Данное орудие обладает высокой надежность при работе в условиях вырубок, однако, большой вес орудия, обеспечивающий требуемую глубину обработки при вспашке, будет избыточен при работе в режиме культиватора. Также стоит отметить высокую стоимость орудия.

Таблица 3

Технические характеристики дисковой бороны ТIMBERDISC и культиватора КРТ-3

 

КРТ-3

ТIMBERDISC

Агрегатирование

трактор 3 т.с.

трактор 110 – 180 л.с.

Ширина захвата, м

1,8…3

2,2

Диаметр дисков, мм

510

660, 710, 810

Угол атаки, град

10, 20, 30

30

Глубина обработки, см

10…12

15…30

Тип предохр. механизма

пружинный

Пневмогидравл. пружинный

Вес, кг

1180

2100

Выводы: Исходя из анализа представленных конструкций, можно сформулировать требования к орудию, которое должно эффективно осуществлять агротехнические уходы в условиях нераскорчеванных вырубок при высоте пней до 25…30 см.

1. Рабочие органы – сферические диски устанавливаемые с углами атаки 25…30° или лемешные рабочие органы с небольшой шириной захвата и обязательным наличием пластинчатого ножа, защищающего его носок.

2. Расположение рабочих органов – раздельное, с обязательным наличием индивидуальных предохранительных механизмов и батарейное при условии невысокого общего веса секции.

3. Количество рядов рабочих органов – один ряд, при углах атаки сферических дисков не менее 30° и достаточно легких условиях эксплуатации; два ряда, для достижения оптимального силового баланса орудия и высоких агротехнических показателей в различных условиях.

4. Тип предохранительного механизма – пружинные для немассивных рабочих органов, пневмогидравлические для массивных рабочих органов и в случае батарейного их расположения.

5. Общие характеристики орудия: ширина захвата – 2…3 м; нагрузка на диск – 80…100 кг; общий вес – не более 700 кг однобрусные и 1600 кг двухбрусные орудия; агрегатирование – тракторы 1,4 т.с. для однобрусных и 3,0 т.с. для двухбрусных орудий.

Рецензенты:

Афоничев Д.Н., д.т.н., заведующий кафедрой электротехники и автоматики, профессор Воронежского государственного аграрного университета императора Петра I, г. Воронеж;

Попиков П.И., д.т.н., профессор кафедры механизации лесного хозяйства Воронежской государственной лесотехнической академии, г. Воронеж.


Библиографическая ссылка

Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Хорольский Н.А. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ОРУДИЙ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ УХОДОВ ЗА ЛЕСНЫМИ КУЛЬТУРАМИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=17248 (дата обращения: 19.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074