АГРЕГАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕЖДУРЯДИЙ И ПРИСТВОЛЬНЫХ ПОЛОС ПЛОДОВЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ТЕРРАСИРОВАННЫХ СКЛОНАХ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к агрегатам, применяемым для механизации работ в садоводстве и может быть использован для скашивания растительности в междурядьях, рыхления почвы в приствольных полосах и перемещения измельченной травяной массы в приствольные полосы плодовых насаждений.
Уровень техники
Залужение междурядий с мульчированием приствольных полос является наиболее перспективной системой содержания почвы в интенсивных садах. Оно способствует сохранению и улучшению физико-механических характеристик почвы. Мульчирование приствольных полос является эффективным агротехнологическим приемом в борьбе с сорной растительностью и позволяет сократить нормы внесения гербицидов, также препятствует испарению влаги, способствует ее накоплению и удержанию в почве, что особенно актуально для климатических условий Крыма и юга России. Мульчирующий материал перегнивает, выступая в роли органического удобрения, что снижает нормы внесения минеральных удобрений. В качестве мульчирующего материала рационально использовать траву, скошенную в междурядьях. Одним из главных условий применения такой технологии является постоянное скашивание травостоя.
Применение косилочных устройств, для целей мульчирования растительности позволяет наиболее полно реализовать дерново-перегнойную систему содержания почвы в садах, направленную на сохранение и повышение естественного плодородия почвы.
В настоящее время остро стоит вопрос ускоренного создания гумусового слоя в приствольных полосах плодовых деревьев, улучшения водного и пищевого режима плодовых деревьев на склоновых землях.
Внедрение интенсивной технологии в производство затрудненно из-за отсутствия средств механизации, способных выполнять технологический процесс в соответствии с агротребованиями, обеспечивать качественный срез, измельчение травяной растительности, укладку и смешивание мульчматериала с почвой в приствольных полосах плодовых деревьев при одновременном покрытии ряда плодовых деревьев мульчматериалом.
Известны различные конструкции косилок-измельчителей, применяемые в садоводстве для обработки междурядий: КИУ-2А; КРС-2,5С; КДС-1,2; КР-2,5; КРС-1,5-3; ИКС-1,5А, КИС-1,5 [1].
-1
К недостаткам известных косилок-измельчителей следует отнести относительно низкую частота вращения ротационного рабочего органа (540…840 мин), недостаточное измельчение травяной растительности, невозможность транспортирования измельченной массы в приствольные полосы плодовых деревьев.
Известна косилка-измельчитель, содержащая раму, навесное устройство, опорные колеса, два ротора с ножами, снабженные лопастями, кожуха, выполненная виде улитки с выходным отверстием, систему конических редукторов, привод от ВОМ трактора [2].
Недостатком данной косилки-измельчителя является высокая энергоемкость процесса измельчения, забивание кожуха измельченной травяной растительностью, невозможность рыхления приствольных полос плодовых деревьев.
Известна роторная косилка для слаборослых садов, содержащая раму, присоединенная к навесному устройству, с возможностью бокового смещения от продольной оси трактора, самоустанавливающиеся колеса, блок роторов, имеющие различные диаметры, ножи, снабженные лопастями, привод роторов от гидромотора [3].
Недостатком данной роторной косилки является относительно низкая частота вращения ротационного рабочего органа, различные диаметры роторов приводят к увеличению металлоемкости и энергоемкости процесса измельчения, невозможность рыхления приствольных полос плодовых деревьев.
Наиболее близким по техническому и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является установка для создания гумусового слоя в приствольных полосах деревьев в садах на террасах и галечниковых землях, состоящая из рамы, трех секций рабочих органов, клиноременных и цепной передач, механизмов натяжения ремней и цепи, рыхлителя активного действия, механизма привода от ВОМ трактора, навесного устройства и опорных лыж [4].
К недостаткам известной установки для создания гумусового слоя в приствольных полосах деревьев в садах на террасах и галечниковых землях следует отнести невозможность транспортирования измельченной травяной растительности в ряд плодовых деревьев.
Для обработки междурядий и приствольных полос плодовых насаждений на террасированных склонах необходимо разработать агрегат, состоящий из косилки-измельчителя и рыхлителя активного действия, позволяющие качественно выполнять несколько взаимосвязанных технологических операций: обеспечивать качественный срез, измельчение травяной растительности в междурядьях, укладку и смешивание мульчматериала с почвой в приствольных полосах при одновременном покрытии ряда плодовых деревьев мульчматериалом.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является обработка междурядий и приствольных полос плодовых насаждений на террасированных склонах путем одновременного выполнения мульчирования травяной растительности в междурядьях, транспортирования, укладки и смешивания мульчматериала с почвой в приствольных полосах при одновременном покрытии ряда плодовых деревьев мульчматериалом.
Технический результат предлагаемой полезной модели сводится к повышению плодородия почвы, улучшению качественных показателей мульчирования травяной растительности, смешивания мульчматериала с почвой в приствольных полосах и транспортировки мульматериала в ряд плодовых деревьев.
Технический результат достигается тем, что установка содержит раму, три секции рабочих органов, клиноременные и цепные передачи, механизмы натяжения ремней и цепи, рыхлитель активного действия, механизм привода от ВОМ трактора, навесное устройство и опорные лыжи.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Предлагаемая конструкция включает в себя три секции рабочих органов, центры которых располагаются на одной линии, смещенные в горизонтальной плоскости против направления движения, образуя угол атаки, при этом в верхней части рабочих органов установлены приводные шкивы, имеющие различные диаметры, обеспечивающие передаточные отношения 1,4; 1,0; 0,8, изменяющие частоту вращения ножей в зависимости от частоты вращения выходного вала редуктора, а в нижней части установлены измельчители с ножами, при этом к измельчителям жестко прикреплены лопасти, имеющие дугообразную форму с уменьшением высоты от центра вращения к периферии, причем ножи рабочих органов вращаются по часовой стрелке с разными окружными скоростями 49, 68 и 81 м/с, увеличиваясь в направлении ряда деревьев.
Посередине бокового кожуха, расположенного возле ряда плодовых деревьев, сделано выходное окно с отражателем, при этом отражатель наклонен под углом 45°.
Режущая кромка П-ого ножа рыхлителя активного действия выполнена с наклоном равная 60° с внутренней заточкой под углом 30°.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана конструктивно-технологическая схема агрегата для обработки междурядий и приствольных полос плодовых насаждений на террасированных склонах, на фиг. 2 показан общий вид рабочего органа, на фиг. 3 показан боковой кожух с выходным окном и отражателем, на фиг. 4 показан рыхлитель активного действия.
Осуществление полезной модели
Изображенный на фиг. 1 агрегат для обработки междурядий и приствольных полос плодовых насаждений на террасированных склонах состоит из рамы 1, трех секций рабочих органов 2, 3 и 4, клиноременных 5 и цепной 6 передач, механизмов натяжения 7, 8 ремней и цепи, рыхлителя активного действия 9, механизма привода от ВОМ трактора 10, навесного устройства 11 и опорных лыж 12.
-1
Механизм привода рабочих органов 2, 3 и 4 выполнен в виде редуктора 13 (от легкового автомобиля ВАЗ), жестко прикрепленный в передней части рамы 1 и обеспечивающий частоту вращения выходного вала (на фиг. не показан) равной 2100 мин. На выходном вале (на фиг. не показан) редуктора 13 последовательно установлены ведущий шкив 14 и ведущая звездочка 15, которые посредством клиноременных 5 и цепных 6 передач связаны с ведомыми шкивами 16 привода рабочих органов 2, 3, 4 и ведомой звездочкой 17 привода рыхлителя активного действия 9, а входной вал редуктора 13 (на фиг. не показан) соединен с ВОМ трактора посредством карданного вала (на фиг. не показан).
Центры рабочих органов 2, 3 и 4 располагаются на одной линии, смещенные в горизонтальной плоскости против направления движения, образуя угол атаки, при этом в верхней части рабочих органов 2, 3 и 4 установлены приводные шкивы 16, имеющие различные диаметры, обеспечивающие передаточные отношения 1,4; 1,0; 0,8, изменяющие частоту вращения ножей в зависимости от частоты вращения выходного вала редуктора 13, а в нижней части установлен измельчитель 18 с ножами 19, при этом к измельчителю 18 (фиг. 2) жестко прикреплены лопасти 20, имеющие дугообразную форму с уменьшением высоты от центра вращения к периферии, причем ножи 19 рабочих органов 2, 3 и 4 вращаются по часовой стрелке с разными окружными скоростями 49, 68 и 81 м/с, увеличиваясь в направлении ряда деревьев (параметры скорости вращения ножей выбраны конструктивно для улучшению качественных показателей мульчирования травяной растительности и получения устойчивого воздушного потока для подачи мульчматериала в приствольные полосы и в ряд плодовых деревьев).
Посередине бокового кожуха 21, расположенного возле ряда плодовых деревьев сделано выходное окно 22 с отражателем 23, при этом отражатель наклонен под углом 45° (на фиг. 3).
Режущая кромка П-ого ножа 24 рыхлителя активного действия (фиг. 4) выполнена с наклоном равная 60° с внутренней заточкой под углом 30° (параметры наклона режущей кромки и угла заточки плоского ножа выбраны конструктивно для снижения тягового сопротивления при рыхлении грунта).
Агрегат работает следующим образом.
-1
Заехав в междурядья сада, механизатор постепенно опускает установку на поверхность почвы и включает ВОМ трактора, при этом крутящий момент от ведущей звездочки 15 редуктора 13 через цепную передачу 6 передается на ведомую звездочку 17, при этом П-ый нож 24 рыхлителя активного действия 9, вращаясь с частотой 400 мин заглубляется на заданную глубину рыхления приствольной полосы плодовых деревьев.
Включив рабочую передачу трактора, механизатор начинает процесс скашивания травяной растительности в междурядьях сада и рыхления приствольных полос, при этом крутящий момент от ведущего шкива 14 редуктора 13 посредством клиноременных передач 5 передается к ведомым шкивам 16 привода рабочих органов 2, 3 и 4 и жестко связанные с ними измельчители 18 с ножами 19, вращаясь в горизонтальной плоскости по часовой стрелке с разными окружными скоростями скашивают и измельчают травяную растительность в мульчматериал.
При вращении измельчителей 18 с установленными на них лопастями 20 создается воздушный поток (на фиг. не показан), который поднимает примятый травостой, способствуя улучшению качества кошения. Под действием воздушного потока и центробежных сил (на фиг. не показаны) мульчматериал транспортируется в правую сторону агрегата и отражаясь от бокового кожуха 21 и опорной лыжи 12 часть мульчматериала покрывает разрыхленный участок приствольной полосы деревьев, а другая большая часть мульчматериала через выходное окно 22, попадая на отражатель 23 равномерно покрывает ряд плодовых деревьев.
Таким образом, осуществляется конвейрно-технологический процесс, с одной стороны - скашивание травянной растительности в междурядьях, превращая ее в мульчматериал, с другой - рыхление и перемешивание мульчматериала с почвой в приствольной полосе и покрытие мульчматериалом ряда плодовых деревьев, при этом формируется гумусовый слой в приствольной полосе плодовых деревьев, угнетается рост сорняков в ряду плодовых деревьев, улучшается водный и пищевой режимы деревьев, создаются благоприятные условия для развития микробиологических процессов в почве, повышающих их плодородие.
Опытный образец агрегата для обработки междурядий и приствольных полос плодовых насаждений на террасированных склонах изготовлен и испытан в ОПХ ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова» и показал высокие качества обработки междурядий и приствольных полос плодовых деревьев.
Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- способность мульчирование травяной растительности, транспортировки и укладки мульчматериала на разрыхленные участки в приствольных полосах молодых деревьев;
- способность ускоренного создания гумусового слоя в приствольных полосах плодовых деревьев;
- способность угнетения роста сорняков в ряду плодовых деревьев;
- способность улучшения водного и пищевого режима плодовых деревьев и повышения плодородия почв.
- способность снизить энергозатраты, за счет совмещения нескольких операций: мульчирование, рыхление и смешивание мульчматериала с почвой в приствольных полосах и покрытие мульчматериалом ряда плодовых деревьев, за один проход установки.
Источники информации
1. Машины для механизации работ в садоводстве. Каталог техники / под общей редакции И.М. Куликова. - М.: РАСХН. - 2005. - 81 с.
2. Пат. 157023 Российская Федерация, A01D 34/84, A01D 43/08. Роторная косилка-измельчитель / В.В. Красовский, П.А. Догода, Ю.В. Самсонов // ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского». - заявл. 15.06.2015. Опубл. 20.11.2015. Бюлл. №32.
3. Пат. 2265984 Российская Федерация, A01D 34/84. Роторная косилка для слаборослого садоводства / К.А. Манаенков, В.В. Хатунцев, В.Ю. Ланцев // ФГОУ ВПО «МичГАУ» - заявл. 18.02.2005. Опубл. 20.12.2005. Бюл. №35.
4. Пат. 78374. Российская Федерация, A01D 34/84. Установка для создания гумусового слоя в приствольных полосах плодовых насаждений на террасах и галечниковых землях / А.К. Апажев, В.Н. Бербеков, Л.М. Хажметов, Ю.А. Шекихачев, А.Л. Хажметова и др. // Кабардино-Балкарский ГАУ. - заявл. 08.11.2017. Опубл. 02.04.2018. Бюл. №10.